Pierwszenstwo: 18.11.1971 (P. 151632) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 31.01.1975 74287 KI. 13d,ll/06 MKP F22g 5/20 czytelnia! Urzedu Patentowego j Twórca wynalazku: Jerzy Roszkowski Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Techniki Cieplnej, Lódz (Polska) Sposób automatycznej regulacji temperatury pary wodnej w kotle i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób automatycz¬ nej regulacji ¦temperatury pary wodnej w kotle ¦i urzadzenie do stosowania tego sposobu. Wynala¬ zek dotyczy kotlów parowych z przegrzewaczami podzielonymi na stopnie i wyposazonymi w schla- dzacze miedizystopniowe dowolnego typu, a regu¬ lacja obejmuje zarówno pare swieza, jak i miedzy- stoipniowa. Stosowane dotychczas sposoby regulacji temperatury pary wodnej oparte byly na sche¬ matach obwodów automatycznej regulacji analo¬ gicznych do obwodów stosowanych przy wymien¬ nikach ciepla lub urzadzeniach podgrzewajacych czynnik roboczy. Wysokie wymagania dotyczace pa¬ rametrów pary zmuszaly do rozbudowywania •Obwodów wyjsciowych zaleznie od wlasciwosci statycznych i dynamicznych kotlów pairowych.Powszechnie znano i stosowano sposoby automa- *tycznej regulacji pary rw ukladach kaskadowych, z dodatkowym sygnalem od pochodnej temperatury pary. Podwyzszenie jakosci regulowania bylo osia¬ gane równiez przez wprowadzenie sygnalów wy¬ przedzajacych od Wielkosci zaklócajacych prace przegrzewu, jak np. temperatura pstry na wlocie do stopnia przegrizewacza, przeplyw pary, temperatura lu/b pochodna temperatura spalin. Sposoby te uwzglednialy wplyw jednej z wielkosci zaklócaja¬ cej, bedacej miara obciazania ciepihnego kotla luib poszczególnych pirzegrzewaczy. Poprawe pracy przegrzewaczy uzyskiwano równiez przez odpowied- 10 15 25 30 nie rozdzielanie i wzajemne .uzaleznianie wielkosci schladzania pary w poszczególnych stopniach.Wada wyzej opisanych sposobów jest nie uwzgled¬ nianie podstawowego zaklócenia, jakim jest stosu¬ nek ilosci ciepla zuzytego na odparowanie wody do ilosci ciepla zuzytego na przegrzanie. Kazda z wykorzystywanych dotychczas wieOkosci zaklóca¬ jacych jest sygnalem wyprzedzaliacyim zmiane wieiUkosci regullowanelj i(teimperai3ury pary) tylko w przypadku utrzymywania stalych wartosci powsta¬ lych zaklócen. Na przyklad zmiana natezenia' prze¬ plywu pary jest zaklóceniem dla (temperatury pary tylko przy stalej wartosci wytwarzanego ciepla w palenisku. Przy jednoczesnej odpowiedniej zmianie przeplywu i spalania temperatura pary równiez sie zmienia, ale w mniejszym stopniu niz przy za¬ klóceniu tylko jednego z wymienionych paramet¬ rów.Zastosowanie ukladu regulacji iz ipomocniczyim modelowym wymiennikiem ciepla, przez który przeplywa czesc przegrzewanej pary równoleglLe do normalnych stopni ptfzegrzewacza dzieki czemu zaleznie od wymiarowania i usytuowania modelo¬ wego przegrzewacza uzyskuje sie sygnal przyrostu temperatury pary wykorzystywany jako sygnal za¬ klócenia 'dla ukladu auitomiatycznej regulacji tem¬ peratury pary na te wade, ze konieczny jest dobór, wykonanie i nadzorowanie dodatkowych powierz¬ chni ogrzewalnych w kotle. Dodatkowa modelowa rxjwierzchnia ogrzewalna jest inaczej uksztaltowa- 74 28774 287 na niz normalny przegrzewaoz, w zwiazku z czyim moze wystepowac inny przebieg zanieczyszczenia, a tym samym rozbieznosci uzyskiwanego sygnalu z sygnalem wyznaczonym teoretycznie lub djoswiad-- ... czalnie w okresie wstepnej eksploatacji. 5 Celem wynalazku jest uzyskiwanie sposobu auto¬ matycznej regulacji temperatury pary wodnej za¬ pewniajacego wyzsza, iniz w dotychczas stosowa¬ nych ukladach, jakosc regullacji przez utworzenie sygnalu odpowiadajacego .zaklóceniu w (rozkladzie 10 obciazen cieplnych kotla, wplywajacym na stosu¬ nek ciepla zuzytego na odparowanie do ilosci ciep¬ la zuzytego na przegrzanie .pary oraz wykorzystanie tego sygnalu, jako wielkosci 'wyprzedzajacej w przypadkach zaklócen powstajacych w czasie pracy i5 kotla przy zadanej stalej wartosci obciazenia lub obciazeniu planowo zmiennym.Sposób automatycznej regulacji temperatury pary wodnej w kotle wedlug wynalazku polega na tym, ze na .podstawie znanej charakterystyki obciazenia 2o cieplnego poszczególnych powierzchni ogrzewanych kotla w stanach równowagi i ma .podstawie zmie¬ rzonego wydadku pary zostaje utworzona wartosc zadana wielkosci nie regulowanego przegrzewu pary we wstepnym stopniu przegrzewacza pary swiezej. 