SU1471026A1 - Способ автоматического регулировани режима работы электродного котла и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить экономичность работы котла путем более точного и плавного ее регулировани . Контроль и поддержание заданного значени  электропроводимости ρ воды в котле осуществл етс  сбросом ее независимо от общей мощности котла. Измерительные электроды (ИЭ) 3 и 4 расположены параллельно поверхности воды в котле на уровне трубы 12 сброса отработанной воды с установленным в ней электромагнитным клапаном 15 сброса. При работе котла в результате испарени  воды увеличиваетс  концентраци  солей в воде и снижаетс  ее ρ. При этом значение тока в ИЭ увеличиваетс  пропорционально снижению ρ воды, если глубина погружени  их осей ниже минимально допустимого уровн  воды в котле на величину H≥0,5^.L, где L - рассто ние между ос ми ИЭ. Таким образом, подбором оптимальных значений величины тока возврата реле 23, скоростей сброса и подачи воды можно обеспечить наиболее экономичный режим сброса при любой величине рабочей мощности котла. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 10 ил.

Description

16

9 У { 1

Г/3

ю

сп

/

11471026

Изобретение относитс  к энергетике , в частности к управлению процессами получени  пара в электродньпс котлах.

Целью изобретени   вл етс  повьше- ние экономичности работы котла.

На фиг.1 изображена система дл  осуществлени  способа автоматического регулировани  мощности электродного котла} на фиг,2 - электрическа  схема управлени ; на фиг,3 - продолжение схемы управлени ; на фиг,4 - пример выполнени  измерительных электродов в котле с пластинчатЬми электродами; на фиг,5 - сечение А-А на фиг,4; на фиг,6 то же, в котле с цилиндрическими электродами; на фиг.7 сечение В-В на фиг,6; на фиг,8 - поперечный разрез провод щего объема стержневых электродов различного диа«; н

10 и

15

20

Метра; на фиг,9 - то же, дл  стержней одинакого диаметра; на фиг.10 - то же, в процессе кипени  на стержневых электродах,. 25

Устройство содержит (фиг,1-7) электродный котел 1 с рабочими электродами 2, установленными вертикально, и измерительными электродами 3 и 4, установленными горизонтально на глу- 30 ину от минимально допустимого уров  5 воды в котле, значение которой ассчитьюаетс  по формуле

h 0,5-1,

35

де h - рассто ние от плоскости осей стержневых электродов до минимально допустимого уровн  воды в котле;

1 - рассто ние между ос ми стерж- .1 ней, при этом максимальна  40 объемна  мощность этих элек- .тродов не зависит от высоты и отвечает соотношению:

,З.Г-Р.,

гдеСГ,,- объемна  мощность электро- ;45 Дов, не завис ща  от высоты,; при температуре кипени  и минимально допустимом удельном электросопротивлении воды;5Q

г - удельна  теплота преобразовани ; V - Средн   скорость подъема пузьфей пара.

Зона расположени  электродов 3 je 4 отделена от электродов 2 изолиующим экраном 6, Измерительный лектрод 3 электрически св зан с лектродом 2 металлическими пшильл с м , к н к ка ни

жи ча пр пр ва вк . ле сб пу та пу вк кн ту ты че

об

че в ни ко пр ко во ни да эл же че ре

ками 7, Остальные электроды подключены к сети питани  электрическими проводами 8-10,

«; К котлу 1 подключены подвод ща  труба 11 дл  подачи в него свежей воды, труба 12 дл  сброса отработанной воды, установленна  на уровне измерительных.стержневых электродов 3

10 и 4, патрубок 13 отвода пара.

5

0

5

0

5

0

5 Q

В подвод щей трубе 11 расположен электромагнитный клапан 14, а в трубе 12 - электромагнитный клапан 15, В электрическом проводе 10 установлен датчик 16 тока, которым в данном случае служит трансформатор тока, ВБШОДЫ датчика 16 соединены проводами 17 и 18 с реле 19 тока, имеющим , контакт 20 в цепи питани  электромагнитного клапана 14, В проводе 18 установлен резистор 21, позвол ющий устанавливать необходимую мощность котла, контролируемую по прибору 22, В проводе 8 установлено реле 23 тока , имеющее контакт 24 в цепи питани  электромагнитного клапана 15,

Дополнительно устройство содержит (фиг,2-4) автоматический выключатель 25, магнитный пускатель 26, предохранители 27 цепи управлени , промежуточные реле 28 контрол  обрыва фа, электроконтактный манометр 29, включающий через промежуточное ре- .ле 30 электромагнитный клапан 15 сброса воды и отключающий котел через пускатель 26 в случае превьшени  установленного давлени  в котле, лампу 31 сигнальную в цепи управлени , включенную через сопротивление 32, кнопку Пуск 33, кнопку Стоп 34, тумблер 35 переключени  режима работы РЗЩНОЙ - разомкнут; Автоматический - замкнут.

