Способ управления процессом пылеприготовления в пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами и устройство для его осуществления

Способ управления процессом пылеприготовления в пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

г

О П-- И АН И Е ()741938

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ay— (22) Заявлено 07.12.77 (21) 2551137/29-33 с присоединением заявки ¹ —— (23) Приоритет— (51) М. Кл

В 02 С 25/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.926 (088.8) Опубликовано 25.06.80. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 05.07.80 по делам изобретений и открытий

В. В. Добров, А. Д. Сергеев, М. А. Хван, А. К. лярва, 1О. А. Королев, И. Е. Бойков и В. И. Першин (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ В ПЫЛЕСИСТЕМАХ С ШАРОВЫМИ

БАРАБАННЫМИ МЕЛЬНИЦАМИ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1а

Изобретение относится к измельчению материалов, в частности к оптимизации процесса пылеприготовления в индивидуальных пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами на тепловых электростанциях.

Известен способ и устройство управления процессом пылеприготовления, основанные на поддержании постоянной наивыгоднейшей тонины помола твердого топлива, определяемой из условия получения минимума суммы приведенных потерь тепла топлива (1)

Однако этот способ не обеспечивает высокую эффективность сжигания топлива при использовании различных видов топлива в топках парогенератора.

IS

Известен другой способ управления процессом пылеприготовления в пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами, включающий в себя стабилизацию производительности мельницы, шаровой загрузки, скорости пылевоздушной смеси, измерение рас- 2а хода газообразного топлива, поступающего на сжигание, его калорийности и калорийности твердого топлива и поддержание заданного значения тонины помола твердого топлива путем изменения положения створок сепаратора.

Известно устройство для осуществления такого способа, включающее в себя датчик мощности электродвигателя мельницы, соединенный через регулятор шаровой загрузки с электродвигателем шародозатора, датчик производительности мельницы, соединенный через регулятор производительности с электродвигателем питателя, датчик тонины помола, соединенный с первым входом регулятора тонины помола, выход которого подключен к электродвигателю створок сепаратора, датчик скорости пылевоздушной смеси, соединенный через регулятор скорости пылевоздушной смеси с электродвигателем шибера рециркуляции, датчик мощности мельничного вентилятора, датчики расхода газообразного топлива и калорийностей газообразного и твердого топлива и корректирующее устройство, соединенное через задатчик регулятора тонины помола со вторым входом регулятора тонины помола (2).

Недостатком способа является низкая эффективность в случае переменной производительности парогенератора. В условиях

741938 тепловых электростанций металлургических заводов производительность парогенератора изменяется в довольно широких пределах. Изменяют производцтельность парогенератора изменением расхода газообразного топлива или твердого топлива, или обоих видов топлива одновременно. При этом также необходимо оптимизировать режим работы системы пылеприготовления.

При постоянной производительности парогенератора с увеличением расхода газообразного топлива уменьшают расход твердого топлива. В связи с этим время пребывания угольной пыли в топке изменяется незначительно и механический недожег определяется в основном скоростью горения пылинок топлива. Поэтому с увеличением расхода например коксового газа, повышается температура факела в топке, что способствует увеличению скорости горения пылинок топлива. И для оптимизации режима работы пылесистемы в этом случае согласно известному способу необходимо увеличивать 26 тонину помола твердого топлива.

В случае увеличения производительности парогенератора увеличением расхода, например, коксового газа скорость движения пылинок топлива увеличивается, а время их пребывания в топке уменьшается. При этом для уменьшения потерь тепла топлива и оптимизации режима работы пылесистемы необходимо уменьшать тонину помола твердого топлива. С другой стороны, при увеличении расхода коксового газа повышается тем- 36 пература факела в топке, растет скорость горения пылинок топлива и поэтому для уменьшения потерь тепла топлива необходимо увеличивать тонину помола твердого топлива. Таким образом, известный способ

ЗЯ управления процессом пылеприготовления не обеспечивает оптимизации режима работы пылесистемы при изменении производительности парогенератора.

Цель изобретения — повышение качества управления процессом пылеприготовления.