25 Wielkosc ta porównuje sie z rzeczywistym zmie¬ rzonym przyrostem temperatury w tym stopniu, a otrzymana róznice wartosci zadanej i zmierzonej temperatury wykorzystuje sie jako sygnal wiel¬ kosci zaklócajacej dla poszczególnych obwodów 30 automatycznej regulacji temperatury.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wy¬ nalazku sklada sie z przetwornika przyrostu tem¬ peratury, czlonu funkcyjnego realizujacego zadana wartosc przyrostu temperatury na podstawie po- 35 miaru wydatku pary i dokonujacego porównania wartosci zadanej z rzeczywistym przyrostem tem¬ peratury oraz czlonów diunikcyjinych, dostosowuja¬ cych ten sygnal róznicy przyrostów temperatury do charakterystyk poszczególnych obwodów regulacji. 40 Sposób automatycznej regulacji temperatury pary wodnej iw kotle i urzadzenie do stosowania tego sposobu, bedace przedmiotem wynalazku, daje w efekcie podwyzszenie jakosci automatycznej regu¬ lacji temperatury ze wzgledu nia wprowadzenie 45 sygnalu od istotnego zaklócenia. Zaleta sposobu jest wykorzystywanie czesci normalnego przegrze¬ wacza jako modelu /cieplnego, bez koniecznosci in¬ stalowania i nadzorowania dodatkowych elemen¬ tów kotla. 'Zaleta jest równiez mozliwosc stosowa- F0 nia sposobu wedlug wynalazku w -dowolnych ukla¬ dach auitamatycznej regulacji temperatury posz¬ czególnych stopni przegrzewacza, co pozwala na uzycie (ukladów optymalnych, dostosowanych do charakterystyk stopni przegrzewacza, niezaleznych 55 od sygnalu okreslajacego zaklócenia w rozkladzie ciepla na odparowanie i przegrzew.Urzadzenie wedlug wynalazku jest wyjasnione na przykladzie wykonania na rysunku, który przed¬ stawia schemat urzadzamia do automatycznej re- 60 gulacji temperatury pary wodnej w kotle.Para wiodna przeplywa kolejno przez trzy stop¬ nie przegrzewacza 1, 2 i 3. Temperatura pary za pierwszym stopniem 1 jest nie regulowana.Do regulacji temperatury sluza przykladowo dwa schladzacze 4 i 5 dowolnej konstrukcji. Regulatory temperatury 6 i 7 realizuja automatyczna regulacje temperatury za stopniami przegrzewaczy. Ilosc pary przeplywajacej przez przegrzewacze jest mierzona zwezka 8. Pomiar ten pomija zmiany ilosci pary wywolywane ewentualnym wtryskiem wody schla¬ dzajacej. Dla potrzeb regulacji w przewodzie pa¬ rowym umieszczono termometry 9, 10, 11 i 12.Zgodnie z zasada wynalazku sygnal wartosci na¬ tezenia przeplywu pary jest doprowadzany do czlonu [funkcyjnego 13, w którym .zostaje utworzo¬ na wartosc przyrostu temperatury w pierwszym nie regulowanym stopniu przegrzewacza zgodna ze statyczna [charakterystyka kotla. W przetworniku 14 zostaje utworzony sygnal odpowiadajacy rzeczy¬ wistemu przyrostowi temperatury, zmierzonemu termometrami 9 i 10. Róznica sygnalów wytwarza¬ nych w czlonach 13 i 14 jest imiara odchylenia ¦obciazen cieplnych poszczególnych .powierzchni ogrzewalnych kotla od stanów równowagi. Wartosc sygnalu zaklócenia stanu równowagi cieplnej kotla jest doprowadzona do czlonów funkcyjnych 15 i 16, przeksztalcajacych go na sygnal wyprzedzajacy zmiany temperatury w poszczególnych przegrzewa- czach. Tak przeksztalcony sygnal jest wlaczony w poszczególne obwody automatycznej regullacji tem¬ peratury. Sposób przeksztalcenia sygnalu oraz jego doprowadzenie do kazdego lolbwodu automatycznej regulacji musi byc wyznaczony zgodnie z charak¬ terystykami obiektu w celu uzyskania optymalnego zregulowania odchylek temperatury. Na rysunku przedstawiono takze (mozliwosc zastosowania spo¬ sobu stanowiacego przedmiot wynalazku do kotla w dowolnej ilosci stopni przegrzewaczy pary swie¬ zej i miedzystopniowej. Rozszerzenia dokonuje sie przez wprowadzenie dowolnej ilosci torów sygnalu 17. PL PL