RU2054151C1

RU2054151C1 - Система управления очиской поверхностей нагрева

Info

Publication number: RU2054151C1
Authority: RU
Inventors: Е.А. Голубов; В.В. Гладенко; И.А. Альмухаметов; Р.Т. Усманов
Original assignee: Акционерное общесво "Белгородский завод энергетического машиностроения"
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1992-09-01
Publication date: 1996-02-10

Abstract

Сущность изобретения: устройство содержит один смеситель 5, пламяпроводы 6, импульсные камеры 7, регуляторы расхода газа и воздуха в смеси 9, клапаны-отсекатели 10, датчики регистрации прохождения компонентов 11, один датчик температуры стенки смесителя 12, один датчик прохождения охлаждаемой среды 13, один датчик температуры охлаждаемых газов 14, датчики контроля прохождения импульсов 15, датчики контроля степени заполнения импульсных камер газовоздушной смесью 16, один блок определения момента включения и отключения импульсного режима очистки 17, один блок контроля аварийного режима импульсной очистки 18, один блок контроля заполнения импульсных камер 19, один формирователь высокого напряжения зажигания газовоздушной смеси 20, один блок управления клапанами-отсекателями 21, один блок формирования управляющих сигналов 22, одну свечу зажигания 23, одну линию задержки, один счетчик импульсов, один датчик температуры охлаждаемых газов 26. 3 з. п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к системам управления очисткой поверхностей нагрева и может быть использовано для очистки изделий.

Известна система управления очисткой поверхностей нагрева, содержащая клапаны-отсекатели, соединенные входами с выходом блока управления клапанами-отсекателями, блок формирования управляющих сигналов, блок определения момента включения и отключения импульсного режима очистки, а также исполнительные механизмы.

Недостатком известного устройства является сложность осуществления постоянного контроля изменения концентрации пыли в газовом потоке.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

На фиг. 1 показана блок-схема системы управления очисткой поверхностей нагрева; на фиг. 2 фрагмент схемы системы для варианта использования линии задержки; на фиг. 3 фрагмент схемы системы для варианта использования счетчика импульсов; на фиг. 4 фрагмент схемы системы для варианта одновременного использования линии задержки и счетчика импульсов; на фиг. 5 вариант присоединения датчика-газоанализатора к импульсной камере; на фиг. 6 схема устройства газоимпульсной очистки при ручном управлении.

Объект регулирования включает поверхности нагрева 1, расположенные в газоходе котла 2, трубопроводы подачи газа 3 и воздуха 4, подключенные к смесителю 5, соединенному пламяпроводами 6 с импульсными камерами 7, сопла 8 которых открываются в газоход котла 1. Трубопроводы 3 и 4 оборудованы регуляторами 9 расхода газа и воздуха в смеси, клапанами-отсекателями 10 и датчиками регистрации 11 прохождения компонентов, создающих очистительную среду (датчики, разрешающие работу газоимпульсной очистки (ГИО), если в газо- и воздухопроводе на входе ГИО давление газа и воздуха в пределах нормы), входящими в систему управления ГИО. В состав упомянутой системы также входят:
а) датчики:
датчик температуры стенки смесителя 12 (датчик, разрешающий работу ГИО, если нет самовозгорания смеси за смесителем во время заполнения ИК газовоздушной смесью;
датчик прохождения охлаждаемой среды 13 (датчик, разрешающий работу ГИО, если теплообменник находится в рабочем состоянии и через газоход проходит рабочий объем охлаждаемых газов);
датчик температуры охлаждаемых газов 14, расположенный после поверхностей нагрева;
датчики контроля прохождения импульсов 15 (датчик, разрешающий работу ГИО, если в ИК, после их заполнения смесью, происходит детонационное горение);
датчики контроля степени заполнения импульсных камер газовоздушной смесью 15,
б) блоки:
блок 17 определения момента включения и отключения импульсного режима очистки,
блок 18 контроля аварийного режима импульсной очистки;
блок 19 контроля заполнения импульсных камер;
формирователь 20 высокого напряжения зажигания газовоздушной смеси;
блок 21 управления клапанами-отсекателями;
блок 22 формирования управляющих сигналов.

Система также содержит свечу 23 зажигания, линию 24 задержки, счетчик импульсов 25 и датчик температуры охлаждаемых газов 26, расположенный до поверхностей нагрева.

Датчики температуры охлаждаемых газов 14 и 26 могут быть реализованы, например, на базе термопар или любого другого устройства, изменяющего выходной сигнал пропорционально изменению температуры охлаждаемых газов. С помощью этих датчиков косвенным методом можно определить степень загрязнения поверхностей нагрева со стороны охлаждаемых газов. Сигнал с датчиков поступает в блок определения момента вклчючения ГИО в работу 17. Блок определения момента включения ГИО в работу 17 при достижении определенной величины разности температуры охлаждаемых газов на входе и выходе поверхностей нагрева вырабатывает сигнал на включение ГИО в работу, а при снижении разности температур вырабатывает сигнал на отключение ГИО. При использовании одного датчика температуры охлаждаемых газов 14, установленного за поверхностями нагрева, блок 17 работает аналогично: при получении сигнала о максимальной пороговой температуре за теплообменником вырабатывается сигнал на включение ГИО в работу, а при снижении температуры до минимального порогового значения отключается. Пороговые температуры устанавливаются оператором перед включением системы очистки в работу. Сигнал из блока 17 подается на первый вход блока формирования управляющих сигналов 22.

