Устройство защиты парового котла

 

Использование: в теплоэнергетике, касается защиты паровых котлов и может быть использовано в системах автоматического управления паровых котлов. Сущность изобретения: устройство содержит тактовый генератор, блок индикации режимов работы, блок индикации памяти, блок индикации текущего состояния параметров, табло "розжиг", табло "котел отключен", табло "контроль" и логический анализатор сигналов, содержащий шестнадцать триггеров, два элемента 4И-НЕ, пятнадцать элементов 2И-НЕ, три счетчика и три симистора. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, касается защиты паровых котлов и может быть использовано в системах автоматического управления паровых котлов.

Известно устройство защиты парового котла, включающее параллельно соединенные цепи контроля и сигнализации параметров: разряжения, наличия факела в топке, нижнего и верхнего аварийных уровней в барабане котла, давления воздуха перед горелкой, давления пара в барабане котла и газа перед горелкой, цепи блокировок, ключ управления, реле времени пусковое и аварийное (см. Шальман М. П. Автоматизация крупных тепловых электростанций. М. Энергия, 1974, с. 153-157).

Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная наличием контактно-релейной схемы.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство защиты парового котла, содержащее цепи контроля и сигнализации параметров, включающие последовательно соединенные с контактами датчиков диоды, обмотку герметичных контактов и сигнальные лампочки (см. авт. св. СССР N 1377509, кл. F 22 B 37/42, 1988). Однако этому устройству присущи те же недостатки, а именно низкая надежность из-за наличия контактно-релейной схемы.

Задачей изобретения является повышение надежности за счет исключения из устройства механических контактных элементов и лампочек.

Указанная задача достигается за счет того, что устройство защиты парового котла включает прибор автоматики безопасности, выполненный на микросхемах помехозащищенной серии К511, разработанной для систем электроавтоматики, а индикация осуществляется с помощью светодиодов.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства защиты парового котла, на фиг. 2 дана электрическая принципиальная схема прибора автоматики безопасности.

Устройство содержит цепи контроля, каждая из которых включает соответствующие датчики 1-6: верхнего и нижнего уровней, разряжения в топке, давления воздуха перед горелками, давления пара в барабане котла, давления газа перед горелками, наличия пламени в горелках; блок розжига 7; электромагнитный клапан 8, блок звуковой сигнализации 9; блок индикации режимов работы 10; блок индикации памяти 11; блок индикации текущего состояния параметров 12; тактовый генератор 13; логический анализатор сигналов 14; триггеры 15-30, элементы 4И-НЕ 31, 32, элементы 2 И-НЕ, 33-47, счетчики 48-50, усилители 51-54, симисторы 55-57, а также табло "Розжиг" 5, табло "Котел отключен", табло "Контроль".

Устройство имеет три режима работы: подготовка, розжиг и контроль. Переход из одного режима работы в другой осуществляется автоматически.

Подготовка. В режиме подготовка устройство осуществляет контроль состояния параметров через цепи контроля. При этом горит табло: "Котел отключен" 61 на блоке индикации режимов работы 10. Параметры, находящиеся не в норме, индицируются мигающими светодиодами на индикаторе текущего состояния параметров 12, что привлекает внимание оператора. После того как оператором будут приведены в норму параметры: уровень воды, давление воздуха, разряжение, устройство автоматически перейдет в следующий режим: розжиг.

Розжиг. В режиме розжиг загорится табло "Розжиг" 59 на блоке индикации режимов, и блоку розжигу 7 будет выдано разрешение розжига. В этом режиме параметры: уровень воды, давление воздуха и разряжение берутся на контроль логическим анализатором 14. В случае отклонения хотя бы одного из указанных параметров от нормы включается блок звуковой сигнализации 9 и процесс розжига будет остановлен. Параметр, отклонившийся от нормы первым, будет индицирован постоянно горящим светодиодом блока индикации памяти 11. В том случае если розжиг прошел нормально (появился факел и нормализовалось давление), устройство перейдет в рабочий режим.

Контроль. В режиме контроль питание блока розжига 7 отключается и загорается табло "Контроль" 60 на блоке индикации режимов 10. В этом режиме все шесть параметров уровень, разряжение, давление воздуха, пара, газа, наличие факела берутся на контроль логическим анализатором 14.

В случае если один или несколько из первых пяти параметров отклонится от нормы, включится блок звуковой сигнализации 9 и параметр, отклонившийся первым, будет указан непрерывно светящимся светодиодом на блоке индикации памяти 11.

Если в течение 20 сек (время устанавливается изготовителем по требованию заказчика) параметры не нормализуются, то электромагнитный клапан 8 сработает и котел отключится. Если же параметры в течение 20 с нормализовались, устройство остается в режиме контроль, но светодиод первопричины отклонения в блоке индикации памяти 11 продолжает светиться и блок звуковой сигнализации 9 работает до тех пор, пока оператор не нажмет кнопку "Сброс". При погасании факела все происходит аналогично, но котел отключаетcя без задержки.

