Способ управления эрлифтом

Способ управления эрлифтом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить КПД эрлифта. В зависимости от давления в смесителе 2 определяют оптимальное значение расхода воздуха (В) в тракте 4. Изменением положения рабочего органа регулятора 5 добиваются равенства текущего и оптимального значений расхода В. При этом в качестве текущего значения используют мгновенное значение расхода В на выходе из тракта 4 в смеситель 2. Для получения мгновенного значения расхода В в модели 16, принимающей сигналы давлений на входе и выходе тракта 4 и положения регулятора 5, решают задачу нестационарного движения В в тракте 4. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (ц 4 F 04 F 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21 ) 411941 7/25-29 (22) 24.06.86 (46) 23.07,89.Бюл. Р 27 (71) Производственное энергетичесIl Il кое объединение Зкибастуээнерго (72) С.А.Рабчинский (53) 621.671 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1160125, кл. F 04 F 1/18, 1983. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭРЛИФТОИ (57) Изобретение позволяет .повысить

КПД эрлифта. В зависимости от давления в смесителе 2 определяют опти2 мальное значение расхода воздуха (В) в тракте 4. Изменением положения рабочего органа регулятора 5 добиваются равенства текущего и оптимального значений расхода В. При этом в качестве текущего значения используют мгновенное значение расхода В на выходе из тракта 4 в смеситель 2.Для получения мгновенного значения расхода В в модели 16, принимающей сигналы давлений на входе и выходе тракта 4 и положения регулятора 5, реяают задачу нестационарного движения

В в тракте 4. 1 ил.

RT dM ЭР

+ — --=0;

Г дх 3 (, аР

+ ах

2Й

IN, ;„ t М; х=0; (2) (M — M ) + — — (Р -P ) - — --- — -yL - — - — Дх = 0

IN;, 1! М;„

1 !+1 RT i +! ЯЯ Р.

1+ !

3 1495526

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в системах управления эрлифтами газошлакоудаления твердотопливных 73C. .

Цель изобретения — повышение КПД эрлифта путем учета нестационарности режима работы.

На чертеже показана принципиальная схема эрлифта и устройства, реа- 1О лизующего способ управления эрлифтом, Эрлифт содержит подъемную трубу

1, в нижней части которой расположен смеситель 2 с подающей трубой 3 и трактом 4 подачи воздуха, на котором установлен регулятор 5, в верхней части — воздухоотделитель 6, а бмеситель 2 расположен в зумпфе 7.

Устройство для осуществления способа управления эрлифтом состоит из датчика 8 давления в смесителе 2, регистратора 9, датчика 10 и регистратора 11 положения рабочего органа регулятора 5, датчика 12 и регистратора 13 температуры воздуха в тракте (4,,датчика 14 и регистратора 15 давления рабочего тела. Выходы регистраторов 9, 11, 13 и IS подключены к входам модели 16 неустановившегося движения воздуха в тракте 4, Выход регистратора 9 через оптимизатор 17 режимов работы эрлифта подключен к первому входу регулятора 18 расхода воздуха, к второму входу которого подключен выход модели 16. Выход ре- 35 гулятора 18 через блок 19 управления подключен к исполнительному механизму 20 регулятора 5.

Устройство работает следующим образом. 40

Транспортируемая гидросмесь (например, золошлаковая) поступает в зумпф 7 и оттуда по подающей трубе 3 в смеситель 2, В смеситель 2 через регулятор 5 по тракту 4 подают сжа- 45 тый воздух. Образовавшаяся в смесителе 2 гидровоздушная смесь транспортируется по подъемной трубе 1 в воздухоотделитель 6, где гидросмесь отделяется от воздуха и транспортирует- 5О ся далее по назначению (например, на .золоотвал). (M -М)+- — — (р. р )+

1

Измеряют давление Р,м в смесителе 2 датчиком 8, положение (например, угол поворота o!.) регулятора 5 — датчиком 10, температуру С рабочего тела в тракте 4 — датчиком 12 и давление Рд воздуха перед трактом 4— датчиком 14. Сигналы от датчиков

Я, 10, 12 и 14 поступают соответственно на регистраторы 9, ll, 13 и 15, где преобразуются в пропорциональные унифицированные сигналы, которые поступают на модель 16.