Способ осуществл етс  следующим образом.

Котел 1 запускаетс  в работу включением выключател  25 и кнопки 33 - в ручном режиме управлени  по давлению , или тумблера 35 - в автоматическом режиме управлени  по давлению, при этом наличие напр жени  в фазах контролируетс  реле 28, и, если подвод ща  сеть исправлена, то напр жение через магнитный пускатель 26 подаетс  на электроды 2 и измерительные электроды 3 и 4, Одновременно напр жение подаетс  в цепь управлени , о чем свидетельствует лампа 31, и че- рез нормально закрытый контакт 20 реле 19 тока на катушку электромагнитного клапана 14, который открываетс  и подает воду в котельную через трубу 1 1 , Уровень воды в котле поднимаетс  и ток растет до величины, значение которой контролируетс  через датчик 16 тока, реле 19. Когда ток,протекающий по проводам 17 и 18 через

ление клапанами 15 осуществл етс  независимо от общей мощности котла путем измерени  величины тока в элект- с родах 3 и 4, выполненных в данном

в цепи управлени  клапаном 15.

В результате испарени  воды при работе котла увеличиваетс  концентраци  солей в воде и снижени  ее р

случае из стержней, расположенных параллельно поверхности воды в котле. Провод щее пространство этих электродов отделено от основных электрореле 19, станет больше величины его ю дов диэлектрическим экраном 6, при уставки, реле размыкает свой кон-этом электрод 3 св зан электрически

такт 20 и подача воды в котел пре-и закреплен на одном из электродов 2

кращаетс , вода в котле выкипает,с помощью шпилек 7, а величина тока

мощность котла и ток в электродах па- в электроде 4 контролируетс  реле 23, дают до тех пор, пока реле 19 не во- 15 имеющ,им нормально открытый контакт 24 звращаетс  в исходное положение и не замыкает свой контакт 20, тогда мощность котла снова возрастает, таким образом мощность котла незначительно

колеблетс  возле заданного значени . 20 Это приводит к увеличению тока в из- Величину этих колебаний легко свестимерительных электродах. Значение ток минимуму, подобрав реле с минималь- ка в измерительных электродах увели- ным коэффициентом возврата.чиваетс  пропорционально п воды в

Повътение допустимого значени случае, если глубина погружени  их

давлени  в котле приводит к срабаты- 25 осей ниже минимально допустимого ванию электроконтактного манометра 29 (фиг,2), который через промежуточное реле 30 и пускатель 26 отключает электрод 2 и включает клапан 15 до снижени  давлени . Величина снижени  ЗО давлени  контролируетс  уровнем возврата электроконтактного манометра 29 в автоматическом режиме (тумблер 35 замкнут) или повторным запуском схемы в ручном режиме (тумблер 35 разом- лируемой реле 19, не вызьшает увели- кнут) через кнопку 33.чени  тока в измерительных электродах

Заданна  величина мощности можети реле 23 не срабатывает,хот  Я в

быть изменена не об зательно измене-котле меньше минимально допустимого,

нием уставки реле, а дл  простоты ееПри соблюдении минимальной высоты

регулировани  в проводе 18 установлен 40 погружени  измерительных электродов резистор 21, с помощью которого восогласно соотношению ЬЬО,51 обеспеврем  работы котла можно установитьчена независимость величины мощности

необходимые значени  мощности в пре-и объемной мощности С от их высоты,

делах ее регулировани , контролиру Ток в измерительных электродах Зи4

ее по прибору 22 или по шкале, нане- 45 увеличиваетс  пропорционально сниже- сенной возле резистора. Резистор под- ниюуЭ в котле др начала электрическо- бираетс  таким образом, что величина уставки реле 19 устанавливаетс  при максимальном его сопротивлей ии и мак- приО 3 Г. р V.

- симальной мощности котла. В процессе JQ Поэтому предварительно котел за- регулировани  не мен ютс  уставки ре- полн ют водой, имеющей минимально доле , а уменьшаетс  величина сопротивлени  резистора, увеличиваетс  ток от датчика 16 тока, протекающий по

уровн  воды в котле на величину

h ь 0,5-1

где 1 - рассто ние между ос ми измерительных электродов.

Иначе величина тока в них уменьшаетс  вместе со снижением уровн  воды в котле и снижение р , вызьта- ющее снижение уровн  воды в котле при посто нной его мощности, контрого пробо  между ними, начинающегос  согласно экспериментальным данным

пустимое удельное сопротивление PQ, и, измер   ток, протекающий в проводе 8, устанавливают равную ему встав- 55 ку на реле 23. Постепенно снижа сь при работе котла р повышают величину тока, протекающего через электроды 3 и 4 и катушку реле 23, до величины его уставки, Срабатьша , реле .23 запроводам 17 и 18.

