UA131379U

UA131379U - Спосіб автоматичного керування співвідношенням газ-повітря з корекцією по калорійності вихідних газів

Info

Publication number: UA131379U
Application number: UAU201808032U
Authority: UA
Inventors: Яків Васильович Данченков; Богдан Ігорович Тарас
Original assignee: Національний Університет Водного Господарства Та Природокористування
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2019-01-10

Abstract

Спосіб автоматичного керування співвідношенням газ-повітря з корекцією по калорійності вихідних газів включає вимірювання сигналів по витраті палива і повітря, що подаються на задавач, в якому в процесі експлуатації за допомогою датчика, встановленого в газовому тракті димоходу, безперервно вимірюють вміст окису вуглецю в димових газах і спільно із задавачем формують сигнали на управляючий блок у вигляді частотного перетворювача для плавного керування електродвигуном димососа і (або) вентилятора, постійно підтримуючи вміст окису вуглецю в димових газах в кількості 0,1-0,2 %. Додатково безперервно вимірюють калорійність газового палива за допомогою калориметра, який встановлюють на вході в топку, і одночасно за допомогою іншого калориметра вимірюють калорійність вихідних (димових) газів, сигнали з яких надходять на контролер - слідкуючий регулятор неперервної дії екстремального типу, цільовою функцією якого є мінімум калорійності вихідних газів, а вхідними параметрами - коефіцієнт співвідношення та калорійність газового палива на вході.

Description

Корисна модель належить до теплоенергетики і може бути використана для енергоефективного керування спалюванням палива в парових, водонагрівних котлоагрегатах та інших теплових установках, де здійснюється спалювання газового палива.

Відомі різні способи автоматичного управління процесом використання палива, які відрізняються технологічними схемами, кількістю регульованих параметрів та методами управління.

Відомий аналог спосіб автоматичного регулювання режиму горіння в топці теплової установки шляхом вимірювання витрат газу і повітря, що подаються у топку.

За допомогою регулюючих органів (подачі газу і повітря) досягається таке співвідношення газу і повітря, яке забезпечує економічний режим горіння палива|11.

Недоліком аналога є те, що технологія дросельного регулювання (за допомогою засувок) вимагає постійного контролю черговим персоналом, допускає великі коливання витрат палива, викликає підвищений знос обладнання.

Найближчим аналогом є спосіб автоматичного регулювання режиму горіння в топці котла шляхом вимірювання сигналів по витраті палива і повітря, що подаються на задавач, в якому в процесі експлуатації за допомогою датчика, встановленого в газовому тракті димоходу, безперервно вимірюють вміст окису вуглецю в димових газах і спільно із задавачем формують сигнали на управляючий блок у вигляді частотного перетворювача для плавного керування електродвигуном димососа і (або) вентилятора, постійно підтримуючи вміст окису вуглецю в димових газах в кількості 0,1-0,2 95 (21.

Недоліком найближчого аналога є те, що він не забезпечує роботу установки з повним використанням теплотворної здатності газу, що подається на спалювання, тому що керування процесом згоряння здійснюється по непрямих фізико-хімічних показниках газу на вході і виході теплової установки.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищення теплоти згорання по прямому показнику - калорійності газового палива з врахуванням його якісного складу, а також калорійності вихідних (димових) газів.

Поставлена задача вирішується отим, що у способі автоматичного керування співвідношенням газ-повітря з корекцією по калорійності вихідних газів шляхом вимірювання

Зо сигналів по витраті палива і повітря, що подаються на задавач, в якому в процесі експлуатації за допомогою датчика, встановленого в газовому тракті димоходу, безперервно вимірюють вміст окису вуглецю в димових газах і спільно із задавачем формують сигнали на управляючий блок у вигляді частотного перетворювача для плавного керування електродвигуном димососа і (або) вентилятора, постійно підтримуючи вміст окису вуглецю в димових газах в кількості 0,1- 0,2 965, згідно з корисною моделлю, додатково безперервно вимірюють калорійність газового палива за допомогою калориметра, який встановлюють на вході в топку, і одночасно за допомогою іншого калориметра вимірюють калорійність вихідних (димових) газів, сигнали з яких надходять на контролер - слідкуючий регулятор неперервної дії екстремального типу, цільовою функцією якого є мінімум калорійності відхідних газів Ових, а вхідними параметрами - коефіцієнт співвідношення Кс та калорійність газового палива на вході Овх, дДвих -ККе, Овх) причому на двх система керування впливати не може, але залежно від його значення здійснює корекцію Кс, досягаючи мінімуму Двих

На сьогоднішній день, природний газ, який надходить до споживачів, не має постійного складу тому, що є сумішшю газів ІЗ) (табл.)

