Устройство управления энергосберегающим сжиганием топлива в котлах котельной
Полезная модель относится к области энергетики, конкретнее к теплотехнике, в частности к устройствам управления котлами котельной. Полезная модель направлена на повышение точности соответствия фактических расходов газ-воздух при эксплуатации котлов котельной требуемым по действующим погодным условиям сезона, что позволяет получить энергосберегающее сжигание топлива. Устройство управления энергосберегающим сжиганием топлива в котлах котельной, содержащее блоки измерения числа включенных в работу котлов и сравнения общей производимой тепловой мощности с заданной, а также исполнительные блоки включения и отключения горелок котлов, снабжено блоком деления, запитанным от блока задания тепловой мощности с центрального теплового пункта (ЦТП) и блока задания максимальной мощности котла Рmax=2Pmin, соединенный через блок выделения целого числа, блок целого числа и блок сравнения целого числа с числом включенных в работу котлов с исполнительным блоком множественно дискретно-регулируемого элемента переключения числа котлов, причем блок сравнения целого числа с числом включенных в работу котлов запитан от датчика числа котлов, включенных в работу, а блок целого числа вторым своим выходом соединен с блоком умножения на максимальную единичную мощность котла Рmax , второй вход которого запитан от блока задания максимальной единичной мощности котла Рmax, а выход через блок вычитания, соединенный вторым свом входом с выходом блока задания тепловой мощности от ЦТП, подключен к блоку сравнения, причем блок сравнения результата вычитания соединен с исполнительным блоком единичного плавно-регулируемого элемента устройства управления энергосберегающим сжиганием топлива котлов котельной. 1 н.п.ф. Ил.1.
Полезная модель относится к области энергетики, конкретнее к теплотехнике, в частности к устройствам управления котлами котельной.
Полезная модель направлена на повышение точности соответствия фактических расходов газ-воздух при эксплуатации котлов котельной требуемым по действующим погодным условиям сезона, что позволяет получить энергосберегающее сжигание топлива.
Широко известно устройство управления режимом горения котлов, в котором имеется «режимная» карта, согласно которой поддерживают общую мощность тепла, вырабатываемую котельной, равную заданной по годовому графику с помощью упомянутой режимной карты. Режимная карта составляется экспериментально-расчетным путем, причем основной массив данных режимной карты рассчитывается по эмпирическим зависимостям.
Недостатком такого устройства управления, как показывает практика эксплуатации котельных является отсутствие возможности энергосберегающей оптимизации сжигания топлива в котлах котельной, так как режимная карта, составленная экспериментально-теоретически на основе замеров при одних погодных условиях, может иметь существенные погрешности для других. Блок, содержащий режимную карту нуждается в постоянной корректировке по мере износа горелок и других элементов котлов в процессе эксплуатации. Следует отметить и влияние человеческого фактора, так как управление котлами котельной по режимной карте возлагается на оперативный персонал.
Все это приводит к перерасходу топлива и низкому качеству управления режимом котлов котельной а, соответстсвенно, к пониженному качеству снабжения потребителей вырабатываемой тепловой энергией.
В значительной степени эти недостатки преодолены в устройстве автоматического регулирования режима горения в котлах котельных, принятого в качестве прототипа (Пеньшин А.С. и др. Система автоматического регулирования режима горения газа в котлах типа ПТВМ // «Промышленная энергетика» 
6, 2000), в котором за счет блоков измерения числа включенных в работу горелок и расхода газа в них, блока сравнения общей производимой тепловой мощности с заданной в зависимости от погодных условий и для устранения рассогласования автоматически регулируют соотношение газ-воздух газовых горелок котлов котельной.
Недостатком устройства автоматического управления топливными горелками в котлах котельной, принятом нами в качестве прототипа заявляемого патента на полезную модель, является невозможность учета резко-переменных погодных условий, особенно в Северных районах с неустойчивым климатом и большими перепадами температур (солнце есть-нет), что не позволяет даже на протяжении длительного времени оценить эффективность горения факелов в котлах котельных по объемам потребляемого газа из-за сезонного колебания температур и соответственно режимов теплосетей.