Стабилизаци  заданного значени  мощности и плавного ее регулировани  осуществл етс  за счет того, что f воды в котле контролируетс  и управгление клапанами 15 осуществл етс  независимо от общей мощности котла путем измерени  величины тока в элект- родах 3 и 4, выполненных в данном

случае из стержней, расположенных параллельно поверхности воды в котле. Провод щее пространство этих электродов отделено от основных электродов диэлектрическим экраном 6, при этом электрод 3 св зан электрически

в цепи управлени  клапаном 15.

В результате испарени  воды при работе котла увеличиваетс  концентраци  солей в воде и снижени  ее р

в электроде 4 контролируетс  реле 23, имеющ,им нормально открытый контакт 24

Это приводит к увеличению тока в из- мерительных электродах. Значение то осей ниже минимально допустимого лируемой реле 19, не вызьшает увели- чени  тока в измерительных электрода

уровн  воды в котле на величину

h ь 0,5-1

где 1 - рассто ние между ос ми измерительных электродов.

Иначе величина тока в них уменьшаетс  вместе со снижением уровн  воды в котле и снижение р , вызьта- ющее снижение уровн  воды в котле при посто нной его мощности, контро увеличиваетс  пропорционально сниже- ниюуЭ в котле др начала электрическо приО 3 Г. р V.

го пробо  между ними, начинающегос  согласно экспериментальным данным

Поэтому предварительно котел за- полн ют водой, имеющей минимально допустимое удельное сопротивление PQ, и, измер   ток, протекающий в проводе 8, устанавливают равную ему встав- ку на реле 23. Постепенно снижа сь при работе котла р повышают величину тока, протекающего через электроды 3 и 4 и катушку реле 23, до величины его уставки, Срабатьша , реле .23 за15

51471026

мыкает свой контакт 24 в цепи управлени  электромагнитным клапаном 15 и начинаетс  сброс воды из котла через трубу 12, расположенную на уровне осей измерительных электродов 3 и.4. При этом уровень воды в котле падает даже при открытом клапане 14, так как диаметр трубы I1 меньше диаметра трубы 12, а скорость сброса воды из котла выше скорости ее подачи за счет избыточного давлений в котле. Таким образом, уровень воды в котле быстро падает до определенной величины ниже минимально допустимого уровн  воды в нем, при которой значение тока в из- мерительньк электродах обеспечивает возврат реле 23 и закрытие клапана 15, прекращающего сброс. Расположение трубы 12 на уровне осей измеритель- - ных электродов 3 и 4 обеспечивает сброс до нул , почти равного осей сброс до нул , почти равного уровню осей электродов, всей воды из верхней части котла, содержащей максимальное количество солей и накипи независимо от первоначального сброса уровн  воды в котле. Таким образом, обеспечиваетс  сброс воды, дифференцированный по уровню, а не по времени , и это обеспечивает режим наибольшей экономичности сброса при любой величине рабочей мощности котла и позвол ет значительно упростить схему управлени  сбросом, так как в ней

последующего запуска котла. Чтобы этого не произошло максимальное значение тока в измерительных электро- g дах I закипани  - ток закипани  при ра - должно отличатьс  от тока кипени  1ц не более, чем на величину погрешности срабатьшани  реле, тогда ток закипани  при любом р , боль- 10 шемро, всегда будет меньше величины установки реле 23. Дл  этого необходимо , чтобы максимальна  (при Da объемна  мощность измерительных электродов 3 и 4 независ ща  от высоты, отвечала соотношению:

(,3-r. р„У,

где г - удельна  теплота парообразо- кВт-с

вани ,

кг

20

25

РП - плотность пара, V - скорость подъема пузырей пара , м/с;

Go- объемна  мощность стержневых электродов, независ ща  от высоты, вычисленна  при минимально допустимом удельном электрическом сопротивлении воды при температуре кипени , Вт/м .

. Остановка котла производитс  нажа- тием кнопки 34 при отключенном тумблере 35.

Провод 8 может быть подключен к проводу 10 (фиг.I), к нулевому про- 35 воду и проводу 9 (фиг.З, показано

30

все элементы контрол  продолжительное- пунктиром) Электрод 3 не об зательти сброса замен ютс  одной величиной коэффициента возврата реле 23, Подобрав реле с нужным коэффициентом возврата, а также величины скоростей сброса и подачи воды, устанавливаетс  практически любой нужный уровень сброса, который при этом будет наиболее экономичным при любой мощности котла.