Таблиця

Склад газових покладів різних родовищ, об. 9». (Уренгойське(сеноман. | 9880 | 007 | - | - | по

Основний показник якості природного газу - це теплота згоряння або калорійність.

Відповідно чим вища калорійність, тим меншу кількість газу необхідно витратити для отримання тієї ж кількості тепла. Внаслідок цього, однією з основних задач системи автоматичного керування співвідношення газ-повітря є забезпечення оптимального співвідношенні паливо- повітря, а на виході отримання максимальної кількості тепла в результаті згорання палива. При цьому потрібно враховувати якісний склад палива. Для цього здійснюється безперервне вимірювання калорійності вхідного газового палива та калорійності вихідних газів. По даних вимірюваннях система автоматичного керування здійснює регулювання співвідношення паливо- повітря, підтримуючи калорійність відхідних газів на мінімальному значенні, забезпечуючи максимальний ККД установки.

Запропонований спосіб здійснюють наступним чином.

Спосіб включає безперервне вимірювання калорійності вхідного газового палива та вихідних димових газів за допомогою калориметрів (наприклад СУМ400 виробництва АріЇ Епйигоре) безперервної дії, встановлених у газопроводі перед пальником та у димоході установки відповідно. Сигнали з калориметрів надходять на вхід контролера, що формує сигнал на управляючий блок частотного перетворювача, який плавно змінює оберти нагнітального вентилятора, змінюючи кількість повітря, що подається в топку енергетичної установки.

Внаслідок цього змінюється коефіцієнт співвідношення паливо-повітря Кс. Залежно від даного коефіцієнта, змінюється ККД установки, від якого безпосередньо змінюється калорійність вихідних газів. По сигналу калорійності вихідних газів, контролер здійснює корекцію Ке, підтримуючи ККД енергетичної установки на максимальному значенні.

Для цього контролер працює в режимі екстремального регулятора, підтримуючи мінімальне значення калорійності вихідних газів Двих як функції двох змінних: калорійності вхідного газового палива двх та коефіцієнта співвідношення газ-повітря Кс, тобто ОДвих -(Двх, Кс) - тіп

Даний спосіб автоматичного керування забезпечує мінімізацію затрат палива на одиницю виробленого тепла і за рахунок керування співвідношенням газ-повітря дозволяє досягати максимально можливий ККД установки. Завдяки тому, що запропонована система керування вимірює прямий показник теоретично можливої ефективності енергетичної установки - теплотворну здатність палива, на відміну від аналогів, є універсальною для будь-якого складу вхідного газового палива. В порівнянні з існуючими способами, даний спосіб потребує менше технічних засобів, завдяки чому є надійнішим та має нижчу собівартість.

Джерела інформації:

Зо 1. Плетнев Г.П. Автоматизированное управление обьектами тепловьїх злектростанций. - М.:

Знергоиздат. 1981. - 368 с. 2. Патент РФ Мо2247900, Р2ЗМ 1/02, 2005 3. Знергетика: история, настоящее и будущее. Т. 1. От огня и водьі к злектричеству/ В.Й.

Бондаренко, Г.Б. Варламов, И.А. Вольчин, И.Н. Карп, О.В. Колоколов. - К., 2005. - 304 с.

Claims

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб автоматичного керування співвідношенням газ-повітря з корекцією по калорійності вихідних газів, що включає вимірювання сигналів по витраті палива і повітря, що подаються на задавач, в якому в процесі експлуатації за допомогою датчика, встановленого в газовому тракті димоходу, безперервно вимірюють вміст окису вуглецю в димових газах і спільно із задавачем формують сигнали на управляючий блок у вигляді частотного перетворювача для плавного керування електродвигуном димососа і (або) вентилятора, постійно підтримуючи вміст окису вуглецю в димових газах в кількості 0,1-0,2 956, який відрізняється тим, що додатково безперервно вимірюють калорійність газового палива за допомогою калориметра, який встановлюють на вході в топку, і одночасно за допомогою іншого калориметра вимірюють калорійність вихідних (димових) газів, сигнали з яких надходять на контролер - слідкуючий регулятор неперервної дії екстремального типу, цільовою функцією якого є мінімум калорійності вихідних газів дви, а вхідними параметрами - коефіцієнт співвідношення Кс та калорійність БО газового палива на вході ОДех, Ових-Ксе, Овх), причому на двх система керування впливати не може, але залежно від його значення здійснює корекцію Кс, досягаючи мінімуму АОвих.