Модель 16 неустановившегося движения рабочего тела в тракте 4 построена на основании дифференциальных уравнений неустановившегося изотермического движения газа с дозвуковой скоростью в трубопроводе где N — - массовый расход воздуха в рассматриваемом сечении трубопровода;

f — площадь сечения трубопровода диаметром d;

P — среднее давление воздуха в сечении; х — текущая координата вдоль тракта 4; — время; — коэффициент Ларси;

R — газовая постоянная;

Т = (273,15 + С ) — абсолютная температура воздуха, Решая систему (1) для случая неустановившегося изотермического движения рабочего тела с дозвуковой скоростью в тракте 4 подачи воздуха постоянного диаметра, получают систему конечно-разностных уравнений, в которой Ьх = ВТЬс., а текущая коор- . дината длины тракта направлена по ходу движения воздуха к эрлифту:

14955?б м,, = 0,5 (М +М ) ° M(„1=о,5 (M +М, ) °

);Р;,=05(Р;+p

Р;, = 0,5 где М, и P, значения M u P в точке х в момент . вре/ Л мени с (-Ес

М; =- — (М;,+М;„+ м;,. м;, (:: +

Р;, а — P ) --- ——

1+1 2Гй (Р., p =- — — (М +М ) +- — — (P +Р ) — — — — х я т Г

2Г (-1 + ВТ 11 + 2И

lM;„lM,, i(.i

lM1- м;, Р;! (4) Для узлов с известными давления 40 ся из системы (2) следующими выражеми Рс„и Рд значения М определяют- йнйми:

Я1(l М,, х; см

f % см 11 Я (см 1 ) +( (5) м;„! м;„ (6)

Р„- Р;,, ! задвижки, вентили) и определяется положением арматуры, например для регулятора 5, коэффициент гидравлического сопротивления которого является функцией угла поворота о -:

= (а).

Определяют значения М; и Р;;,:

Для узлов с местными потерями давления коэффициент гидравлического сопротивления постоянен

= const (диафрагмы, шайбы, коленьг, отводы) и определяется только геометрической конфигурацией, или переменен во времени = $ (,) (клапаны, ят !м, l и ; м Р,, Р °

1,! 111+1

1 I

P ° ° — P. °

I! 1-1 1,1+!

I +1 1 + 1 10

М;,, Р, — значения М и P в соседних точках х +

+ Дх и х — (, х соответственно в предыдущий момент времени с

Модель 16 неустановившегося движения воздуха в тракте 4 состоит в решении методом итераций системы (2) в реальном масштабе времени для каждого участка тракта 4 с удовлетворением граничных условий на обоих концах участка. Весь тракт 4 при этом представлен состоящим из ряда участков и узлов, к которым примыкают участки: участок конечной длины, который разбивается на i-e расчетные точки, узел с известным давлением, узел с известным расходом, узел с разветвлением, узел с местными потерями давления (местными сопротивлениями).

К узлу с местными потерями давления относятся места движения воздуха через арматуру, места внезапного изменения скорости движения воздуха (диафрагмы, шайбы), места изменения направления движения воздуха (колены, отводы) .

Для участка конечной длины значения M u P в i-й расчетной точке определяются решением системы (2) 1495526 местными потерями. .I

1 Г 2

<<; = — à — (-В е В т RTA IC!) sign(C), (Я) вт

A= — —7,—е ;В= — — (д +Д ) С=л. -Л Х 9

1м;,! м;, — -- - — - — Д х

Р; !

f. д = м + -- —,р. ! RT i !

1м;„! м;, f

Д=-M+- — --Р

<+< ((< RT <б!

2Ы

Дх; (9) RT

= — =-(М +Д )

Г ! <(I о

Р

<Ф!