По цепям контроля сигналы с контактных датчиков 1-6 поступают на входы J-K триггеров 17-22, в которые записываются синхросигналы С1. Далее сигналы уровня, разряжения, давления воздуха и пара после триггеров 17-20 суммируются на элементе 4 И-НЕ 31. На элементе 2 И-НЕ 33 суммируются сигналы наличия факела и давления топлива после триггеров 21, 22. На элементах 2 И-НЕ 34, 37, 40 эти сигналы анализируются и на входе J-K триггера 23 появляется сигнал высокого уровня в том случае, если: а) в режиме розжига отклонились от нормы сигналы уровня, разряжения, давления воздуха и пара; б) в режиме контроля отклонился от нормы любой из шести контролируемых параметров.

При этом по фронту строба С2 триггер 23 взведется, что приведет к: а) включению блока звуковой сигнализации через усилитель 51 и симистор 55; б) блокировке записанного перед этим в один из триггеров памяти 24-29 отклонившегося от нормы параметра через элемент 2 И-НЕ 41.

Кнопкой "Сброс" триггеры 23-29 возвращаются в исходное состояние.

Триггер 30 взводится по стробу С2 в случае, если параметры уровня и давлений разряжения, воздуха и пара находятся в норме, а один или оба параметра давления топлива и наличия факела не в норме. При этом сигнал от триггера усиливается элементом 52, включается табло "Розжиг" 59 и реле 58, которое разрешает работу блоку розжига 7.

Если все параметры находятся в норме, на вход R счетчиков 48, 49 поступают импульсы сброса С2.

Если хотя бы один из параметров отклонится от нормы, то импульсы сброса блокируются на элементе 43 и счетчики будут считать импульсы, поступающие на вход С триггера 48. После поступления 20-го импульса счетчик 49 заблокируется, зажжется табло "Котел отключен" 61 и через усилитель 54 и симистор 57 отключится электромагнитный клапан 8.

Формула изобретения

Устройство защиты парового котла, содержащее шесть цепей контроля, каждая из которых включает в себя соответственно датчики верхнего и нижнего уровней разрежения в топке, давления воздуха перед топкой, давления пара в барабане котла, давления газа перед топкой, наличия факела в топке, блок розжига, электромагнит газового клапана, блок звуковой сигнализации, отличающееся тем, что оно содержит тактовый генератор, блок индикации режимов работы, блок индикации памяти, блок индикации текущего состояния параметров табло "Розжиг", табло "Котел отключен", табло "Контроль" и логический анализатор сигналов, содержащий шестнадцать триггеров, два элемента 4И НЕ, пятнадцать элементов 2И НЕ, три счетчика и три симистора, причем входы первого и второго триггеров подключены к тактовому генератору, а их выходы через четырнадцатый и пятнадцатый элементы 2И НЕ соединены с S- и C- входами третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров, К-вход каждого из которых соединен с соответствующим датчиком, выходы третьего, четвертого, пятого и шестого триггеров соединены соответственно с входами первого элемента 4И НЕ, выходы седьмого и восьмого триггеров соединены соответственно с входами первого элемента 2И НЕ, выход первого элемента 4И НЕ соединен с входом второго элемента 2И НЕ, с входом третьего элемента 2И НЕ, с входом четвертого элемента 2И НЕ, выход первого элемента 2И НЕ соединен с входом пятого элемента 2И НЕ, входом шестого элемента 2И НЕ, входом второго элемента 4И НЕ, входом седьмого элемента 2И НЕ, выходы второго и шестого элементов 2И НЕ соединены через восьмой элемент 2И НЕ с К-входом девятого триггера и с C-входом первого счетчика, S- и C-входы триггера соединены с S- и C-входами десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого триггеров памяти, C-входы девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого триггеров соединены с выходами девятого элемента 2И НЕ, К-входы этих триггеров соединены с выходами третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров соответственно, выход девятого триггера соединен через первый усилитель и первый симистор с блоком звуковой сигнализации и с входом девятого элемента 2И НЕ, вход второго элемента 4И НЕ соединен с выходом третьего элемента 2И НЕ, а его выход с J-входом шестнадцатого триггера и через десятый элемент 2И НЕ с К-входом шестнадцатого триггера, выход которого соединен через второй усилитель с табло "Розжиг" и с блоком розжига, выходы четвертого и седьмого элементов 2И НЕ соединены через одиннадцатый элемент 2И НЕ с R-входами первого и второго счетчиков, вход второго счетчика соединен с выходом первого счетчика, а его первый выход соединен через четвертый усилитель и третий симистор с электромагнитным газовым клапаном, а также с табло "Котел отключен", второй выход второго счетчика соединен с R-входом третьего счетчика, выход которого подключен к табло "Контроль", выход третьего счетчика соединен через третий усилитель и второй симистор с блоком розжига.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2