Способ управления процессом горения

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАНпереработке минерального сырья РК.(56) Черный А.Н. Ионизационный способ регулирования горения топлива. М. Металлургия, 1969, с.2326,61-69.(51067) 1. сносов УПРАВЛЕНИЯ проЦЕССОМ ГОРЕНИЯ топливовоздушной сме щ и й с я ния точности управления, 2СИ ПРИ ФЭКЕЛЬНОМ СЖИГЗНИН ТОПЛНВЗПУТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНпива или воздуха,тем, О Т Л ИЧ 8 Ю ЧТО, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕ ОПРЭДЕЛЯЮТ приращения ВЕЛИЧИН ЭЛЭКТРНЧВСКОГО ПОТВНЦИЗЛЗ факела И расхода регули РУЕМОГО КОМПОНЕНТЕ смеси, ВСЛЙЧННУИ ЗНЗК ИХ ОТНОШЕНИЯ И РЕГУЛНРОВЗНИЗ расхода ТОПЛИВаНЛН ВОЗДУХЗ ОСУЩЕСТвляют по полученному отношению суче ТОМ знака.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что приращение электрического потенцала измеряют в прикорневой части факела.Изобретение относится к энергети ке И МОЖЗТ бЫТЬ ИСПОПЬЗОВЗНО ДЛЯ КОНтроля и регулирования процесса горения газообразного, жидкого и твердого топлива в агрегатах различного назначения (топливные печи н установки металлургической, химической, нефтехимической и других отраслей промшленности, паровые котлы, МГДгенераторы и т.п. - в энергетике, двигатели, преобразующие химическую энергию топлива в механическую и т.п.).Цель-изобретения - повышение точ ности управления . На фиг.1 представлена схема системавтоматического управления процессом горения на фиг.2 - график зависимостн злектрического потенциала от ко эффицента расхода окислителя или величины его расхода на фиг.3 - график зависимости электрического потенциала от коэффициента расхода окислителя или величины его расхода в дифференциальной форме.На фиг.1 приведена система автоматического управления процессом горения, включающая регулятор 1 расхода окислителя (воздуха), подключенный к датчику 2 коэффициента расхода окислителя н задатчику 3 коэффициента избытка окислителя. Регулирование горения в объекте 4 осуществляется изменением расхода окислителя исполнительным механизмом 5.Способ осуществляют следующим образом.Существует экстремальная зависимость величины электрического потенцала факела, в том числе его области подготовки или прикорневой области, от коэффицента расхода окислителя для данного вида топлива, а в общем случае - от интенсивности горения. При этом, положениемаксимума зависимости соответствует наибольшей интенсивности процесса или оптимальному для данньш условий коэффициенту расхода окислителя. Настоящий способ сводится к измерению величины производной электрического потенцала факела по коэффициенту расхода окислителя (его удельному расходу), т.е. изменене электрического потенциала при известном изменении расхода компонентов смеси, влекущем за собой изменение коэффицента расхода окислителя. Поскольку последний представ, ляет собой отношение действительногоудельного расхода окислителя к теоретически необходимому для окисления топлива, то пристабильности состава последнего изменение расхода окислителя (или топлива) эквивалентно варьированию коэффициента расхода окислителя в смесиы Соответственно,экстремуму зависимости электрического потенцала пламени от коэффициента избытка окислитепядотвечает нулевое значение производной или приращения потенцала при изменении расхода окислителя или топлива, богатым смесям - положительное значение этой производной или отношения приращений потенциала к расходу окислителя, бедны - отрицательное значение этого приращения или производной. Приэтом,чем более обогащена или обеднена смесь, тем больше величина этого отношения-(производной). Существенно,что изменение состава топлива,вплоть до перехода с одного вида на другой,не требуеткакик-либо определений этого состава, так как знак производной определяется тем, на какой (восходящей или нисходящей) ветви кривой зависимости потенциала от состава смеси (коэффициента расхода окислите тля) находится рабочая точка, а вели чина приращения слтделех-шем ее ОТЗависимостьэлектрического потенцала от коэффициента расхода окислителя или величины его расхода, приведенная на фиг.2 характерна длявсех видов топлива (газообразное,жидкое, твердое, различные их комбинаци), режимов и способов его сжигания. Однако, для различных агрегатов в зависимости от конструктивным особенностей горелок (форсунок), условий форирования факела и т.п. координаты экстремума этой зависимости могут смещаться, а регулирование вблизи экстремума затруднено из-за соответствия одних и тех же значений потенциала обогащенным и о 6 едненнмсмесям 4 Представление этой зависимости в дифференциальной форме на фиг.3 и нормирование измеряемых величин сообщает зависимости универсальный характер. При этом обеспечивается качественное и непрерывное определение величины рассогласования при регулировании, а знак отношения показывает направление процесса регулированя.(воздуха) воздействует датчик 2 коэффициента расхода окислителя и задатчик З коэффициента избытка. Регулирование горения топлива в объекте 4 осуществляется изменением расхода исполнительным механзмом 5 либо в направлении ликвидации рассогласования между заданным и действительным эначеням производной, причем задание с помощью задатчика 3 может изменяться по необходимой программе,либо в направлении достижения максимальной интенсивности процесса горения - достижения нулевьш значений производной в датчике 2, причем регулятор 1 расхода воздействует на исполнтельньй механизм 5, увеличит вая или уменьшая расход окислителя в зависимости от знака производной и на величину, пропорцональную ее величине. Во всех случаях в датчик 2 вводятся текущие значения электрического потенциала факела и удельным,отнесенным к расходу топлива, расходов окислителя, производится непрерывное определение изменения этих значенй знака и величины их отношения. При этом либо используются естественные флуктуации (колебаия) расходов топлива и окислителя и отвечашие им изменения электрического потенциала, либо создаются малые возмущения расхода путем запрограммированного изменения положенмя рабочего органа исполнтельного механизма.При ПОСТОЯНСТВЕ режима работы ТОПЛИ 7восжигаюших устройств (неизменные во времени расхода топлива и окислителя), но изменении состава топлива или соотношения раэличньт топлив в их многокомпонентной смеси управления ведут только по изменению знака и величины приращения электрического потенциала, возникающих в ответ на изменене состава топлива.так, при увеличении расхода топлисоответственно уменьшении удельного расхода окислителя, когда коэффициент расхода окислителя оказывается ниже оптимального (богатые смеси), знак отношения - положителен,при сжигании бедным смесей - отрица.телен. В равной степени, при измене ниях теплотворной способности топлива или соотношения концентраци топлив в их смеси (газомазутное отопление, 993сжигание смеси разньж газон, угольной пыли н горючего газа и т.п.), п том числе и при неизменном расходе топлива (или смеси топлнв) И 0 КНсЛН тепя,величина электрического потенциала изменяется соответственно отклонению цействительного удельного расхода окислителя от необходимого для сжигания данного топлива (смеси топлив) с максимальной интенсивностью. Соответственно знаку и величине отклонения отношения приращений электрического потенциала и удельного расхода окислителя регулятором расхода вьщается управляющий импульс на исполнительный механизм либо в направлении компенсации рассогласования с принятым, имевшм место ранее, значением этого отношения, либоСоставитель Ю.БулкИн Верстка Казпатент, Исполнитель Т.А. Антонова Ответственный за выпуск Э.3 ФаИз 0 ва