Это достигается тем, что в способе управления процессом пылеприготовления в пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами, включающем в себя стабилизацию производительности мельницы, шаровой загрузки, скорости пылевоздушной смеси, измерение расхода газообразного топлива, поступающего па сжигание, его калорийности и калорийности твердого топлива и поддержание заданного значения тонины помола Ию твердого топлива путем изменения положения створок сепаратора, дополнительно измеряют расход твердого топлива, вычисляют деи твительную сумму приведенных по ерь тепла топлива, предполагаемую сумму приведенных потерь тепла при увеличении тонины помола и предполагаемую сумму приведенных потерь тепла при уменьшении тонины помола топлива на ту же величину и сравнивают действительную сумму приведенных потерь тепла с каждой из полученных предполагаемых сумм приведенных потерь тепла, а при поддержании заданного значения тонины помола твердого топлива осуществляют корректировку заданного значения тонины помола твердого топлива в зависимости от результата сравнения сумм, причем при действительной сумме приведенных потерь тепла, большей предполагаемой суммы приведенных потерь тепла, соответствующей увеличению тонины помола топлива, заданное значение тонины помола твердого топлива увеличивают, а при действительной сумме приведенных потерь тепла, большей предполагаемой суммы приведенных потерь тепла, ссютветствующей уменьшению тонины помола топлива, заданиое Значение тонины помола твердого топлива уменьшают.

Для этого устройство для осуществления предлагаемого способа, включающее в себя датчик мощности электродвигателя мельницы, соединенный через регулятор шаровой загрузки с электродвигателем шародозатора, датчик производительности мельницы, соединенный через регулятор производительности с электродвигателем питателя, датчик тонины помола, соединенный с первым входом регулятора тонины помола, выход которого подключен к электродвигателю створок сепаратора, датчик скорости пылевоздушной смеси, соединенный через регулятор скорости пылевоздушной смеси с электродвигателем шибера рециркуляции, датчик мощности мельничного вентилятора, датчики расхода газообразного топлива и калорийностей газообразного и твердого топлива и корректирующее устройство, соединенное через задатчик регулятора тонины помола со вторым входом регулятора тонины помола, снабжено датчиком расхода твердого топлива, шестью блоками нелинейности, двумя блоками умножения, тремя сумматорами и двумя элементами сравнения, причем датчики расходов твердого и газообразного топлива и датчики калорийности газообразного и твердого топлива подключены к четырем входам первого, второго и третьего блоков нелинейности, датчик тонины помола топлива соединен с пятым входом первого блока нелинейности и с входами двух блоков умножения, выход первого блока умножения подключен к пятому входу второго блока нелинейности, выход второго блока умножения подключен к пятому входу третьего блока нелинейности, первые выходы первого, второго и третьего блоков нелинейности подключены к первым входам четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, датчик мощности электродвигателя мельницы соединен со вторыми входами четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, датчик мощности мельничного вентилятора соединен с треть741938 ими входами четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, выходы которых соединены с -первыми входами трех сумматоров, вторые входы трех сумматоров соединены со вторыми выходами первого, второго и третьего блоков нелинейности, выход первого сумматора соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения, выход второго сумматора соединен со вторым входом первого элемента срацнения, выход третьего сумматора подключен ко второму входу второго элемента сравнения, а выходы двух элементов сравнения подключены ко входу корректирующего устройства.

Сущность способа заключается в следующем.

В качестве критерия оценки эффективности процесса пылеприготовления принят показатель — сумма приведенных потерь тепла, приходящихся на 1 кг сжигаемого твердого топлива. Эта сумма содержит потери тепла от механического недожега твердого топлива, потери тепла, эквивалентные расходу электроэнергии на размол и пневмотранспорт топлива, потери тепла, эквивалентные стоимости изнашиваемого металла шаров и потери тепла, эквивалентные амортизационным расходам. Оптимальным режимом работы пылесистемы является такой режим, при котором сумма приведенных потерь тепла будет минимальной. Однако эта сумма зависит от многих факторов. Например, механический недожег твердого топлива зависит от времени пребывания угольной пыли в топке парогенератора, скорости горения пылинок и тонины помола топлива.