Другой недостаток - необходимость комплектования всех котлов котельных собственными системами автоматического регулирования, что снижает надежность работы всей котельной из-за повышенной вероятности отказов или сбоев в точности регулирования режимами котлов котельной.
Задачей заявляемого патента на полезную модель устройства управления энергосберегающим сжиганием топлива в котлах котельной является повышение точности и надежности автоматического регулирования при повышении ресурса работы котлов и снижении затрат на их автоматику, а также расхода газа на основе комбинационной двухэлементной структуры: множественно-дискретного и единично-плавного комплексного управления.
Для достижения поставленной цели устройство управления энергосберегающим сжиганием топлива в котлах котельной содержит блоки измерения числа включенных в работу котлов и сравнения общей производимой тепловой мощности с заданной, а также исполнительные блоки включения и отключения горелок котлов,блок деления, запитанный от блока задания тепловой мощности с центрального теплового пункта (ЦТП) и блока задания максимальной мощности котла Рmax =2Pmin, соединенный через блок выделения целого числа, блок целого числа и блок сравнения целого числа с числом включенных в работу котлов с исполнительным блоком множественно дискретно-регулируемого элемента переключения числа котлов, причем блок сравнения целого числа с числом включенных в работу котлов запитан от датчика числа котлов, включенных в работу, а блок целого числа вторым своим выходом соединен с блоком умножения на максимальную единичную мощность котла Рmax, второй вход которого запитан от блока задания максимальной единичной мощности котла Р max, а выход через блок вычитания, соединенный вторым свом входом с выходом блока задания тепловой мощности от ЦТП, подключен к блоку сравнения, причем блок сравнения результата вычитания соединен с исполнительным блоком единичного плавно-регулируемого элемента устройства управления энергосберегающим сжиганием топлива котлов котельной.
Осуществление полезной модели.
На фиг. видно, что в два элемента композиции сгруппированы все котлы котельной с двумя ступенями «большой» Р max и «малый» факел Рmin: А - множественно дискретно-регулируемый элемент по числу котлов n с 2n их ступенями;
Б - единичный элемент (котел) с плавным регулированием от Pmin до Рmax;
Устройство управления энергосберегающим сжиганием топлива в котлах котельной содержит блок 1 деления, запитанный с блока 2 задания тепловой мощности от центрального теплового пункта и блока 3 задания максимальной мощности котла Рmax=2Рmin, соединенный через блок 4 выделения целого числа, блок 5 целого числа и блок 6 сравнения целого числа с числом включенных в работу котлов с исполнительным блоком 8 множественно дискретно-регулируемого элемента переключения числа котлов, причем блок 6 сравнения целого числа с числом включенных в работу котлов запитан от датчика 7 числа котлов, включенных в работу, а блок 5 целого числа вторым своим выходом соединен с блоком 9 умножения на максимальную единичную мощность котла Рmax, второй вход которого запитан от блока 3 задания максимальной единичной мощности котла Р max, а выход через блок 10 вычитания, соединенный вторым свом входом с выходом блока 2 задания тепловой мощности от ЦТП, подключен к блоку 11 сравнения, причем блок 11 сравнения результата вычитания соединен с исполнительным блоком 12 единичного плавно-регулируемого элемента устройства управления энергосберегающим сжиганием топлива котлов котельной.
Как можно увидеть из приведенной фиг., назначение патентуемой полезной модели устройства состоит в контроле величины тепловой мощности включенных в работу котлов и сравнении ее с заданной центральным тепловым пунктом величиной в зависимости от погодных условий (температуры), формировании двух элементов композиционного управления: множественно-дискретного управления и единично-плавного регулирования и реализации упомянутого композиционного управления за счет сочетания дискретного и плавного регулирования до устранения возникшего рассогласования измеренной и заданной центральным тепловым пунктом мощностей.
