RU2322642C1

RU2322642C1 - Method of automatic control of rarefaction in furnace of sprinkling boiler

Info

Publication number: RU2322642C1
Application number: RU2006131991/06A
Authority: RU
Inventors: Артур Ирекович Ямаев (RU); Артур Ирекович Ямаев; Михаил Юрьевич Озеров (RU); Михаил Юрьевич Озеров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уфимский нефтеперерабатывающий завод"
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-04-20

Abstract

FIELD: heat power engineering.

SUBSTANCE: method comprises control of flow rate of gases discharged by smoke pumps and rotatable gate valves. The angle of rotation of the gate valve and speed of rotation of the working wheel of the smoke pump are controlled so that the angle of the gate ranges within given limits.

EFFECT: enhanced efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к способам регулирования разрежения в топке отопительного котла.The invention relates to a power system, in particular to methods for regulating a vacuum in a furnace of a heating boiler.

Известен способ регулирования разрежения в топке котла путем регулирования производительности направляющими аппаратами, заключающийся в изменении угла атаки лопастей рабочего колеса, что достигается остановкой механизма или установкой дополнительных автоматических поворотных устройств.A known method of regulating the vacuum in the boiler furnace by regulating the performance of the guide vanes, which consists in changing the angle of attack of the impeller blades, which is achieved by stopping the mechanism or installing additional automatic rotary devices.

(Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. М.: Энергоиздат, 1981, с.241. Плетнев Г.П.)(Automated control of thermal power plants. M: Energoizdat, 1981, p. 241. Pletnev G.P.)

Недостатками известного способа являются необходимость останова для изменения угла атаки, что очень неудобно и занимает много времени, создает дополнительные сложности и приводит к низкому качеству регулирования, менее эффективно и надежно по сравнению с частотно-регулируемым приводом, а также (если используются автоматические поворотные устройства) к значительному повышению цены, снижению надежности работы.The disadvantages of this method are the need to stop to change the angle of attack, which is very inconvenient and takes a lot of time, creates additional difficulties and leads to poor quality control, less efficient and reliable compared to a variable frequency drive, and also (if automatic rotary devices are used) to a significant increase in prices, lower reliability.

Известен способ регулирования разрежения в топке котла путем регулирования частоты вращения ротора дымососа гидромуфтами, связывающими ведущий вал электропривода с ведомым валом, связь происходит за счет сил сцепления частиц воды или масла, отбрасываемых центробежной силой вращения электропривода и заключенных между направляющими лопатками ведущего и ведомого диска.A known method of regulating the vacuum in the boiler furnace by adjusting the rotational speed of the smoke exhaust rotor by hydraulic couplings connecting the drive shaft of the electric drive to the driven shaft, the coupling occurs due to the adhesion forces of water or oil particles discarded by the centrifugal force of rotation of the electric drive and enclosed between the guide vanes of the drive and driven drive.

Недостатком известного способа является то, что внедрение этих устройств на существующих объектах связано с необходимостью изменять компоновку электропривода, высокая цена, дополнительные потери на муфте, большие габариты.The disadvantage of this method is that the introduction of these devices at existing facilities is associated with the need to change the layout of the electric drive, high price, additional losses on the coupling, large dimensions.

Известен способ автоматического регулирования режима горения в топке котла путем измерения сигналов по расходу топлива и воздуха, подающихся на задатчик, и в процессе эксплуатации посредством датчика, установленного в газовом тракте дымохода, непрерывно измеряют содержание окиси углерода в дымовых газах и совместно с задатчиком формируют сигналы на управляющий блок в виде частотного преобразователя для плавного управления электродвигателем дымососа и(или) вентилятора, постоянно поддерживая содержание окиси углерода в дымовых газах в количестве 0,1-0,2%.A known method of automatically controlling the combustion mode in the boiler furnace by measuring the signals for fuel and air flow supplied to the setter, and during operation by means of a sensor installed in the gas duct of the chimney, continuously measure the content of carbon monoxide in the flue gases and together with the setter generate signals on control unit in the form of a frequency converter for smooth control of the smoke exhaust fan motor and (or) fan, constantly maintaining the carbon monoxide content in flue gases in an amount of 0.1-0.2%.

(RU Патент №2247900, МПК F23N 1/02, 10.03.2005).(RU Patent No. 2247900, IPC F23N 1/02, 03/10/2005).

Недостатком известного способа является то, что изменение частоты питающего напряжения двигателя дымососа не учитывает инерционность ротора, скорость изменения частоты должна быть согласована с инерционностью ротора дымососа, например, скачкообразное снижение частоты приводит к аварии в работе частотного регулятора, также должны быть согласованы скорости изменения подачи газа, воздуха и разрежения с инерционностью дымососов и вентиляторов, в противном случае возможен кратковременный выход давления воздуха и разрежения за граничные условия и авария в работе котла.The disadvantage of this method is that the change in the frequency of the supply voltage of the exhaust fan motor does not take into account the inertia of the rotor, the rate of change of frequency must be consistent with the inertia of the rotor of the exhaust fan, for example, an abrupt decrease in the frequency leads to an accident in the frequency regulator, the rates of change of gas supply must also be coordinated , air and rarefaction with the inertia of smoke exhausters and fans, otherwise a short-term exit of air pressure and vacuum beyond the boundary the terms and accident in the boiler.