P., P

<-(P. Is(-I где ц — площадь сечения узла с

RT

=- — -(-M +Д ) ° (,(-< f (-1

Начальные условия задаются либо при отсутствии расхода М, = 09 Р;

= P, где P — баррометрическое дав ление, либо при стационарном режиме работы тракта подачи воздух(а по изнестному расходу М = const следующи. ми выражениями: если известно давление Р„, то если. известно давление Р В(, то

В, модели 16 сигнал от регистратора ll характеризующий положение (угол поворота) регулятора 5()(., преобразуется в реальном масштабе .времени в его коэффициент гидравлического сопротивления 1 (s<), определяются постоянные коэффициенты гидравлического сопротивления других узлов с местными потерями, а затем по сигналам от регистраторов 9,13;15, характеризующих параметры Р („, t u

Р9,, определяются в реальном масштабе времени согласно выражениям (3)(6), (8) — (10) истинное мгновенное значение расхода воздуха, поступающего непосредственно в смеситель

2 И 99,, сигнал, соответствующий которому с выхода модели 16 поступает на второй вход регулятора 18.

Сигнал от регистратора 9, характеризующий Р ц, поступает также на оптимизатор 17 режимов работы эрлифта, в котором согласно зависимости

M (- ((Р,н)<< (Р,„) т(ВВ, (I I) о19( где g(P „ ) — минимальный удельный

30 расход воздуха при оптимальном режиме работы эрлифта по критерию максимального КПД и данном давлении P, 35 (Р,„ ) — коэффициент эрлифта при оптимальном режиме работы по критерию максимального КПД и данном давле40 иии Рсм 9

g — - ускорение свободного падения;

D — экнивалентный диаметр подъемной трубы 1, 45 преобразуется в мгновенное требуемое значение расхода воздуха, поступающего непосредственно в смеси тель,м 9 обеспечивающее минимальОр 9 ный удельный расход на единицу транспортируемой гидросмеси прн данном давлении Рсм

Зависимости я(Р ) и К (Р )9 входящие в выражение (11), различны для разных классов эрлифтных установок и определяются экспериментально.

Сигнал Мо от оптимизатора 17 поступает на первый вход регулятора

18, который по днум сигналам И(,р(и

9 14955?б 1 0

M ö, характеризующим оптимальное и ного К11Д при данной подаче (произвоЬ текущее значения расходов воздуха, дительности) эрлифта. поступающего непосредственно в смеси- Таким образом повышается КПД эртель, регулирует режимы работы зрлиь - лифта и достоверность контроля за

5 та, поддерживая их на оптимальном его режимами работы. уровне по критерию максимального

КПД. @ормуланзобретения

Составитель К.Староверов

Редактор О,Головач Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 4233/33 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10!

Сигнал от регулятора 18 поступает 10 через блок 19 управления на исполнительный механизм 20 регулятора 5, В случае, если значение истинного мгновенного расхода воздуха, поступающего непосредственно в смеситель 2, 15 мЕньше (больше) требуемого оптимального мгновенного значения, обеспечивающего минимальный удельный расход рабочего тела на единицу транспортигидросмес" Mñì(Мо < Mñì Мо регулятор 18 отрабатывает разность сигналов и открывает (закрывает) регулятор 5 до тех пор, пока истинный расход воздуха не будет равняться требуемому М = M, обеспечивая см ор при этом его минимальный удельный расход на единицу транспортируемой гидросмеси при данном давлении Р т.е. оптимальный режим работы эрлифт.ной установки по критерию максималь- 30

Способ управления эрлифтом, включающий измерение параметра работы смесителя, формирование сигналов,со- ответствующих текущему и оптимальному значениям расхода воздуха, сравнение их между собой и в зависимости от рассогласования регулирование расхода воздуха путем изменения положения рабочего органа регулятора в тракте подачи воздуха, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения КПД эрлифта путем учета.нестационарности режима работы, измеряют гидравлические сопротивления участков тракта подачи воздуха, давление на его входе, положение рабочего органа регулятора, по полученным значениям формируют сигнал, пропорциональный расходу воздуха на выходе из тракта подачи, и используют его в качестве текущего значения расхода воздуха.