CS266989B1

CS266989B1 - Circuit connection for gaseous medium's through flow continuous control

Info

Publication number: CS266989B1
Application number: CS881332A
Authority: CS
Inventors: Jozef Ing Valenta; Ferdinand Busik
Original assignee: Jozef Ing Valenta; Ferdinand Busik
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS133288A1

Abstract

Očelom riešenia je zapojenie obvodu na plynulé riadenie prietoku plynného média, najmS spalovaoieho vzduchu, pre sklářsky taviaci agregát alebo dávkovač skloviny. Podstata riešenia spočívá v tom, že regulátor prietoku spalovacieho vzduchu je připojený na statický měnič frekvencie, ktorý je připojený na asynchronný striedavý motor ventilátore, ktorý je zdrojom spalovacieho vzduchu.The solution is to connect the circuit for continuous flow control of the gaseous medium in particular the combustion air, for the glassworks melting aggregate or enamel dispenser. The essence of the solution is that the controller the combustion air flow is connected to a static frequency converter is connected to an asynchronous AC motor a fan that is the source of the combustion air.

Description

Vynález sa týká zapojenia obvodu na plynulé riadenie prietoku plynného média, najmS spalovacieho vzduchu, pre sklářsky taviaci agregát alebo dávkovač skloviny, ktorý je vykuřovaný zmesou plynu a spalovacieho vzduchu.The invention relates to the connection of a circuit for the continuous control of the flow of a gaseous medium, in particular combustion air, for a glass melting unit or a glass dispenser which is smoked by a mixture of gas and combustion air.

Taviace agregáty na výrobu skla vykuřované plynnou zmesou sú vybavené regulačnqu technikou, ktorá zabezpečuje reguláciu prietoku plynu a spalovacieho vzduchu tak, aby bola vo funkčnej časti taviaceho agregátu, alebo dávkovača skloviny dodržaná predpísaná teplota.Melting units for the production of glass smoked by a gas mixture are equipped with a control technique which ensures the regulation of the flow of gas and combustion air so that the prescribed temperature is maintained in the functional part of the melting unit or the glass dispenser.

V súčasnosti je táto regulácia realizovaná spojitými regulátormi zapojenými v kaskádovom zapojení v závislosti od meranej teploty, pričom regulátory riadiace prietok plynu a spalovacieho vzduchu sú vzájomen zapojené v pomerovej regulácii a sú napojené na merače tlaku, teploty a prietoku plynu a vzduchu. Výstupy regulátorov plynu a vzduchu sú připojené na akčné členy (klapky alebo ventily), ktorými je regulovaný prietok plynu a spalovacieho vzduchu. Vedenie plynu je přitom napojené na štandardný rozvod plynu a tlakových vzduch je generovaný ventilátorem konštantného výkonu, ktorý je napojený na rozvod spalovacieho vzduchu pre taviaci agregát. Ventilátor je obvykle osadený na príslušnom elektrickom striedavom motore, ktorý je priamo napájaný z elektrickej rozvodnej siete 3x380 V, v důsledku čoho sú otáčky ventilátore konštantné.At present, this control is realized by continuous controllers connected in a cascade connection depending on the measured temperature, while the controllers controlling the gas and combustion air flow are mutually connected in the ratio control and are connected to gas, temperature and gas and air flow meters. The outputs of the gas and air regulators are connected to actuators (dampers or valves), which regulate the flow of gas and combustion air. The gas line is connected to a standard gas distribution and the compressed air is generated by a constant power fan, which is connected to the combustion air distribution for the melter. The fan is usually mounted on a corresponding electric AC motor, which is directly supplied from the 3x380 V electrical distribution network, as a result of which the fan speed is constant.

