SU1064078A1

SU1064078A1 - Способ автоматической оптимизации процесса горени в топке барабанного парового котла

Info

Publication number: SU1064078A1
Application number: SU823495197A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Пантелеймонович Плетнев; Александр Николаевич Лесничук; Виктор Степанович Мухин
Original assignee: Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1983-12-30

Abstract

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ В ТОПКЕ БАРАЙДННОГО ПАТОВОГО КОТЛА, имеющего топочные экраны, путем измерени параметров , характеризук цих КПД котла и соотношение топливо - воздух соответственно , определени отклонений измеренных сигналов от своих заданных значений и последующего изменени с помощью регул тора поиска расхода воздуха пЬ сумме этих отклонений, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повыатени точности оптимизации в качестве параметров, характеризующих КПД котла и соотношение топливо воздух, используют тепловоспри тие /топочных экранов и разность расходов пара и воздуха соответственно.

Description

Вт

khfns

(Л

ДРм

&%

/

чх

Ф

00

- fifi.y Изобретение относитс к теплоэнергетике и касаетс автоматизации барабанных паровых котлов, а именно экономичности процесса горени в топке. Известен способ автоматической оптимизации процесса горени а топKie барабанного парового котла, имеющего топочные экраны, путем измерени параметров, характеризующих КПД котла и соотношение топливо - воздух соответственно, определени отклонений измеренных сигналов от своих заданных значений, соответствующих . максимальному КПД котла, и последую ,merb измерени с помощью регул тора поиска расхода воздуха по сумме этих Отклонений l. Недостаток этого способа с одной стороны состоит в том, что в качестве параметра, характеризующего соотношение топливо - воздух,.используетс содержание р в дьмовых газах. В то же 1врём оптимальное содержание ©2 не вл етс посто нным в процессе эксплуатации, его значение зависит от многих факторов (паровой нагрузки , качественного состава и сорта топлива и др.). С другой стороны, в качестве параметра , характеризующего КПД котла, в известном способе используют величину химического недожога Поэтому рассматриваемый способ не учитывает потерь теплоты от механического недо жога, которые могут увеличиватьс с Ростом скорости газовоздушной смеси. на выходе топки, обусловленным поддержанием заданного значени Oj.. Указанные Недостатки снижают точност поддержани максимального КПД. Цель изобретени - повышение точности оптимизации. Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу автоматической оптимизации процесса горени в топке барабанного парового кОтла, имоиаегЬ топочные экраны, путем измерени параметров , характеризующих КПД котла и соотношение топливо - воздух соответственно , определени отклонений измеренных сигналов от своих заданных значений, соответствуиадих максимальному КПД котла, и последующего изменени с помощью регул тора поиска расхода воздуха, по сумме этих отклонений, в качестве параметров, характеризунадих КПД котла и ссютношение топливо - воэдУх, используют тепловоспри тие топочных экранов и разность расходов пара и воздуха соответственно .., В отличие от прототипа в качестве сигнала, инициирующего поисковые изменени расхода вторичного воздуха, измер ют сигнал .по тепловоспри тию топочных экранов (аРпс которому осуществл ют экстремальное регулирование .. На фиг.1 изображена функциональна схема экстремальной автоматической системы регулировани ; на фиг.2 сопоставление статических характеристик igp f (ot-l и ( пьшеугольного napoBoi o котла типа ТП-87 ( 2 потери с уход щими газами; с - потери с химическим недожогом; потери с механическим недожоrc i; с{,у - потери, от наружного охлаждени через обмуровку; « - потери с физическим теплом удал емых из топки шлаков; Ч. ер КПД брутто котла; oL- коэффициент избытка воздуха; лРр - зона поиска экстремума). Система (фиг.1) состоит из двух контуррв, Внутренний (стабилизирующий ) контур образуют объект 1 регулировани и автоматический регул тор 2 подачи общего воздуха, действующий по упрежденной схеме пар Гп воздух Бр. ВнесЛий (поисковый) контур составл ет объект 1 регулировани и экстремальное устройство 3 с входным сигналом по усредненному перепаду да.влени на циркул ционном контуре парового котла йРрсПроцесс автоматической поисковой оптимизации процесса горени в топке барабанного парового котла осуществл етс следующим образом, Автоматический регул тор 2 п.одачи воздуха (фиг.1) действует как регул тор соотношени расход пара . Df, - расход воздуха Gg и обеспечивает в перовом приближений оптимум этого соотношени в статике в соответствии с режимной картой парового котла при посто нном расходе топлива, Далее экстремальное устройство 3, действующее по принципу запоминани и оценки экстремума по приращению, устран ет возможную статическую неточность регул тора 2 при действии на экономичность процесса горени измен ющихс во времени факторов и выводит систему регулировани в область экстремума сигнала по лРпс путем принудительного изменени в заданных пределах расхода воздуха, поступающего в топку барабанного парового котла. Сигнал по тепловоспри тию топочных экранов uPfjc получают путем намерени разности между полным напором среды в опускной и статическим напором среды в подъемной трубах средних боковых или задних противоположных панелей,суммировани полученных сигналов с заданными весовыки коэффициентами и введени коррекции по давлению пара в барабане парового, котла Численное значение сигнала по др. определ етс выражением Рпс--Исм(Роп-Рсм).

