Устройство для автоматического управления тепловым режимом технологической печи — SU 1535881 (original) (raw)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО,1)5 С 10 С 9/20 27 0 НИЯ ой ни ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(71) Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавто матика"(56) Авторское свидетельство СССР У 688515, кл. С 1 О С 9/20, 1978.Авторское свидетельство СССР Ф 1294815, кл, С 1 О С 9/20, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ РЕИРЮМ ТЕХНОЛО ГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ(57) Изобретение относится к устрствам для автоматического управле япроцессом одновременного сжиганиягазообразного и жидкого топлива втехнологической печи, может быть использовано в нефтегаэоперерабатывающей, нефтехимической и энергетической промышленности и позволяет снизить расход топлива за счет уменьшения коэффициента избытка воздуха.Устройство содержит линии 11, 20 и 6подвода газообразного топлива, воздуха и жидкого топлива соответственно,датчик (Д) 4 и регулятор (Р) 5 температуры, блоки 6 и 9 умножения, селектор 8, Д 12-15 расхода, температуры,давления и удельного веса газообразного топлива соответственно, Д 17-19.Чце расхода, температуры и удельного веса жидкого топлива соо Гветс 1 веццо,Д 21-23 расхода, давлеция и тем; ературы воздуха соответствеццо, р Изобретение относится к устрост- Овам для автоматического управлецияпроцессом одновременного сцижеция гзообразного и жидкого тоцлига в технологической печи и может быт использовано в цефтегазоцерерцс атв 1 -щей, нефтехимической и энергетс . -кой промышленности.Цель изобретения являе.сч сжение расхода топлива з ссут уменьшения коэффициента избыт:а вузиух, 2 Оа чертеже приведена сх а реа;и -,зации устройства.Устройство содержит зкс . Ник 1 т .;цологическую печь 2, лицюполи .,апродукта, датчик 4 тсмпсрат;ры цродукта ца выходе печи, рагу:тор 5 т:м -пературы, первый блок 6 умцсуж н,я,исповццтельный механизм 7 подачигазообразцого топ:ива, сс. . к и Я,второй блок 9 умнажециц, сц :-Г. ., -ный механизм 1 С подачи жидлува, лицио 11 подачи га бра 1 цо , опива, датчики 12-15 раск,;1 ттуры, давления и удель,ог :а, -образного топлива с 1, т,етР, 1нию 16 подачи жидког 1 Г, к ив; , ,т" ики 17-19 расхода, тс ме 1.1 г,,ного веса жидкого топв,: т,венно, линию 20 подач;1 ца"чики 21-23 рысход(, дач ь :,1 у .;Ратуры воздуха, регу:яо 1 :.,воздуха, испалцител ньп мх,з";подачи воздуха в це 1блок 26, сумматор 27, ;с гу ,танализатор 29 кацц гр и; ур.,в дымовых газах, линию , ".,г,;., ".,мовых газов, каналы 32 эния козффииецГа зб 1;,к,среднего коэФфициец Га 1.. иствия печи и консетр;.ци ,;: р в дымовых газах сс ответсте.Устройство работа" г а е гг а. -разом.Температура ца выход., и измеряется датчике. чс и; и" руется на заданном у 1 цц рс :я.- РОМ 5 ПУТЕМ ВОЗДЕйСтВИЯ Чс РР", ЦсЬ:. блок 6 умножения ца испо. Н 1 ьг.механизм 7 подач газ брл ,раск .1 " ;уа, ц,:чис ител цый блок26, сумм,у ,28ацализатор 29кани. . ИНи.1 ИРола н ДымовухЗ 1 ,.: ... сиву : ь ьУк 1 У можени 5 Нз ец"с . кгеа улите.Нного - ха; ,;5 7, т и,:, стьк . Ткрытог-;о и 1.1 ау1 к Р ы тОР и и 3 к Р н с. и и иВ ХУ Цо , С ИглаУС У 1 ЯЗОР 1 О т и циксл.,Но н; 1,1, апримри- . Ниц,, жц;Имиадго:1 начР -ивеНс 1 Настс с тКН.Там:.Г .