Патент на изобретение №2229941

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОМ КОТЛОАГРЕГАТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и обеспечивает повышение надежности и упрощение системы управления электрофильтром котлоагрегата. В устройстве для автоматического управления электрофильтром котлоагрегата, содержащем бункеры электрофильтра с уровнемерами, привод исполнительных механизмов встряхивания электродов, транспортный трубопровод, электроклапан, расходная емкость сообщена верхней частью с бункером, а нижней – с транспортным трубопроводом, верхний и нижний клапаны размещены, соответственно, в верхней и нижней частях расходной емкости, верхний клапан установлен в нормально открытом положении, а нижний – в нормально закрытом положении, к нижним поверхностям каждого клапана соосно герметично закреплены трубчатые хвостовики, каждый из которых установлен с возможностью вертикального перемещения на соответствующем выходном конце трубки для подачи газа. Гидравлическое сопротивление установлено на выходном конце трубки для подачи газа нижнего клапана, а входное колено транспортного трубопровода размещено за нижним клапаном, при этом входные концы трубок для подачи газа соединены через электроклапан с источником избыточного давления газа, а привод клапана подключен через первую схему сравнения ко входу второй схемы сравнения и выходу уровнемера, который размещен в верхней части расходной емкости. Второй вход каждой схемы сравнения подключен к соответствующему элементу памяти, а выход второй схемы соединен с приводом исполнительного механизма встряхивания электродов. 1 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в электрофильтрах тепловых электростанций.

Известно устройство для автоматического управления электрофильтром котлоагрегата, содержащего бункер, электроприводы, уровнемер пыли, шлюзовый питатель, блок управления и питания электрофильтром [1].

Недостатком устройства является низкая надежность и ресурс работы устройства, обусловленные использованием механических элементов, работающих в условиях абразивного износа в потоке пыли.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического управления электрофильтром котлоагрегата, содержащее бункеры электрофильтра с уровнемерами, подключенными к приводам исполнительных механизмов встряхивания электродов, транспортный трубопровод с узлами подачи воздуха в нижние части восходящих участков, сообщенных через клапан с распределительным трубопроводом по длине транспортного трубопровода [2].

Недостатком известного устройства является низкая надежность процесса сброса пыли из бункера в транспортный трубопровод, а также сложность конструкции при подаче пыли на значительные расстояния.

Задачей данного предложения является повышение надежности работы устройства и упрощение конструкции при реализации цели подачи пыли на значительные расстояния.

Раскрытие изобретения

Предметом изобретения является устройство для автоматического управления электрофильтром котлоагрегата, содержащее бункеры электрофильтра с уровнемерами, привод исполнительных механизмов встряхивания электродов, транспортный трубопровод, электроклапан, в него введены по двум схемам сравнения и элементам памяти расходная емкость, сообщенная верхней частью с бункером, а нижней – с транспортным трубопроводом, гидравлическое сопротивление, верхний и нижний клапаны, размещенные соответственно в верхней и нижней частях расходной емкости, верхний клапан установлен в нормально открытом положении, а нижний – в нормально закрытом положении, к нижним поверхностям каждого клапана соосно герметично закреплены трубчатые хвостовики, каждый из которых установлен с возможностью вертикального перемещения на соответствующий выходной конец трубки для подачи газа, причем гидравлическое сопротивление установлено на выходном конце трубки для подачи газа нижнего клапана, а входное колено транспортного трубопровода размещено за нижним клапаном, при этом входные концы трубок для подачи газа соединены через электроклапан с источником избыточного давления газа, а привод клапана подключен через первую схему сравнения ко входу второй схемы сравнения и выходу уровнемера, который размещен в верхней части расходной емкости, второй вход каждой схемы сравнения подключен к соответствующему элементу памяти, а выход второй схемы соединен с приводом исполнительного механизма встряхивания электродов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство для автоматического управления электрофильтром котлоагрегата.

Устройство содержит расходную емкость 1, сообщенную в верхней части со сборным бункером 2 электрофильтра, транспортный трубопровод 3, входное колено 4 которого размещено за нижним клапаном 5, верхний клапан 6, гидравлическое сопротивление 7, установленное на выходном конце 8 трубки 9 для подачи газа нижнего клапана. На нижних поверхностях каждого клапана соосно герметично закреплены трубчатые хвостовики 10, 11, каждый из которых установлен с возможностью вертикального перемещения на соответствующий выходной конец 8, 12 трубки 9 для подачи газа.

В верхней части стенки бункера размещен привод 13 исполнительных механизмов встряхивания электродов, а в верхней части расходной емкости – уровнемер 14, выход которого соединен со входами двух схем сравнения 15, 16, вторые входы которых подключены к элементам памяти 17, 18, а выход первой схемы сравнения 15 – к приводу электроклапана 19.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В начале цикла верхний клапан открыт, а нижний – закрыт, происходит заполнение внутренней полости расходной емкости порошкообразной средой. По сигналу нижнего уровня амплитуды, т.е. когда через уровнемер истекает порция порошкообразной среды, сорвавшаяся от электрода электрофильтра в результате превышения его пылеемкости (максимально допускаемая пылеемкость соответствует предельной толщине слоя осаждения пыли на электроде), срабатывает вторая схема сравнения 16 и привод 13 включается. Начинается цикл встряхивания электродов электрофильтра. Причем вторая схема сравнения 16 обеспечит прохождение управляющего сигнала только в случае совпадения его уровня с сигналом из элемента памяти 18.