Известен наиболее близкий к изобретению способ регулирования разрежения в топке котла, заключающийся в регулировании производительности поворотными дроссельными заслонками. При дросселировании регулирование расхода осуществляется за счет изменения эффективного сечения трубопровода с помощью заслонки. В этом случае дымосос, так же как и при отсутствии регулирования, вхолостую расходует часть своей мощности, преодолевая вводимое в напорный или всасывающий воздуховод сопротивление (шибер), поэтому часть потребляемой агрегатом электроэнергии расходуется вхолостую.Known closest to the invention is a method of controlling the vacuum in the furnace of the boiler, which consists in regulating the performance of the rotary throttle valves. When throttling, flow control is carried out by changing the effective cross-section of the pipeline using the damper. In this case, the smoke exhauster, as well as in the absence of regulation, spends part of its power idle, overcoming the resistance (gate) introduced into the pressure or suction duct, therefore a part of the energy consumed by the unit is spent idle.

Недостатками известного способа являются его низкая энергоэффективность, энергозатратность, так как часть потребляемой агрегатом электроэнергии расходуется вхолостую, на преодоление сопротивления заслонки, а достоинствами - достаточное быстродействие, отработанность технических решений.The disadvantages of this method are its low energy efficiency, energy consumption, since part of the energy consumed by the unit is spent idly to overcome the resistance of the damper, and the advantages are sufficient speed, well-developed technical solutions.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - повышение эффективности процесса регулирования разрежения в отопительных котлах.The problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of the process of regulating the vacuum in heating boilers.

Поставленная задача достигается тем, что в способе автоматического регулирования разрежения в топке отопительного котла, заключающемся в регулировании количества отходящих газов дымососами и поворотными заслонками, контролируют угол открытия поворотной заслонки и регулируют частоту вращения рабочего колеса дымососа таким образом, чтобы угол открытия заслонки находился в заданных пределах.The problem is achieved in that in the method of automatically controlling the vacuum in the heating furnace of the boiler, which consists in regulating the amount of exhaust gases by exhaust fans and rotary dampers, the opening angle of the rotary dampers is controlled and the rotational speed of the impeller of the exhaust fan is controlled so that the opening angle of the dampers is within specified limits .

На чертеже представлено устройство, реализующее предложенный способ регулирования.The drawing shows a device that implements the proposed method of regulation.

Устройство содержит дымосос 1, электрически связанный с частотным преобразователем 2, датчик положения заслонки 3, регулятор 4, текущее значение разрежения измеряется датчиком разрежения 5, связанным с регулятором 6, заслонку 7, задатчик 8.The device comprises a smoke exhauster 1 electrically connected to a frequency converter 2, a position sensor of the shutter 3, a regulator 4, the current vacuum value is measured by a rarefaction sensor 5 connected to a regulator 6, a shutter 7, a setter 8.

Принцип работы системы, реализующий данный способ регулирования, следующий.The principle of the system that implements this method of regulation is as follows.

Необходимое разрежение в процессе эксплуатации котлоагрегата задают блоком задатчика 8 и сравнивают с текущим значением, поступающим от датчика разрежения 5. Разностный сигнал формируют в блоке регулятора 6, который управляет положением заслонки 7 подачи воздуха в топку котлоагрегата. В зависимости от положения датчика положения заслонки 3, регулятор 4 формирует сигналы управления частотным преобразователем 2, который в свою очередь плавно изменяет работу дымососа 1, учитывая угол открытия поворотной заслонки, и изменяют частоту вращения рабочего колеса дымососа таким образом, чтобы угол открытия заслонки находился в заданных пределах. При этом устанавливают на регуляторе 4 значения х1 (минимальный уровень открытия заслонки) и х2 (максимальный уровень открытия заслонки), при выходе за эти граничные значения регулятор 4 формирует сигналы управления частотным преобразователем 2, который в свою очередь плавно изменяет работу дымососа 1 в сторону увеличения (если уровень открытия заслонки больше значения х2) или уменьшения (если уровень открытия заслонки меньше значения х1) частоты вращения дымососа.The required vacuum during operation of the boiler unit is set by the setter unit 8 and compared with the current value from the vacuum sensor 5. A differential signal is generated in the regulator unit 6, which controls the position of the air supply shutter 7 to the boiler furnace. Depending on the position of the damper position sensor 3, the regulator 4 generates control signals for the frequency converter 2, which in turn smoothly changes the operation of the exhaust fan 1, taking into account the opening angle of the rotary damper, and change the rotational speed of the exhaust fan impeller so that the opening angle of the damper is in specified limits. At the same time, values x1 (minimum level of opening the damper) and x2 (maximum level of opening of the damper) are set on controller 4; when these limit values are exceeded, controller 4 generates control signals for the frequency converter 2, which in turn smoothly changes the operation of the smoke exhauster 1 upwards (if the level of opening the damper is greater than the value of x2) or decrease (if the level of opening of the damper is less than the value of x1) of the speed of the exhaust fan.