уц ":РХ;НИЗ;Е уу,;1ОЦ, ,;:,"),1. Ь 1 Зу)ТС 13:: С ЬЦИ Т: ЬЦС 1 Г К".". сКж ПРСТУЦ 1 ЮТ ВЬ КО 1. ч.к ц7-19 расхо,аг,;,1 ЦоГ ЕС жИДХ ГО25 5 1535Вычислителг ньй блок 26 рассчитывает задание по расходу воздуха поформуле0 0049 ссТв ГЧ :-Ч (1+10 24 Х 2)+ 5В 1 срвг+3)49 В(351-212 с 1+Д)(1)где Ч - задание регулятору расходаВвоздуха, м/ч;с)с, - коэффициент избытка воздуха(устанавливается вручную);Тв - температура воздуха,Р - давление воздуха, атм;КПЛ лечи (среднее значение),устанавливается вручную, доли единицы;Ч - текущий расход газообразноготопгива м /ч)в - удельный вес газообразноготопива, кг/нм, определяемый по формулеТ273 Рг(2)где- удельны вес газообразноготоплива, текущее значение,при температуре Т 1 с и давлении Р , атм;В - текущий расход жидкого топлива, кг/ч;удельный вес жидкого топлива ЗОпри 20 С, определяемый поформулеСс=0,9982 сг -000013 с 1 с+0,0017 с,0356, (3)где д - удельный вес жидкого топлива 354при температуре С СЗадание по расходу воздуха, необходимому для сжигания топлива, рассчитанное вычислительным блоком 26, поступает через сумматор 27 на первьй 4 Овход регулятора 24Сумматор 27, связанный вторым входом через регулятор28 с анализатором 29 кислорода в уходящих дьмовых газах, предназначен длякоррекции задания регулятору 24 расхо да воздуха, если содержание кислородав уходящих дымовых газах не соответствует заранее установленному значению, что может быть вызвано, например,50изменением содержания кислорода ввоздухе за счет изменения влажностивоздуха, так как расчет по формуле (1)выполняется для концентрации кислорода в воздухе, равной 21 об,7В регуляторе 24 задание сравнивается с текущим значением расхода воздуха, измеряемого датчиком 21, При отсутствиирассогласования между заданным и те 881кущим значениями расхода воздуха регулятор 24 выдает постоянный сигнал наисполнительный механизм 25 подачивоздуха, поддерживая его в постоянном положении,П р и м е р. В технологической печи нагреваемому продукту сообщается125 млн кДж/ч тепла эа счет сжиганияжидкого и газообразного топлива.В установившемся состоянии 507сообщается эа счет газообразного топлива, 507. - за счет жидкого топлива.Газообразное топливо имеет удельньпвес 1) 4,5 кг/мв находится при температуре (Т ) 333 К и давлении (Р,)3,0 атм, расход его (Ч ) - 74,0 м/чЖидкое топливо имеет плотность (с 4)0,87 и находится при температуре(С) 80 С, расход составляет 1520 кг/ч.Расход воздуха в установившемся состоянии составляет 49495,4 м/ч.При изменении (например, уменьшении с 50 до 107) доли тепла, передаваемого эа счет сжигания газообразного топлива, что отражается в изменении (уменьшении до 147,3 м/ч) расхода газообразного топлива, измеряемого датчиком 12, и расхода жидкоготоплива (увеличении до 2736 кг/ч),измеряемого датчиком 17, по алгоритму,описанному выше, выходные сигналыдатчиков поступают на вход вычислительного блока 26, изменяется (уменьшается) его выходной сигнал (заданиепо расходу воздуха 4350381 м/ч) ипоследовательно сумматора 27. Измененньй выходной сигнал сумматора,поступая на вход регулятора 24, нарушает в нем равновесие, для восстановления которого регулятор 24 вырабатывает измененный выходной сигнал,который, поступая на исполнительныймеханизм 25, имеет (прикрывает) егоположение, обеспечивая изменение(уменьшение) потока воздуха, Изменение (прикрытие) положения исполнительного механизма 25 продолжаетсядо наступления равновесия в регуляторе 24 (подача воздуха в печь уменьшается с 49495,4 до 43503,8 мв /ч) .