Время пребывания пылинок в топке, в свою очередь, определяется количеством газообразного и твердого топлива, поступающего на сжигание. Скорость горения пылинок зависит от температуры факела в топке, определяемой калорийностью топлива. Потери от механического недожега твердого топлива определяются зависимостью

g4 = a 4 + (2 Ягт Вт т + bg Qгч Вгт ) Rg о где Q,6,6g — коэффициенты, определяемые конструктивными особенностями парогенератора и технологией сжигания топлива;

Ягт,Вг — калорийность и расход твердого топлива;

Qn,Sr калорийность и расход газообразного топлива; So — тонина помола твердого топлива.

Приведенные потери, эквивалентные расходу электроэнергии на размол и пневмотранспорт пулеугольного топлива определяются выражением

< a Вр+

8 +%4 5 э где a„6 — коэффициенты, определяемые конструктивными особенностями и реS о

fS

26 и

Зо

3S ао

4S

so

55 жимом работы мельничного вентилятора;

"р — мощность, потребляемая электродвигателем мельницы на размол твердого топлива;

1 1 и — мощность, потребляемая электродвигателем мельничного вентилятора на транспортировку пылеугольного топлива; — производительность мельницы.

Приведенные потери тепла, эквивалентные стоимости изнашиваемого металла шаров и амортизационным расходам, определяются производительностью мельницы. В условиях стабилизации произвбдительности мельницы эти потери практически не изменяются, поэтому при определении минимума суммы приведенных потерь тепла они могут не учитываться.

Таким образом, из приведенных выраже.ний видно, что потери тепла топлива являются сложной зависимостью расхода, калорийностей газообразного и твердого топлива, поступающего на сжигание, а также тонины помола твердого топлива. Однако для оптимизации режима работы пылесистемы необходимо обеспечить минимум суммы приведенных потерь тепла топлива. С этой целью определяют действительную сумму приведенных потерь тепла при текущих измеренных значениях тонины помола твердого топлива, расходов и калорийностей газообразного и твердого топлива, поступающего на сжигание. Кроме того, определяют предполагаемые суммы приведенных потерь тепла при увеличении и уменьшении тонины помола твердого топлива на одну и ту же величину и сравнивают действительную сумму приведенных потерь тепла с каждой из полученных предполагаемых сумм приведенных потерь тепла. В зависимости от результата сравнения этих сумм осуществляют корректировку заданного значения тонины помола твердого топлива. Если действительная сумма приведенных потерь тегиа больше предполагаемой суммы, соответствующей увеличению тонины помола топлива, заданное значение тонины помола твердого топлива увеличивают с целью дальнейшего уменьшения действительной суммы приведенных потерь тепла. Если же действительная сумма приведенных потерь тепла больше предполагаемой суммы, соответствующей уменьшению тонины помола топлива, заданное значение тонины помола твердого топлива уменьшают.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления.

Устройство содержит бункер угля 1, питатель 2, регулирующий орган 3 питателя, электродвигатель 4 питателя, шаровую барабанную мельницу 5, электродвигатель 6 мельницы, сепаратор ?, электродвигатель 8, управляющий положением створок сепара741938

3 в

15 эо и эо зю ао

4$

50 .5$ тора, циклон 9, бункер 10 пылеугольного топлива, датчик 11 мощности электродвигателя мельничного вентилятора, шародозатор 12, электродвигатель 13 шародозатора, датчик

14 производительности мельницы, регулятор 15 производительности мельницы, датчик 16 мощности электродвигателя мельницы, регулятор 17 шаровой загрузки, датчик 18 скорости пылевоздушной смеси, регулятор 19 скорости пылевоздушной смеси, шибер 20 рециркуляции, электродвигатель

21, управляющий положением шибера рециркуляции, датчик 22 тонины помола твердого топлива, регулятор 23 тонины помола, задатчик 24 регулятора тонины помола, датчик 25 расхода твердого топлива, датчик 26 калорийности твердого топлива, датчик 27 расхода газообразного топлива, датчик 28 калорийности газообразного топлива, блоки умножении 29 и 30, три блока нелинейностей 31, 32 и 33, определяющих приведенные потери тепла топлива от механического недожега, три блока нелинейностей

34, 35 и 36, определяющих приведенные потери тепла, эквивалентные расходу электроэнергии, на размол и пневмотранспорт, первый сумматор 37, второй сумматор 38, третий сумматор 39, первый элемент сравнения 40, второй элемент сравнения 41, корректирующее устройство 42.