Regulácia prietoku vzduchu priebieha prakticky tak, že na základe nameraných veličin teploty v taviacom agregáte, prietoku, tlaku a teploty plynu a spalovacieho vzduchu sa mění poloha klapky alebo ventilu vo vedení a tým aj prietokové množstvo spalovacieho vzduchu. Hrubé nastavenie množstva spalovacieho vzduchu sa uskutečňuje ručně, pomocou nastavitelnéj klapky na výstupy ventilátore. Potřeba prestavenia ručnej klapky je závislá na zmene spalovacích pomerov v taviacom agregáte počas životnosti taviaceho agregátu. V prvej fáze životnosti taviaceho agregátu sú v podstatě spalovacie poměry výhodné, spotřeba plynu a tým aj spalovacieho vzduchu je minimálna a ručná klapka je v privretej polohe. V dalších fázach životnosti taviaceho agregátu sa zhoršujú spalovacie poměry, spotřeba plynu vzrastá, čím vzrastá úměrně aj spotřeba spalovacieho vzduchu, takže postupné sa musí otvárať aj ručná klapka až do jej úplného vyradenia z činnosti. Ventilátor přitom pracuje na menovitých otáčkách motora, připadne sú jeho otáčky sprevodované prostredníctvom klínových řemenic.The regulation of the air flow takes place practically in such a way that on the basis of the measured values of temperature in the melter, flow, pressure and temperature of gas and combustion air the position of the flap or valve in the line changes and thus also the flow rate of combustion air. Rough adjustment of the amount of combustion air is done manually, using an adjustable damper on the fan outlets. The need to adjust the manual damper depends on the change in combustion conditions in the melter during the life of the melter. In the first phase of the life of the melter, the combustion ratios are essentially advantageous, the consumption of gas and thus of the combustion air is minimal and the manual flap is in the closed position. In the next stages of the life of the melter, the combustion conditions deteriorate, the gas consumption increases, which increases the combustion air consumption proportionally, so that the manual damper must gradually open until it is completely deactivated. The fan operates at the rated motor speed, or its speed is transmitted via V-belt pulleys.

Nedostatkom uvedeného systému regulácie spalovacieho vzduchu je najmá nutnost prevádzky vyprojektovaného ventilátora na plný výkon počas celej kampaně taviaceho agregátu napriek tomu, že pre potřeby horenia by váčšinu času postačoval len obmedzený výkon ventilátora. Vlastná regulácia prietoku spalovacieho vzduchu priebieha až za klapkou ventilátora. Nepřetržitá prevádzka ventilátora na menovitých príp. sprevodovaných otáčkách elektrického motora má za následok jeho předčasné opotrebovanie, zvýšenú hlučnost a trvalú vysokú spotřebu elektrickej energie, ktorá je daná menovitým výkonom motora a účinnostou celého systému.The disadvantage of said combustion air control system is in particular the need to operate the designed fan at full power during the entire campaign of the melting unit, despite the fact that for the needs of combustion only a limited fan power would suffice for most of the time. The actual regulation of the combustion air flow takes place behind the fan flap. Continuous fan operation at rated or The transmitted speed of the electric motor results in its premature wear, increased noise and permanently high consumption of electric energy, which is given by the rated power of the motor and the efficiency of the whole system.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje a technický problém rieši zapojenie obvodu na plynulé riadenie prietoku plynného média podlá tohoto vynálezu, ktorého podstatou je, že regulátor prietoku spalovacieho vzduchu je připojený na statický měnič frekvencie, ktorý je připojený na asynchronný striedavý motor ventilátora, ktorý je zdrojom spalovacieho vzduchu.The above-mentioned drawbacks are eliminated and the technical problem is solved by the connection of a circuit for continuous control of gaseous medium flow according to the invention, the essence of which is that the combustion air flow regulator is connected to a static frequency converter which is connected to an asynchronous AC fan motor .