При изменении (например, повышениис 4,5 до 5,5 кг/м) удельного весагазообразного топлива, что отражается в иэ:енении теплотворной способности топлива, изменяется (повышается до 6087) доля тепла, сообщаемогогазообразным топливом, сто вызывает.изменение (повышение) температурына выходе иэ печи, измеряемой датчиком 4, и по описанному ранее алгоритму последовательно через выходные сигналы регулятора 5 селектора 8 и блоВ5ка 9 умножения приводит к изменениюположения (прикрытию) исполнительного механизма 10 подачи жидкого топли.ва. Н результате таких действий расход жидкого топлива изменяется (умень.10шается). В вычислительный блок 26 поступают измененные выходные сигналыдатчиков 15 и 17 удельного веса газообразного топлива (увеличенный) ирасхода жидкого топлива (уменьшенный),15что приводит к изменению (увеличению)выходного сигнала вычислительного блока 26 (задание на расход воздуха увеличивается с 49495,4 до 53859,0 м /ч),который через сумматор 27 поступает 20в камеру задания регулятора 24 и вызывает нарушение равновесия в нем.Для восстановления равновесия регулятор 24 вырабатывает измененный (увеличенный) выходной сигнал, который, 25поступая на исполнительный механизм25 подачи воздуха, изменяет (увеличивает открытие) его положения, которое продолжается до наступления равновесия в регуляторе 24 зд счет изменения расхода воздуха, измеряемогодатчиком 21,При изменении (например, понижениитемпературы с 333 до 303 К) газообразного топлива изменяется (понижается) удельный вес газообразного топлива при нормальных условиях, что вызывает изменение (уменьшение до 44,77) доли тепла, вносимогогазообразным топливом, и приводит 40к изменению (псн 1 лжению) температурыпродукта на выходе из печи, измеряе=мой датчиком 4 и по описанному алгоритму последовательно через выходныесигналы регулятора 5 и блока 6 умножения к изменению (увеличению сткрытия) исполнительного механизма 7 подачи газообразного топлива в печь.Расход газообразного топлива изменяется (увеличивается до 826,9 м /ч),Очто приводит к изменению (увеличению)выходного сигнала датчика 12 расхода,Измененные выходные сцгналь датчиков 13 и 12 температуры и расхода газообразного топлива, поступая в вычис 5лительный блок 26, приводят к измен -нию (увеличению до 50680,6 м /ч) еговыходного сигнала и последующемуизменению (увеличению) задания регулятору 4 ьоторый, в зд йствуя на исполнитс п,ный механизм 25 пс;1 дчц воздуха, обеспсчцвдет увелцчснц подачи воздуха до заданного. Если при изменении температуры газообрдзногд то:1- лцва игполнцтс;1,цьй механизм 7 ползчигазообр,энс 1 о топлива бьл полностью открыт, то по ранее писанному алгоритму послед вдтсльно через вых дныесигналь;дтчикд 4 температурь, регулятора 5, ге:ект:рд 8 и блсьд 9 умножения изменяется полснкенце (увеличивается сткрытие) исполните.ьно 1 о механизма 1 Г подачи жидкс гс топлива, что вызывает изменение (увеличс цие дс 1667,2 кг/ч) выходногс сигнала датчика расхода тсго гплцва, Измененные выходные сигналы,.а гчиков 13 и 17 т.