Стабилизация параметров, влияющих на тонину помола, осуществляется регуляторами производительности мельницы 15, шаровой загрузки 17, скорости пылевоздушной смеси 19.

Регулятор 15 производительности мельницы воспринимает сигнал от датчика 14 производительности мельницы и воздействует на электродвигатель 4 питателя, управляющий регулирующим органом 3 питателя.

Регулятор 17 шаровой загрузки мельницы воспринимает сигнал от датчика 16 мощности электродвигателя мельницы и воздействует на электродвигатель 13 шародозатора, управляющий шародозатором 12. Регулятор 19 скорости пылевоздушной смеси воспринимает сигнал от датчика 18 скорости пылевоздушной смеси и воздействует на электродвигатель 20, управляющий положением шибера рециркуляции. Регулятор 23 тонины помола воспринимает сигнал от датчика 22 тонины помола топлива и воздействует на положение створок сепаратора 7. Сигналы с датчиков расходов 25 и

27 и датчиков калориейностей 26 и 28 топлива, а также сигнал с датчика 22 тонины помола поступают через блоки нелинейностей 31 и 34 на сумматор 37 и затем на первый 40 и второй 41 элементы сравнения.

Кроме того, на первый элемент сравнения

40 поступают сигналы с датчиков расходов

25 и 27, датчиков калорийностей 26 и 28 топлива и сигнал с датчика 22 тонины помола, увеличенный в блоке умножения 29, через блоки нелинейностей 32, 35 и сумматор 38. A на второй элемент сравнения 41 поступают также сигналы с датчиков расходов 25 и 27, датчиков калорийностей 26 и 28 топлива и сигнал с датчика 22 тонины помола, уменьшенный в блоке умножения 30, через соответствующие блоки нелинейностей 33, 36 и сум м атор 39. При этом в зависимости от результатов сравнения полученных сумм приведенных потерь тепла первый элемент сравнения 40 выдает сигнал на корректирующее устройство 42, которое через задатчик 24 регулятора тонины помола изменяет задание регулятору 23 тонины помола в сторону увеличения или второй блок сравнения 41 выдает сигнал на корректирующее устройство 42, которое через задатчик 24 регулятора тонины помола изменяет задание регулятору 24 тонины помола в сторону уменьшения.

Устройство работает следующим образом.

При постоянной производительности парогенератора и подаче постоянного количества газообразного и твердого топлива регулятор 23 тонины помола твердого топлива поддерживает тонину помола в соответствии с заданием, установленным задатчиком

24 регулятора тонины помала. Задание тонины помола твердого топлива соответствует минимуму суммы приведенных потерь тепла. Регуляторы производительности мельницы 15, шаровой загрузки 17, скорости пылевоздушной смеси 19 поддерживают соответственно производительность мельницы, шаровую загрузку и скорость пылевоздушной смеси постоянными в соответствии с заданием.

При изменении производительности парогенератора изменением расходов или калорийностей газообразного или твердого топлива, поступающего на сжигание, изменяется действительная сумма приведенных потерь тепла на сумматоре 37 и уходит от минимального значения. Изменяются также предполагаемые суммы приведенных потерь тепла при увеличении тонины помола на сумматоре 37 и при уменьшении тонины помола на ту же величину на сумматоре 38.

Действительная сумма приведенных потерь тепла сравнивается с предполагаемой суммой приведенных потерь тепла при увеличении тонины помола элементом сравнения

40 и с предполагаемой суммой приведенных потерь тепла при уменьшении тонины помола элементом сравнения 41. Если действительная сумма приведенных потерь тепла на сумматоре 3? больше предполагаемой суммы на сумматоре 38, соответствующей увеличению тонины помола твердого топлива, элемент сравнения 40 выдает сигнал на корректирующее устройство 42, которое вырабатывает сигнал на увеличение задания регулятору 23 тонины помола твердого топлива. Если же действительная сумма потерь тепла на сумматоре 37 больше

741938

Формула изобретения

so предг ола:аемой суммы на сумматоре 39. соответствующей уменьшению тонины помола топлива, элемент сравнения 41 выдает сигнал на корректирую:цее устройство 42, которое при этом вырабатывает сигнал на уменьшение задания регулятору тонины помола твердого топлива.