Блок формирования управляющих сигналов 22 осуществляет настройку параметров газа и воздуха для получения необходимого соотношения в смеси с помощью блоков поддержания соотношения газа и воздуха в смеси 9. Этот блок может представлять собой систему регулирующих клапанов с обратной связью по расходу среды или по перепаду давлений. Настройка и подстройка параметров во время работы ГИО может быть независимой от блока 22, если упомянутый блок 9 будет состоять из автономных регуляторов расхода или регуляторов давления, которые могут включаться в работу параллельно или смешанно.

Блок формирования управляющих сигналов 22 имеет два режима работы:
а) отключение по достижению минимальной пороговой температуры за поверхностями нагрева (или по разности температур на входе и выходе поверхностей нагрева);
б) отключение ГИО происходит после отработки определенного количества импульсов, для чего предусмотрен счетчик импульсов 25, вход которого подключен к 5-му выходу блока формирования управляющих сигналов 22, а выход соответственно ко второму входу блока определения момента включения и отключения газоимпульсной очистки 17. Переключение с одного устройства (пульте оператора).

Формирователь высокого напряжения зажигания газовоздушной смеси 20 может представлять собой высоковольтный трансформатор, бобину или генератор высоковольтного напряжения.

Блок контроля параметров газоимпульсной очистки 18 блокирует работу всей системы ГИО, если любой из датчиков, соединенный с ним, вырабатывает сигнал, выходящий за рамки расчетных условий работы системы, и разрешает работу ГИО, если величины сигналов от всех датчиков в норме.

Датчик контроля 12 нормальной работы смесителя представляет собой термопару, измеряющую температуру стенки смесителя. При повышении температуры выше окружающей на 30-40^оС датчик 12 вырабатывает сигнал, который блоком 18 интерпретируется как аварийное состояние системы. В качестве датчика 12 могут быть использованы фотодатчик, ионизационный датчик и т.д.

Датчик прохождения охлаждаемой среды 13 представляет собой тягонапоромер или их комбинация.

Датчики прохождения импульса газовой очистки 15 могут быть установлены на ИК 7, около последних или в газоходе котла 2. В качестве датчика могут быть использованы: а) датчик импульса детонационной волны; б) датчик, фиксирующий повышение давления в ИК во время разрыва; в) фотодатчик, фиксирующий вспышку при взрыве смеси; г) датчик, фиксирующий повышение звукового давления как внутри ИК, так и в газоходе или около ИК, или любой другой датчик, реагирующий на прохождение импульса очистки. Звуковое давление может повышаться до 80-90 дБ. В работу датчики 15 включаются одновременно с подачей блоком 22 сигнала на открытие клапанов-отсекателей 10. Сигналы с датчиков 15 через линию задержки подаются на блок 18. Линия задержки обеспечивает задержку прохождения сигнала на интервал времени, равный двух, трех, четырехкратному заполнению ИК 7 смесью. Задержка нужна для надежного автоматического включения ГИО в работу. Если после двух-, четырехкратной попытки получить очищающий импульс, он не будет зафиксирован датчиками 15, то система очистки блокируется, на панели загорается соответствующая сигнализация об отказе и ГИО, переводится в исходное состояние. Вторичное включение в работу возможно только после устранения причин аварии.

Датчики прохождения компонентов 11, создающих очистительную среду, представляют собой датчики давления газа и воздуха, установленные на соответствующих трубопроводах 3 и 4. В качестве датчиков могут быть использованы расходомеры, газоанализаторы, включаемые в работу совместно с датчиком давления.

Система управления работает следующим образом.

Сигналы с датчика 14 поступают в блок определения момента включения и отключения ГИО 17 в работу, где они сравниваются с заданными. При достижении верхнего порогового значения блок 17 вырабатывает сигнал и подает его в блок 22. При разрешающем сигнале, поступающем с блока контроля параметров газоимпульсной очистки 18, блок 22 вырабатывает сигнал и подает его одновременно на блок управления клапанами-отсекателями 21, на блок контроля заполнения 19 импульсных камер и на включение датчика прохождения импульса газовой очистки 15. Одновременно происходит контроль соотношения газа и воздуха в смеси.

