Система регулирования соотношения газов в смеси

 

Изобретение относится к технике регулирования неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение экономичности системы. Для достижения цели в известную систему, содержащую датчики расхода первого, второго и третьего газов, блок вычисления калорийности смеси, регулятор расхода третьего газа и исполнительные механизмы клапанов, введены дроссельные заслонки, спаренные раздвижной тягой и установленные на линии подачи первого и второго газов, датчики перепада давления на дроссельных заслонках, датчик давления смеси, регуляторы расхода газа и коммутирующий блок. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

А1

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) G 05 П 11/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4382506/24-24 (22) 23.02,88 (46) 30.09.90. Бюл. 36 (71) Производственно-техническое предприятие Треста "Укрэнергочермет" (72) А.В.Чушенко, А.И.Маранценбаум и В.Ф.Лебедев (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1115025, кл. G 05 D 11/13, 1982. (54) СИСТЕИА РЕГУЛИРОВАНИЯ СООТНОШЕНИЯ ГАЗОВ В СМЕСИ (57) Изобретение относится к технике регулирования неэлектрических

Изобретение относится к технике регулирования, а именно к системам регулирования неэлектрических вели-: чин, в частности соотношения компонентов в газовых смесях, и может быть использовано на гаэосмесительных станциях металлургических заво° дов, готовящих топливо для нагревательных и термических печей и других объектов, потребляющих газооб" разное топливо.

Цель изобретения - повышение экономичности системы.

На чертеже представлена функциональная схема системы регулирования соотношения газов в смеси.

Система содержит датчик 1 давле" ния смеси.с регулятором 2 расхода первого газа, коммутирующий блок 3 с замыкающими контактами 3.1-3.4 и соответствующими конечными выключа2 величин. Цель изобретения - повышение экономичности системы. Для достижения цели в известную систему, содержащую датчики расхода первого, второго и третьего газов, блок вычисления калорийности системы, ре-. гулятор расхода третьего газа и исполнительные механизмы клапанов, введены дроссельные заслонки, спаренные раздвижной тягой и установлен" ные на линии подачи первого и- вто" рого газов, датчики перепада давле" . ния на дроссельных заслонках, дат-.. чик давления смеси, регуляторы расхода газа и коммутирующий блок.

1 з.п. Ф-лы, 1 ил. телями и реле (не показаны), ис" полнительный механизм клапана 4, дроссельные заслонки 5 и 6, спаренные между собой раздвижной тягой

7, блок 8 управления раздвижной тягой, состоящий из датчика 9 перепада давления первого и второго газов и исполнительного органа 10„ датчик 11 перепада давления на дроссельной заслонке 5, соединенный с регулятором 12 положения дроссельной заслонки 5, датчик 13 1ерепада давления на дроссельной заслонке 6, соединенный с регулятором 14 расхода второго газа, воздействующим на исполнительный механизм клапана 15, исполнительный механизм клапана 16, управляемый регулятором 17 расхода третьего газа, соединенным с блоком

18 вычисления калорийности смеси, состоящим из датчиков 19-21 расхода

1596313

f5

55 первого, второго и третьегб газов, сумматоров 22 - 24, блока 25 умноже- i ния, делителей 26 и 27, вычислителя

28 калорийности смеси первого и второго газов и вычислителя 29 калорийности смеси из трех газов.

Система работает следующим обра" зом.

В исходном положении исполнительный механизм клапана 16 на третьем резервном газе полностью закрыт, его конечный выключатель замкнут и через него подается питание на одно из реле блока 3. Контакты 3,1 - 3.3 этого реле замыкаются и подключают выходы регуляторов 2, 12 и 14 к иеполнительным механизмам (не показаны) клапанов 4 - 6 и 15. Другое реле блока 3 получает питание через последовательно соединенные конечные выключатели, замкнутые при полностью открытых клапанах 4 и 15. Контакт

3.4 этого реле замыкается и подключает регулятор 17 к клапану 16. Таким .образом, в исходном положении контанты 3.1 - 3.3 замкнуты, а контакт 3.4 разомкнут.

При работе системы давление смеси может изменяться от внешних возмущений. Эти изменения воспринимаются датчиком 1 давления, и регулятор 2 через контакт 3.1 перемещает клапан

4, восстанавливая заданное давление.

При этом изменяется расход первого газа, что воспринимается датчиком

11 .перепада давления на дроссельной заслонке 5. Регулятор 12 стремится скомпенсировать изменение перепада давления перемещением заслонки 5. . Поскольку заслонка 5 спарена с зас лонкой 6 на втором газе, то и она перемещается на ту же величину, что и заслонка 5, При этом датчик 13 воспринимает возникающее изменение перепада давления на заслонке 6, а регулятор 14 компенсирует это изменение перемещением клапана 15, т.е. изменением расхода второго газа.

Такое регулирование обеспечивает одинаковое соотношение перепадов давлений на заслонках 5 и 6 и следовательно, одинаковое соотношение расходов первого и второго газов.

Спаренные заслонки 5 и 6 по существу являются измерительными дроссельными устройствами с постоянным перепадом и переменным переходным сечением.

При одновременном перемещении спаренных заслонок 5 и 6 может возникнуть нарушение геометрического подобия их проходных сечений, что вызывает некоторую погрешность при приготовлении смеси газов. Это нарушение устраняется блоком 8 следующим образом. При изменении соотношения расходов первого и второго газов изменяется и соотношение их давлений, что воспринимается датчиком 9 перепада давлений. При этом замыкается один из контактов (" Больше" или

"Меньше" ) позиционного регулирующего устройства, встроенного в датчик

9, который включает исполнительный орган 10. Последний воздействует на раздвижную тягу 7, удлиняя ее или укорачивая, в связи с чем спаренные заслонки 5 и 6 получают дополнительное перемещение. Это дополнительное перемещение в совокупности с основным, от регулятора 12, обеспечивает требуемую точность регулирования.