Как показывает практика, наиболее эффективным процессом сжигания топлива является процесс горения, когда разрежение находится в пределах 20-30 Па.As practice shows, the most effective fuel combustion process is the combustion process, when the vacuum is in the range of 20-30 Pa.

Пример конкретной реализации:An example of a specific implementation:

Необходимое разрежение в процессе эксплуатации котлоагрегата, например 25 Па, задают блоком задатчика 8, например ТАС Xenta 401, и сравнивают с текущим значением, поступающим от датчика разрежения 5, например газоанализатор дымовых газов КМ900. Разностный сигнал формируют в блоке регулятора 6, например ТАС Xenta 401, который управляет положением заслонки 7 подачи воздуха в топку котлоагрегата. В зависимости от значения датчика положения заслонки 3, например МЭО - 250/160 - 0,63УМ - 99, регулятор 4, например ТАС Xenta 401, формирует сигналы управления частотным преобразователем 2, например LG iG5 - RUS, который в свою очередь плавно изменяет работу дымососа 1, например ДН - 11,2, учитывая угол открытия поворотной заслонки, и изменяют частоту вращения рабочего колеса дымососа таким образом, чтобы угол открытия заслонки находился в заданных пределах. При этом устанавливают на регуляторе 4 значения х1=85% (минимальный уровень открытия заслонки) и х2=95% (максимальный уровень открытия заслонки), при выходе за эти граничные значения регулятор 4 формирует сигналы управления частотным преобразователем 2, который в свою очередь плавно изменяет работу дымососа 1 в сторону увеличения (если уровень открытия заслонки больше значения х2=95%) или уменьшения (если уровень открытия заслонки меньше значения х1=85%) частоты вращения дымососа.The required vacuum during operation of the boiler, for example 25 Pa, is set by the setpoint unit 8, for example TAC Xenta 401, and compared with the current value coming from the vacuum sensor 5, for example, a KM900 flue gas analyzer. The difference signal is generated in the block of the regulator 6, for example, TAC Xenta 401, which controls the position of the air shutter 7 in the furnace of the boiler unit. Depending on the value of the position sensor of the shutter 3, for example МЭО - 250/160 - 0.63УМ - 99, the regulator 4, for example TAC Xenta 401, generates control signals for the frequency converter 2, for example LG iG5 - RUS, which in turn smoothly changes the operation exhaust fan 1, for example, ДН - 11,2, taking into account the opening angle of the rotary damper, and change the rotational speed of the impeller of the exhaust fan so that the opening angle of the damper is within the specified limits. At the same time, values x1 = 85% (minimum level of opening the damper) and x2 = 95% (maximum level of opening of the damper) are set on controller 4; when these threshold values are exceeded, controller 4 generates control signals for the frequency converter 2, which in turn smoothly changes operation of the exhaust fan 1 in the direction of increasing (if the opening level of the damper is greater than x2 = 95%) or decreasing (if the opening level of the damper is less than x1 = 85%) of the speed of the exhaust fan.

Функции блока задатчика 8 и блока регулятора 6 совмещены в ТАС Xenta 401.The functions of the setpoint unit 8 and the regulator unit 6 are combined in the TAC Xenta 401.

В отличие от других схем регулирования, которые управляют только заслонками или только регулированием частоты вращения ротора дымососа, при данном способе осуществляется плавное управление работой технологического электрооборудования, отсутствуют большие пусковые токи, снижается энергопотребление за счет уменьшения частоты питания двигателя дымососа и оптимально ведется процесс работы котлоагрегатов различного типа, а также за счет блоков 5, 6, 7 поддерживается быстродействие системы, то есть используются преимущества обоих методов.Unlike other control schemes that control only the dampers or only control the rotational speed of the exhaust fan rotor, this method smoothly controls the operation of technological electrical equipment, there are no large inrush currents, energy consumption is reduced by reducing the frequency of the exhaust fan motor, and the operation of various boiler units is optimally type, as well as due to blocks 5, 6, 7, system performance is supported, that is, the advantages of both methods are used .

Итак, заявленное изобретение позволяет повысить эффективность процесса регулирования разрежения в отопительных котлах.So, the claimed invention improves the efficiency of the process of regulating the vacuum in heating boilers.

Claims

A method of automatically controlling the vacuum in the furnace of a heating boiler, which consists in regulating the amount of exhaust gas by smoke exhausters and rotary dampers, characterized in that they control the opening angle of the rotary damper and adjust the rotational speed of the impeller of the exhaust fan so that the opening angle of the damper is within predetermined limits.