После заполнения ИК 7 газовоздушной смесью блок контроля заполнения 19 импульсных камер подает сигнал на блок 22, который вырабатывает соответствующий сигнал, который поступает на вход формирователя высокого напряжения зажигания газовоздушной смеси 20. Формирователь 20 вырабатывает высокое напряжение и подает его на запальник 23. Происходит возгорание смеси в смесителе 5, пламя распространяется по пламяпроводам 6, проникает в ИК 7, где и происходит взрыв газовоздушной смеси. Импульс через сопла 8 подается на очищаемые поверхности нагрева 1 и происходит их очистка от отложений.

Если сигналы от датчиков не вышли за установленные пороговые значения, то процесс возобновляется до тех пор, пока температура на выходе из теплообменника 1 не упадет до нижнего порогового значения. Тогда блок определения момента включения и отключения ГИО 17 выработает сигнал, который поступит на первый вход блока 22, в результате чего последний (блок 22) вырабатывает сигал перекрещения работы. Мгновенно обесточатся клапаны-отсекатели 10 и вся система перейдет в исходное состояние. Если во время работы любой из контролируемых блоком 18 параметров выйдет из нормального состояния, то вся система блокируется и переводится в исходное состояние. Включение в работу возможно только после восстановления, перехода параметров в нормальное разрешающее состояние.

При переводе режима работы ГИО со счетчиком импульсов 25 весь процесс повторяется. Последовательность включения органов управления, при подаче сигналов и контроль состояния параметров сохраняются. Отличие заключается в том, что отключение ГИО производится после отработки определенного наперед заданного количества импульсов. Счетчик импульсов 25 включается в работу одновременно с подачей сигнала на открытие клапанов-отсекателей 10. Счет импульсов ведется по сигналам, поступающим с датчиков прохождения импульса газовой очистки 15, или одновременно с подачей сигнала на формирователь высокого напряжения зажигания газовоздушной смеси 20.

Данное устройство позволяет повысить качество управления процессом за счет оптимизации очистки поверхностей нагрева, тем самым повысить КПД теплообменника, уменьшить залповые золовые выбросы, тем самым улучшить экономические характеристики теплообменника в целом, снизить потери газовоздушной смеси и износ стенок газохода 2. Применение блока контроля параметров газоимпульсной очистки 18 с датчиками прохождения импульса газовой очистки 15, датчиками 11 прохождения компонентов, создающих очистительную среду, датчиком контроля 12 нормальной работы смесителя, датчиками контроля 16 степени заполнения импульсных камер позволит повысить безопасность работы установки ГИО и надежность работы теплообменника в целом.

Claims

1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОЧИСТКОЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА, содержащая клапаны-отсекатели, соединенные входами с выходом блока управления клапанами-отсекателями, блок формирования управляющих сигналов, блок определения момента включения и отключения импульсного режима очистки, отличающаяся тем, что она снабжена трубопроводами подачи газа и воздуха и расположенными на них датчиками регистрации прохождения компонентов, создающих очистительную среду и соответственно регуляторами расхода газа и воздуха, последовательно включенными установленным на трубопроводах подачи газа и воздуха смесителем, пламяпроводами и импульсными камерами с соплами, размещенными между поверхностями нагрева, датчиком температуры охлаждаемых газов, установленным после поверхностей нагрева, блоком контроля аварийного режима импульсной очистки, датчиком прохождения охлаждаемой среды, установленным на выходе газоходе, датчиками контроля прохождения импульсов и датчиком температуры стенки смесителя, датчиками контроля степени заполнения импульсных камер газовоздушной смесью, блоком контроля заполнения импульсных камер, формирователем высокого напряжения зажигания газовоздушной смеси и запальником, установленным на смесителе, при этом выход датчика температуры охлаждаемых газов соединен с входом блока определения момента включения и отключения импульсного режима очистки, соединенного выходом через блок формирования управляющих сигналов с входом блока управления клапанами-отсекателями, выходы датчиков контроля степени заполнения импульсных камер связаны через блок контроля заполнения импульсных камер с вторым входом блока формирования управляющих сигналов, соединенного вторым с входом формирователя высокого напряжения зажигания газовоздушной смеси, а третьим и четвертым выходами - с входами регуляторов расхода газа и воздуха, выходы датчика прохождения охлаждаемый среды, датчиков регистрации прохождения компонентов, датчиков контроля прохождения импульсов и датчика температуры стенки смесителя связаны с соответствующими входами блока контроля аварийного режима импульсной очистки, выход которого подключен к третьему входу блока формирования управляющих сигналов.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет линию задержки, например, в виде реле времени, вход которой подключен к одному из выходов блока формирования управляющих сигналов, а выход соединен с дополнительным входом блока контроля заполнения импульсных камер.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она имеет счетчик импульсов, подключенный выходом к дополнительному входу блока определения момента включения и отключения импульсного режима очистки, причем пятый выход блока формирования управляющих сигналов соединен с входом счетчика импульсов.

4. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она имеет размещенный до поверхностей нагрева датчик температуры охлаждаемых газов, выход которого соединен с дополнительным входом блока определения момента включения и отключения импульсного режима очистки.