мпературы газообразного 1 оплива и рагхода жидкого топива поступая н вычислительный блок 26, вызьвают изменение (повышение до 542949 и /ч) задания на расход вгздухд. Измененное задание поступает через сумматор 27 в регулятор 24, к,горый с псмощью ис- ПЛНПТЕЛЬсГО МокдццЗМд 25 Пода 1 И НОЗ- духа обеспечивает гыпс-.лпеце зада ия,При цзменечиц 1 ндпрлмгр, пньшге нии до 4 дтм) давления г,зообрдзного топлива, измеряем го датчиксм 14 давления, цзменяегя (понижается) удельньй вес газобразногс. топлива прц нормальНЬХ уСЛОВИяк, Чтс НЫЗЫНаЕТ ИЗМЕНЕНИЕ (умРИ,шение до 38,3,.,у поли тзпла, вносимого: азсобразным толлингм и гриводит к изменению (пснижению) температуры продукта цд выходе цз печиизмеряемои ддтчиком 4. 111 льейшиедеиствия ус гройства аналогчнь описанным действиям при изменении темпера гуры газообразного топ:ин:.11 рц ИЗМЕНЕНИИ (цаПрцМЕр, 111 ВЬ 1 Г - нии до 09) плотности кидксго топлива датчиком 19 изменяется (понцжас.тся)теп.отворнд способность гсп 1 ина, -.тостражается в цзм=нении (.понижении)ТЕМЕРа гУР 1 ПРОДУКта 1 а НЫХОДЕ ИЗ ПС - чи, измеряемой датчиком 4, 11 о описанному алгоритму через выходные сигналы датчика 4, оегуятс ра 5, селето;з 8, олока 9 умножения обесг, чивдгтся цз- МЕНЕНЦЕ ( УВЕЛИЧЕНИЕ сТ;РЫТИЯ, ПСЛДЖС ния и, полнцтс ль.сго механизма 1 О подачи жидкого топл.ва, что приводит к и.мс ненн (уве;,ченин дс 1523,8 кг/ч) потока жигкого топлива в пе,ь и соответстуннему из:ененин выходного сигнала датчика 1, расхгдд кидк го топ: Л(1:( . Н(1 ИИ 1 .1( 1-здки; регулирования, вырабатывает гыхс дцой сигнал, пропорциондльньпЪ дои )(1(ительному расходу воздуха, на кот( 11,1 нужно изменить (увеличить) расЛИ(;1 )( И(:(,)стц е )дддцие .расходу воздуха, по)упдющсш нд вход сумматора "7, где ммируется с расчетцьсм заданием, 11,1,)б)тывдемг(гм вычислительным блокс .,Х;.,1( ( И.;(, 15 КОИ)11(: (1 ((11,О равнению с прототипом предлаГдсое уСтрайСтВО ПОВЫГГ)дв(т ЭффЕКтнн(:(. Р Я ( " 1,1:1 . 1(11."(т) и 1 Ользорация топливно-энерге, ( 1; ( Л( (1 ()1( 1)с, И(1 11 (( 1(С( 1 иызывдкщии перердсхсд топливац. п)Онцый выброс дымовых газов в д(фору,(с(5. . ( , ),.(идглеция тепл(цым режимом техноло кой печи, содержащее два блока си 1 жсция, селектор, исполнительные,1 мы псддчс гдзосбрдзного и жид 5 тспливд в печь, последовательно и(еццые датчик и регулятор тем, гуры продукта 1)д гыходе печи, датрегулятор расхода воздуха в и ОД 1 слюч е ц цый с в Оим выходом к ;и т ел ь н ому ме х а ци зм у п одд ч и в о зпечь, ацализатср концентрациидд дь).говых газов, регулятормдтор, о т л и ч д ю щ е е с ят, с целью экономии топлива," л),иго реса жсДкого топлива, тем рдт,ры и давления воздуха падключек рх,дам вычислительного блока, дк:)о(сивому своим выходом к второи 1:.сдд воздуха, выход регулятора теми р,)уры продукта на выходе печи (1;.Дельца подключен к входам перв г. 6:)Ока умножения и селектора, санс)ного своим выходам через второй б.(к умцожеция с исполнительным меха 11 "(, 1 .тич.ких ресурссв зд счет повышения качества рс гулировация, тдк как уменью )я коэффициент избытка воздуха в12 153588 1 Составитель Г,ОгаджановТехред М.Ходанич Корректор М,лароши Редактор Т,Лазоренко Заказ 84 Тираж 442 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 низмом подачи жидкого топлива в печь, а выход первого блока умножения связан с исполнительным механизмом подачи газообразного топлива в печь.

Смотреть

Устройство для автоматического управления тепловым режимом технологической печи