1. Способ управления процессом пылеприготовления в пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами, включающий в себя стабилизацию производительности мельницы, шаровой загрузки, скорости пылевоздушной смеси, измерение расхода газообразного топлива, поступающего на сжигание, его калорийности и калорийности твердого топлива и поддержание заданного значения тонины помола твердого топлива путем изменения положения створок сепаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества управления процессом пылеприготовления, дополнительно измеряют расход твердого топлива, вычисляют действительную сумму приведенных потерь тепла топлива, предполагаемую сумму приведенных потерь тепла при увеличении тонины помола и предполагаемую сумму приведенных потерь тепла при уменьшении тонины помола топлива на туже величину и сравнивают действительную сумму приведенных потерь тепла с каждой из полученных предполагаемых сумм приведенных потерь тепла, а при поддержании заданного значения тонины помола твердого топлива осуществляют корректировку заданного значения тонины помола твердого топлива в зависимости от результата сравнения сумм, причем при действительной сумме приведенных потерь тепла, большей предполагаемой суммы приведенных потерь тепла, соответствующей увеличению тонины помола топлива, заданное значение тонины помола твердого топлива увеличивают, а при действительной сумме приведенных потерь тепла, большей предполагаемой суммы приведенных потерь, соответствующей уменьшению тонины помола, заданное значению тонины помола твердого топлива уменьшают.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, включающее в себя датчик мощности электродвигателя мельницы, соединенный через регулятор шаровой загрузки с электродвигателем шародозатора, датчик производительности мельницы, соединенный через регулятор производительности с электродвигателем,итателя, датчик тони .ы помола, соединенный с первым входом регулятора тонины помола, выход которого подключен к электродвигателю створок сепаратора, датчик скорости пылевоздушной смеси, соединенный через регулятор скорости пылевоздушной с.; оси с электродвигателем шибера ренар;<улициv,. датчик мощности мельничного вентилятора, датчики расхода газообразного топлива и калорийностей газообразного и твердого топлива и корректирующее устройство, соединенное через задатчик регулятора тонины помола со вторым входом регулятора тонины помола, отличающееся тем, что устройство снабжено датчиком расхода твердого топлива, шестью блоками нелинейности, двумя блоками умножения, тремя сумматорами и двумя элементами сравнения, причем датчики расходов твердог . и газообразного топлива и датчики калорий остей газообразного и твердого топлива подключены к четырем входам перво.о, второго и третьего блоков нелинейности, датчик тонины помола топлива соединен с пятым входом первого блока нел нейности и с входами двух блоков умножения, выход первого блока умножения подключен к пятому входу второго блока нелинейности, выход второго блока умножения подключен к пятому входу третьего блока нелинейности, первые выходы первого, второго и третьего блоков нелинейности подключены к первым входам четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, датчик мощности электродвигателя мельницы соединен со вторыми входами четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, датчик мощности мельничного вентилятора соединен с третьими входамл четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, выходы которых соединены с первыми входами трех сумматоров, вторые входы трех сумматоров соединены со вторыми выходами первого, второго и третьего блоков нелинейности, выход первого сумматора соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения, выход второго сумматора соединен со вторым входом первого элемента сравнения, выход третьего сумматора подключен ко второму входу второго элемента сравнения, а выходы двух элементов сравнения подключены ко входу корректирующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР № 56432, кл. 5 ОС 19/30, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2449915/33 кл. В 02 С 25/00, 1977

Редактор Т. Зубкова

Заказ 3350/6

Составитель В. Алекперов

Техред К.Шуфрич Корректор М. Вигула

Тираж 679 Подписное

llHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж вЂ” 35, Раугиская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4