Пример реализации патента на полезную модель. Работа устройства по композиционному управлению энергосберегающим сжиганием топлива котлов котельной происходит следующим образом (фиг.).
Все котлы котельной, например, в количестве 10 штук, с двумя ступенями «большой факел» мощностью Рmax =2Pmin и «малый факел» мощностью Pmin организованы в два элемента композиции:
А - множественно дискретно-регулируемый элемент, например, из девяти котлов котельной с двумя ступенями «большой» и «малый» факел, то есть всего с 18-ю ступенями дискретного управления;
Б - единичный элемент композиционного управления, например, один котел с плавным регулированием от Pmin до Рmax ;
в блоке 1 заданная по погодным условиям блоком 2 с центрального теплового пункта мощность, например 3,4 МВт, делится на величину, задаваемую блоком 3 мощности максимальной ступени Рmax равную, например, 0,5 МВт, получается 3,4/0,5=6,8 и выделяется в блоке 4 из полученной величины 6,8 целое число - 6; после чего полученный вес сигнала, пропорциональный 6-ти в блоке 5 целого числа запоминается и подается упомянутый сигнал в блоки 6 и 9;
сравнивается в блоке 6 сравнения полученное целое число 6 с числом включенных в работу котлов, поступающим от блока 7 измерения числа котлов, включенных в работу, например, 8 и с помощью исполнительного блока 8 первого элемента А композиционного управления, изменяют их число, т.е. выключают два котла (8-6)=2;
в блоке 9 умножения полученное в блоке 5 целого числа целое число 6 умножается на поступающую с блока 3 величину максимальной мощности Рmax=0,5 МВт факела: 6×0,5=3 МВт;
вычитается в блоке 10 вычитания полученная в блоке умножения 9 величина 3 МВт из заданной центральным тепловым пунктом блоком 2 величины 3,4 МВт: 3,4-3,0=0,4 МВт;
сравнивается в блоке 11 сравнения полученная в блоке вычитания 9 разность 0,4 МВт с величиной Р min=0,5×0,5 МВт=0,25 МВт и при превышении, например, в нашем случае 0,4 МВт>0,25 МВт плавно происходит автоматическое регулирование с помощью второго исполнительного блока 12 десятого котла котельной - второго единичного элемента композиции Б с плавным управлением, для увеличения его мощность до 0,4 МВт.
По истечении заданной дискреты времени перечисленные операции с котлами и их мощностями циклично повторяются в изложенной последовательности. Применение патентуемой полезной модели повышает точность управления котлами котельных, снижает ненужное число регулировок и стоимость средств, расходуемых на автоматику в 1,4 раза при повышении надежности всей системы управления в 1,6 раза.
Устройство управления энергосберегающим сжиганием топлива в котлах котельной, содержащее блоки измерения числа включенных в работу котлов и сравнения общей производимой тепловой мощности с заданной, а также исполнительные блоки включения и отключения горелок котлов, отличающееся тем, что оно снабжено блоком деления, запитанным от блока задания тепловой мощности с центрального теплового пункта (ЦТП) и блока задания максимальной мощности котла Pmax=2Pmin, соединенного через блок выделения целого числа, блок целого числа и блок сравнения целого числа с числом включенных в работу котлов с исполнительным блоком множественно дискретно-регулируемого элемента переключения числа котлов, причем блок сравнения целого числа с числом включенных в работу котлов запитан от датчика числа котлов, включенных в работу, а блок целого числа вторым своим выходом соединен с блоком умножения на максимальную единичную мощность котла Pmax , второй вход которого запитан от блока задания максимальной единичной мощности котла Pmax, а выход через блок вычитания, соединенный вторым своим входом с выходом блока задания тепловой мощности от ЦТП, подключен к блоку сравнения, причем блок сравнения результата вычитания соединен с исполнительным блоком единичного плавно-регулируемого элемента устройства управления энергосберегающим сжиганием топлива котлов котельной.