Когда реле 23 возвраща.етс  в исходное положение, сброс прекращаетс  и начинаетс , дозаполнение котла свежей водой. При этом в один из периодов дозаполнени , в момент |акипани  воды на измерительных электродах р воды вокруг них оказьтаетс  близким к минимально допустимому значению р Тогда ток закипани , протекающий через электроды 3 и 4, вызьшает сраба- тьгоанйе реле 23, которое в данном случае будет ложным и приводит к снижению экономичности и невозможности

последующего запуска котла. Чтобы этого не произошло максимальное значение тока в измерительных электро- . дах I закипани  - ток закипани  при ра - должно отличатьс  от тока кипени  1ц не более, чем на величину погрешности срабатьшани  реле, тогда ток закипани  при любом р , боль- шемро, всегда будет меньше величины установки реле 23. Дл  этого необходимо , чтобы максимальна  (при Da объемна  мощность измерительных электродов 3 и 4 независ ща  от высоты, отвечала соотношению:

(,3-r. р„У,

где г - удельна  теплота парообразо- кВт-с

вани ,

кг

РП - плотность пара, V - скорость подъема пузырей пара , м/с;

Go- объемна  мощность стержневых электродов, независ ща  от высоты, вычисленна  при минимально допустимом удельном электрическом сопротивлении воды при температуре кипени , Вт/м .

. Остановка котла производитс  нажа- тием кнопки 34 при отключенном тумблере 35.

Провод 8 может быть подключен к роводу 10 (фиг.I), к нулевому про- оду и проводу 9 (фиг.З, показано

унктиром) Электрод 3 не об зательно должен быть подключен к электроду 2, он может быть изолирован от всех электродов, также как электрод 4,

40 провода электродов 3,4 могут быть выведены через проходные изол торы из котла и соединены между собой последовательно с катушкой реле 23, в этом случае напр жение на электро45 Дзх 3 и 4 обеспечиваетс  потенциалом, передаваемым через воду с рабочих Злектродов 2, завис щим от расположени  измерительных и формы рабочих электродов,

50

1

Отложение накипи на измерительных электродах 3 и 4 мало, так как плотность тока на их поверхности меньше, чем у рабочих электродов, а услови  циркул ции вокруг горизонтальных стержней лучше, чем у вертикальных рабочих электродов. Работа измеритель-; ных электродов до очередной плановой очистки накипи с электродов котла

происходит без какой-либо коррекции уставки реле 23.

Claims (3)

1. Формула изобретеии 

   1 . Способ автоматического регулировани  режима работы электродного котла путем измерени  величины электрического тока в электродах котла и повьшени  ее до максимального значени  добавлением свежей воды в котел и изменени  сброса отработанной воды , отличающийс  тем, что с целью повышени  экономичности рабо- ты котла, измер ют величину электри- .ческого тока в дополнительно установленных измерительных электродах и по нему осуществл ют изменение сброса отработанной воды, поддержива  менее установленного значени  величину тока в измерительных электродах, удельна  мощность которых выбираетс  по соотношению-

   --

   ,3.r.p.V,

   где Сзо максимально-допустима  удель на  мощность измерительных

   кВт электродов,

   г - удельна  теплота парообразокВт .с вани , ;

   кг

   кг

   рп плотность пара, -7;

   М

   с

   1Q 5 0

   5

   0

   5

   V - скорость подъема пузырей

   м пара,.
2. 2,Устройство автоматического регулировани  режима работы электродного котла, имеющего корпус, патрубок разбора пара, патрубок подачи и сброса воды, содержащее электромагнитные клапаны, установленные на патрубках подачи и сброса воды, соединенные со схемой управлени , электроды, установленные в корпусе, часть которых выполнена в виде цилиндрических стержней , расположенных в плоскости, па- раллеЛьной поверхности воды, о т л и чающеес  тем, что, с целью повышени  эконом1мности рассто ние

   от плоскости осей электродов, расположенных в плоскости, параллельной поверхности воды, до минимально допустимого уровн  воды в котле определ етс  из соотношени 

   h 5г 0,5-1 где h - рассто ние от плоскости

   осей стержневых электродов

   до минимальнодопустиного

   уровн J 1 - рассто ние между ос ми

   стержневых электродов,
3. 3.Устройство по п.2, о т л и - чающеес  тем, что, с целью упрощени  схемы управлени , патрубок сброса воды расположен на уровне стержневых электродов.

   eCi (1

   ft 9

   35

   2Я j

   CD-(Xl

   j

   A BifCfH 25

   I

   гг

   .

   io

   M-jj

   15

   Фиг. 5

   фагЛ

   10

   15

   7 4 57

   // f

   Фиг. В

   Фиг,7

   Фиг.9

   цшг.8

   ooo-ff f,

   .t°SS«p-JjS -

   Фиг.Ю