Výhody zapojenia obvodu na plynulé riadenie prietoku plynného média spočívajú najmá v odstránení trvalej prevádzky ventilátora na plný výkon počas celej kampaně. Otáčky ventilátora sa zvyšujú alebo znižujú postupné v závislosti na požadovanom prietoku spalovacieho vzduchu, ktorý je definovaný velkosfou napátia regulátora. Skutečnou spotřebou elektrickej energie ventilátora v závislosti na požadovanom prietoku spalovacieho vzduchu je dané zníženie spotřeby elektrickej energie. V důsledku zníženia otáčok ventilátora je znížené aj opotrebovanie ventilátora a motora. Reguláciou prietoku vzduchu prostredníctvom změny otáčok ventilátora sa odstraňuje tiež zvýšený výkon ventilátora na krytie tlakových strát v regulačných prostriedkoch, odstraňujú sa nedostatky v mechanických systémoch klapiek alebo ventilov a dosiahne sa dokonalejšie ovládanie prietoku spalovacieho vzduchu v důsledkuThe advantages of connecting a circuit for continuous control of the flow of gaseous medium lie mainly in the elimination of continuous operation of the fan at full power throughout the campaign. The fan speed increases or decreases gradually depending on the required combustion air flow, which is defined by the voltage level of the controller. The actual electricity consumption of the fan depending on the required combustion air flow is a given reduction in electricity consumption. As a result of the reduced fan speed, the wear on the fan and motor is also reduced. Regulating the air flow by changing the fan speed also eliminates the increased fan power to cover pressure losses in the control means, eliminates deficiencies in the mechanical systems of flaps or valves and achieves better control of the combustion air flow due to

CS 266 989 Bl zvýšenia dynamiky regulačného obvodu. Ďalšou výhodou je zlepšenie tlakových pomerov vo vedení v dósledku odstraněni^ mechanického prostriedku na škrtenie prietoku spalovacieho vzduchu vo vedení. Pretože výkon a tým aj příkon ventilátora rastie s treťou mocninou otáčok, je možné podstatné znížiť výkon motora ventilátora.CS 266 989 B1 increase the dynamics of the control circuit. Another advantage is the improvement of the pressure conditions in the line due to the removal of the mechanical means for restricting the flow of combustion air in the line. Because the power and thus the power input of the fan increases with the square of the speed, it is possible to substantially reduce the power of the fan motor.

Na pripojenom výkrese je znázorněná bloková schéma obvodu na plynulé riadenie prietoku plynného média.The accompanying drawing shows a block diagram of a circuit for the continuous control of the flow of a gaseous medium.

Příkladné zapojenie obvodu na plynulé riadenie spalovacieho vzduchu pre sklářsky taviaci agregát je realizované tak, že snímač 11 teploty umiestnený v taviacom agregáte 2 je připojený na spojitý PID regulátor 2 teploty, ktorý je spojený so spojitým PID regulátorem 2 prietoku plynu. Na spojitý PID regulátor 2 prietoku plynu je připojený snímač 5 prietoku plynu a elektrický ventil 2/ ktorý je osadený na plynovom vedení. Snímač 2 prietoku plynu je dalej připojený na spojitý PID regulátor 2 prietoku spalovacieho vzduchu, na ktorý je připojený tiež snímač 2 prietoku spalovacieho vzduchu, osadený na vedení spalovacieho vzduchu, a statický měnič 2 frekvencie napojený na asynchronný striedavý motor 9, ktorý je mechanicky spojený s ventilátorem 20· Ventilátor 10 je instalovaný vo vedení spalovacieho vzduchu, ktoré ústi do horákov 12.An exemplary circuit connection for the continuous control of combustion air for a glass melting unit is realized in that a temperature sensor 11 located in the melting unit 2 is connected to a continuous PID temperature controller 2 which is connected to a continuous PID gas flow controller 2. A gas flow sensor 5 and an electric valve 2 /, which is mounted on the gas line, are connected to the continuous PID gas flow controller 2. The gas flow sensor 2 is further connected to a continuous PID combustion air flow controller 2, to which is also connected a combustion air flow sensor 2 mounted on the combustion air line, and a static frequency converter 2 connected to an asynchronous AC motor 9 which is mechanically connected to fan 20 · The fan 10 is installed in the combustion air duct, which opens into the burners 12.