Таким образом, происходит регулирование расхода второго газа по фактическому расходу первого, что позволяет выдержать заданное соотношение их расходов и, следовательно, калорийность смеси.

Регулирование продолжается до полного открытия клапанов 4 и 15, что свидетельствует о полном использовании ресурсов первого и второго газов — отходов собственного производства, и фиксируется блоком

3. При полном открытии клапанов 4 и 15 замыкается контакт 3.4 блока 3 и подключается выход регулятора 17 через исполнительный механизм к регулирующему клапану 16 на резервном газе. На вход регулятора 17 поступает сигнал от блока 18, который сравнивается с сигналом от задатчика, встроенного в регулятор 17, и в результате сравнения на выходе формируется команда управления клапаном 16. Как только клапан 16 начнет двигаться в сторону открытия, т.е. сдвигается из положения "Закры" то", контакты 3.1 - 3.3 блоха 3 размыкаются, прекращая регулирование основных газов °

Эта блокировка выполнена с целью экономии резервного (природного) газа в случае, когда потребность в смешанном газе у потребителя снижается.

159631

Вычисление калорийности смеси, состоящей из трех газов, осуществля ется в блоке 18 по зависимости

q3G3 + Чсмт(С1 + Сг)

Ч

G + G + G

G3 + Чсм1(Г + G )/q3

Г,+С +С где q - теплота сгорания смеси, состоящей из трех газов;

Ч см1

С

Ог

45 — теплота сгорания смеси, состоящей иэ основных газов;

- теплота сгорания резерв3 ного топлива

G — расход основного первого газа (коксового), Gг — расход основного второго газа (доменного);

à — расход резервного газа

Э (природного),.

Реализация этой зависимости происходит следующим образом. Сигналы, пропорциональные расходам С, и Сг основных газов, с датчиков 19 и 20 поступают на вычислитель 28 и первый сумматор 22. Сигнал с выхода вычислителя 28„ пропорциональный и сигнал с сумматора 22, пропо™рциональный (G, + Г ), поступают на блок 25 умножения, где Формируется сигнал, пропорциональный произведению q „,(Г, + С ), Этот сигнал, 35 пройдя делитель 26, уменьшается в

q раза, образуя на выходе делителя

2о сигнал,, пропорциональный второму слагаемому числителя зависимости (1). Числитель в целом Формируется 40 на сумматоре 24, на который поступают сигнал с выхода делителя 26, пропорциональный q „,(Г „ + G )/q >, и сигнал от датчика 21 расхода, пропорциональный расходу резервного топлива Г3. От этого же датчика 21 сигнал, пропорциональный Сз, поступает на сумматор 23, в котором суммируется с сигналом от сумматора

22. В результате сигнал, пропорцио- 50 нальный сумме расходов трех газов, поступает на делитель 27, в котором формируется знаменатель зависимости (1).

Таким образом, на вход вычислите- 55 ля 29 поступают сигналы, пропорциональные выражениям G.3 + q с„„(G +

+ G,)/q > и (С „+ G, + Сэ)/Ч . Отношение,этих выражений является теку-, 3

6 щим значением Ч, которое формиру-. ется на выходе вычислителя 29. Выход вычислителя 29 подключен к регулятору 17, в котором происходит сравнение сигнала текущего значения

q, с заданным на встроенном в регулятор 17 задатчике и Формирование команды на регулирующий клапан 16 через контакт 3.4 коммутирующего блока 3.

Формула изобретения

1. Система регулирования соотношения газов в смеси, содержащая датчики расхода первого, второго и третьего газов, подключенные выходами к соответствующим входам блока вычисления калорийности смеси, выход которого соединен с входом регулятора расхода третьего газа, а также исполнительные механизмы клапанов, установленных на линии подачи газов, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности .системы, она содержит дроссельные заслонки, спаренные раздвижной тягой и установленные на линии подачи первогс и второго газов, датчики перепада давления на дроссельных заслонках, датчик давления смеси, регуляторы расхода газа и коммутирующий блок, конечные выключатели которого, установленные в цепи питания соответствующих реле, механически связаны с клапанами, выход датчика давления смеси подключен к входу регулятор;. расхода первогo газа, выход которог. через замыкающий контакт первого реле коммутирующего блока связан с входом исполнительного механизма клапана, установленного на линии по" дачи первого газа, выход датчика перепада давления на дроссельной заслонке,установленной на линии подачи первого газа после соответствующего клапана, соединен с входом регулятора положения этой же дроссельной заслонки, связанного выходом через замыкающий контакт первого реле коммутирующего блока с раздвижной тягой, выход датчика перепада давления на дроссельной заслонке, установленной на линии подачи второго газа после соответствующего клапана, подключен к входу регулятора расхода второго газа, выход которого соединен через замыкающий контакт первого реле комI мутирующего блока с входом исполни- тельного механизма клапана, установ» 1 596313

Составитель Л.Цаллагова

Техред M,Õîäàíè÷ Корректор М.Самборская

Редактор А.Огар

Заказ 2909 Тираж 654 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,101 ленного на линии подачи второго газа, выход регулятора расхода третьего газа подключен через замыкающий контакт второго реле коммутирующего блока к входу исполнитель5 ного механизма клапана, установленного на линии подачи третьего. газа, причем все клапаны расположены на линиях подачи газов после датчиков ,рахода газов.

2. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, она. содержит блок управления раздвижной тягой, включающий .в себя последовательно соединенные датчик перепада давления первого и. второго газов, установленный после дроссельных заслонок, и исполнительный орган, связанный выходом с раздвижной тягой.