Во время цикла встряхивания начинается интенсивное заполнение расходной емкости порошкообразной средой. После достижения последней высоты размещения уровнемера 14, последний вырабатывает сигнал верхнего уровня, который через первую схему сравнения 15 определяет включение привода электроклапана 19. Первая схема сравнения пропускает управляющий сигнал при совпадении его уровня с сигналом элемента памяти 17.

В результате включения электроклапана 19 газ от источника избыточного давления (на чертеже не показан) поступает к трубке 9 и в полость хвостовика 11 верхнего клапана 6, перемещает последний в вертикальном направлении до седла этого клапана, что определяет закрытие входного отверстия и окончание цикла заполнения порошкообразной средой.

В полость хвостовика 10 нижнего клапана 5 газ поступает через гидравлическое сопротивление (жиклер), поэтому градиент давления в этой полости ниже, чем в верхнем клапане, это обусловливает запаздывания момента открытия нижнего клапана относительно верхнего, следовательно, исключение сквозного сообщения полостей транспортного трубопровода 3 и сборного бункера 2. Газ через выходные концы 8, 12 и проходное сечение, определяемое зазором между поверхностями этих трубок и хвостовиков, истекает в полость расходной емкости, вытесняя порошкообразную среду через входное колено 4 в транспортный трубопровод 3. От длительности поступления и среднего давления газа зависит время открытия верхнего клапана 6 и, соответственно, закрытие нижнего клапана 5, процесс закрытия которого будет также зависеть от разности давлений в полостях транспортного трубопровода 3 и расходной емкости 1. При равенстве этих давлений, за счет гидравлического сопротивления 7 давление газа в полости хвостовика 10 будет меньшим, чем соответственно в верхнем клапане, что обусловит закрытие нижнего клапана, прежде чем откроется верхний клапан и начнется процесс заполнения порошкообразной средой расходной емкости. Вытесненная газом доза порошкообразной среды перемещается по транспортному трубопроводу со скоростью и на расстояние, зависящие от величины давления в газе и его длительности. Поочередное повторение описанных циклов заполнения и опорожнения расходной емкости может формировать в транспортном трубопроводе поток порошкообразной среды в виде последовательных поршней (доз) газа и порошкообразной среды.

Экспериментально было выявлено, что работоспособность клапанов зависит от соответствия проходного сечения между внутренней и внешней поверхностями соответственно хвостовика и выходного конца трубки для импульсной подачи газа и проходного сечения этой трубки. Действительно, при соизмеримости величин этих сечений процесс поднятия клапанов пневмоимпульсами становится мало управляемым, так как происходит преждевременный сброс воздуха через хвостовики. Согласно опытным данным установлено, что проходное сечение между внутренней и внешней поверхностями соответственно хвостовика и выходного конца трубки для импульсной подачи газа должно быть по крайней мере в 8 раз меньшим проходного сечения трубки для импульсной подачи газа. Необходимо отметить, что увеличение проходного сечения трубки для импульсной подачи газа ограничивается габаритными размерами клапана и его проходного сечения.

Расстояние и высота, на которые необходимо осуществлять пневмотранспорт от бункера электрофильтра, зависят от величины давления и длительности подачи газа. Например, для пневмотранспорта на 100 м золы ТЭС со скоростью 0,5 м/с, порозностью 0,55 по трубопроводу диаметром 10 мм необходимо обеспечить перепад давлений 2,5 кг/см².

Таким образом, за счет введения клапанов с трубчатыми хвостовиками, установленными с возможностью вертикального перемещения на трубках для подачи газа, схемы регулирования с уровнемером достигается реализация цели – пневмотранспорт в плотном слое на значительные расстояния и повышение надежности сброса пыли из бункера в транспортный трубопровод.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1588440, В 03 С 3/68, 1987.

2. Патент РФ №2192928, В 03 С 3/68, 2001 г.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления электрофильтром котлоагрегата, содержащее бункеры электрофильтра с уровнемерами, привод исполнительных механизмов встряхивания электродов, транспортный трубопровод, электроклапан, отличающееся тем, что в него введены по двум схемам сравнения и элементам памяти расходная емкость, сообщенная верхней частью с бункером, а нижней – с транспортным трубопроводом, гидравлическое сопротивление, верхний и нижний клапаны, размещенные соответственно в верхней и нижней частях расходной емкости, верхний клапан установлен в нормально открытом положении, а нижний – в нормально закрытом положении, к нижним поверхностям каждого клапана соосно герметично закреплены трубчатые хвостовики, каждый из которых установлен с возможностью вертикального перемещения на соответствующий выходной конец трубки для подачи газа, причем гидравлическое сопротивление установлено на выходном конце трубки для подачи газа нижнего клапана, а входное колено транспортного трубопровода размещено за нижним клапаном, при этом входные концы трубок для подачи газа соединены через электроклапан с источником избыточного давления газа, а привод клапана подключен через первую схему сравнения ко входу второй схемы сравнения и выходу уровнемера, который размещен в верхней части расходной емкости, второй вход каждой схемы сравнения подключен к соответствующему элементу памяти, а выход второй схемы соединен с приводом исполнительного механизма встряхивания электродов.

РИСУНКИ