Zapojením obvodu na plynulé riadenie prietoku spalovacieho vzduchu pre sklářsky taviaci agregát 2 ^sa dosiahne regulácia prietoku spalovacieho vzduchu v závislosti na zmene otáčok ventilátora 10 následovně:By connecting a circuit for continuous control of the combustion air flow for the glass melting unit 2 ^, the regulation of the combustion air flow depending on the change of the fan speed 10 is achieved as follows:

Snímač 11 teploty merá teplotu v definovanom prostředí taviaceho agregátu 2* Spojitý PID regulátor 2 teploty generuje na základe porovnania nastavenej hodnoty a nameranej hodnoty teploty akčný signál, ktorý pre spojitý PID regulátor 2 prietoku plynu představuje požadovaná hodnotu prietoku plynu. Na základe akčného signálu generovaného spojitým PID regulátorem 2 teploty a nameraného prietoku plynu na snímači 2 prietoku plynu spojitý PID regulátor 2 prietoku plynu generuje akčný signál na ovládanie elektrického ventilu 2· Meraný prietok plynu zo snímača 2 prietoku plynu sa privedie ako požadovaná hodnota na spojitý PID regulátor 2 prietoku spalovacieho vzduchu, kde sa táto hodnota vynásobí hodnotou predstavujúcou požadovaný poměr medzi prietokom plynu a spalovacieho vzduchu pre optimálny spalovací proces v horákoch 12 a porovná s nameranou hodnotou prietoku spalovacieho vzduchu zo snímača 2 prietoku spalovacieho vzduchu. Spojitý PID regulátor 2 prietoku spalovacieho vzduchu generuje akčný signál, ktorý je úměrný požadovanéj zmene prietoku spalovacieho vzduchu. V statickom měniči 2 frekvencie je táto požadovaná hodnota převedená na napatie s premennou frekvenciou pre napájanie asynchronného elektrického motora 2 ventilátora 10. V závislosti na zmene frekvencie menia sa aj otáčky asynchronného elektrického motora 22 a tým aj množstvo spalovacieho vzduchu pretekajúceho vedením spalovacieho vzduchu do horákov 12.The temperature sensor 11 measures the temperature in the defined environment of the melter 2 * The continuous PID temperature controller 2 generates an action signal based on a comparison of the set value and the measured temperature value, which represents the desired gas flow value for the continuous PID gas flow controller 2. Based on the action signal generated by the continuous PID temperature controller 2 and the measured gas flow at the gas flow sensor 2, the continuous PID gas flow controller 2 generates an action signal to control the electric valve 2. The measured gas flow from the gas flow sensor 2 is output the combustion air flow controller 2, where this value is multiplied by a value representing the desired ratio between the gas flow and the combustion air flow for the optimal combustion process in the burners 12 and compared with the measured value of the combustion air flow from the combustion air flow sensor 2. The continuous PID combustion air flow controller 2 generates an action signal that is proportional to the desired change in combustion air flow. In the static frequency converter 2, this setpoint is converted to a variable frequency voltage to supply the asynchronous electric motor 2 of the fan 10. Depending on the frequency change, the speed of the asynchronous electric motor 22 and thus the amount of combustion air flowing through the combustion air to the burners 12 .

Claims

Connection of a circuit for continuous control of the flow of gaseous medium, in particular combustion air for a glass melter, or a glass dispenser which is heated by a mixture of gas and combustion air, the gas flow being regulated by control means consisting of a temperature sensor, temperature controller, gas flow controller with flow sensor. gas and a valve, a combustion air flow regulator with a combustion air flow sensor, characterized in that the combustion air flow regulator (4) is connected to a static frequency converter (8) which is connected to an asynchronous AC motor (9) of the fan (10). which is a source of combustion air.