где Hj. - длина участка контура с

паровод ной смесью fon Рсм усредненные плотности котловой воды в опускной и паровод ной смеси в прдътемной трубах на участке измерени перепада; WP - скорость циркул ции среды; л Р.. - гидравлическое сопротивление onycijHHX и подъемных , труб. . . . Сигнал по дРр малоинерционен,пропорционален тепловыделению Й в топке и имеет рко выраженную экстремальную статическую характеристику в зависимости от расхода воздуха (Jg в широком диапазоне паровых нагрузок .

Экстремальное устройство может быть реализовано на базе специального регул тора с элементом вьщелени максимума, а в современных услови х с помрщью ЭВМ.

Из графика {фиг.2) следует, что, максимизиру сигнал (по показани м измерительного прибора или с помощью специального автоматического .устройства), можно максимизировать КПД брутто парового котла.

Задача, отыскани максимума КПД В зависимости от коэффициента избытка воздуха oi. в услови х эксплуатации упрощаетс , так как находитс не сам максимум, а некотора его окрестность , численное значение которой обусловлено максимально допустимой погрешностью определени КПД по обратному тепловому.балансу всоответствии с общеприн той.методикой.

С другой стороны, совпадение зон .поиска максимумов сигналов по КПД И тепловоепри тию можно объ снить физически.

Положение экстремумов (полезно использованное тепло) и Qf/up (тепловыделение) вдоль координаты оС. или Рр авление воздуха (фиг.2) , а следов,ательно,бз р/dp или (тепловоспри тие) дл исследуемого типа паровых котлов с камерной -топ-/ кой зависит-ЛИШЬ от соотношени .

двух составл к дих и (так как irj и ц, близки к нулю, а 4,5 не зависит от с )

)- 2 макс- Р - П макс ( H(i«W-c j4.((Jp..ooJ , (3)

где дол тепла, вно- . симого в топку воздухсм.

В данном случае, например, приросты ife окрестности экстремума значений (,) в диапазоне (uoL iOfOl) линейны в зависимости от сС, приблизительно равны и малы по значению (не превышают tO,l%}.

6 то же врем изменение основной

потери тепла tj, одинаково вли ющей на 61 и Q и весьма с дутимой в общем балансе потерь парового котла, носит рко выраженный экстремальный

характер, чем и объ сн етс совпадение экстремумов ) и ЛР U)

с ошибкой, н.е превышающей допустимой погрешности определени КПД. Совпадение максимумов соотношеНИИ (2) и (3) с ошибкой, не превышающей потерь на поиск, вл етс практическим условием реализуемости экстремального регулировани эконо-мичностИ процесса .горени по косвенному сигналу, характериэующему тепловыделение Я , в данном случае ЛРпс .

По сравнению о известным предлааемый способ позвол ет, во-первых, овысить точность оптимизации и.

следовательно, повысить КПД брутто парового котла за счет сокращени тепловых потерь от химического и механического недожогов, во-вторых,

упростить нахождение максимума КПД . в зависимости от oi , так как используетс косвенный сигнал ЛРпсf который легко измерить, преобразовать и. подать на вход непрерывнодействую1дей автоматической системы поиска оптимума экономичности процесса горени в темпе с изменени ми тепловыделени в топке котла вследствие малой инерционности этого сигнала.

Claims

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ В ТОПКЕ БАРАБАННОГО ПАРОВОГО КОТЛА, имеющего топочные экраны, путем измерения параметров, характеризующих КПД котла и соотношение топливо - воздух соответственно, определения отклонений измеренных сигналов от своих заданных значений и последующего изменения : с помощью регулятора поиска расхода воздуха по сумме этих отклонений, . о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности оптимизации в качестве параметров, характеризующих КПД котла и соотношение топливо воздух, используют тепловосприятие топочных экранов и разность расходов пара и воздуха соответственно.

Вт i ¢SU .1064078

' · ¹ ffi

6t осуществляют экстремальное регулирование .

На фиг.1 изображена функциональная схема экстремальной автоматической системы регулирования; на фиг.2 сопоставление статических характеристик = f (оС| ил Р_пс=£ пылеугольного парового котла типа ТП-87 ( ф₂- потери с уходящими газами;

- потери с химическим недожогом; потери с механическим недожогом; - потери, от наружного охлаждения через обмуровку; - потери с физическим теплом удаляемых из топки шлаков; *1 £р - КПД брутто котла; <£ - коэффициент избытка воздуха; аР_в - эона поиска экстремума).

Система (фиг.1) состоит из двух контуров. Внутренний (стабилизирующий) контур образуют объект 1 регулирования и автоматический регулятор 2 подачи общего воздуха, действующий по упрощенной схеме пар Д_п - воздух ’&₆. ВнеиДий (поисковый) контур составляет объект 1 регулирования и экстремальное устройство 3 с входным сигналом по усредненному перепаду давления на циркуляционном контуре парового котла 4Р_ПС.

Процесс автоматической поисковой оптимизации процесса горения в топ5 ке барабанного парового котла осуществляется следующим образом,’

Автоматический регулятор 2 подачи воздуха (фиг.1) действует как регулятор соотношения расход пара .

₍ - расход воздуха G_B и обеспечивает в первом приближений оптимум этого . соотношения в статике в соответствии с режимной картой парового котла при постоянном расходе топлива. Далее Цель изобретения - повышение точ- 40 экстремальное устройство 3, действуюности оптимизации