RU204286U1 - Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом - Google Patents
Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом Download PDFInfo
- Publication number
- RU204286U1 RU204286U1 RU2021101349U RU2021101349U RU204286U1 RU 204286 U1 RU204286 U1 RU 204286U1 RU 2021101349 U RU2021101349 U RU 2021101349U RU 2021101349 U RU2021101349 U RU 2021101349U RU 204286 U1 RU204286 U1 RU 204286U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- fuel supply
- fuel
- auger
- electric motor
- Prior art date
Links
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 14
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/18—Applications of computers to steam-boiler control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/20—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
Устройство относится к автоматизированным угольным котлам, работающим на любом сорте угля, и может быть использовано для осуществления управления котлами со шнековой подачей топлива. Устройство включает контроллер, представляющий собой корпус с размещенными в нем печатными платами, выполняющими функции дискретных входов и выходов, аналогово-цифрового преобразователя, процессорной платы, экраном и клавиатурой. Дискретные входы предназначены для подключения к датчикам, установленным на твердотопливном котле. Силовой блок выполнен с возможностью управления приводом шнека подачи топлива в режиме «работа - реверс» в зависимости от величины частотывращения вала электродвигателя шнека подачи топлива, определяемой через измеритель частоты вращения вала. При превышении контролируемой величины частоты вращения вала электродвигателя, преобразованной в электрический сигнал, заданного порогового уровня, устройство подает управляющий сигнал на привод шнека подачи топлива. Измеритель частоты вращения вала электродвигателя может быть выполнен в виде датчиков угла поворота - энкодера или в виде цифрового датчика Холла.Решаемая задача полезной модели заключается в разработке устройства управления повышенной надежности, экономичности, долговечности бесперебойной работы мотор-редуктора котла со шнековой подачей. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может найти практическое применение при отоплении небольших зданий промышленного назначения, частных домов, включая коттеджное жилье. Устройство относится к автоматизированным угольным котлам, работающим на любом сорте угля, и может быть использовано для осуществления управления автоматическими твердотопливными котлами со шнековой подачей топлива.
Основной проблемой, возникающей при организации непрерывной подачи твердого топлива в камеру сгорания топки, является заклинивание шнека. Если в поступающем угле окажется кусок металла или породы, который шнек не может размолоть, и этот кусок попадет в зону подачи угля из бункера (место сопряжения корпуса шнекового конвейера с шахтой подачи угля из бункера), произойдет заклинивание шнека. В существующих конструкциях шнековых конвейеров на вал электропривода ставят предохранительную шпонку, срезаемую при заклинивании. Это неудобно для потребителя, так как для восстановления работы приходится останавливать шнековый конвейер и менять эту деталь.
Известен автоматизированный угольный котел, содержащий бункер для твердого топлива, перпендикулярно к нему расположенное устройство подачи топлива, горелочное устройство, устройство подачи воздуха, водоохлаждаемую топку, состоящую из камеры сгорания и камеры дожигания, изнутри футерованную огнеупорным кирпичом, теплообменник, зольник, а также блок автоматизации и электропривод, причем котел дополнительно снабжен двумя гравитационными фильтрами, установленными последовательно с теплообменником в дымовой трубе, при этом теплообменник находится между фильтрами, а устройство подачи твердого топлива выполнено в виде шнекового конвейера, заключенного в цилиндрический корпус, ось которого проходит от бункера через топку котла, камеру сгорания вдоль оси горелочного устройства так, что внутренняя полутруба горелки является продолжением корпуса шнекового конвейера и имеет диаметр, равный диаметру трубы корпуса шнекового конвейера, а в камере сгорания и камере дожигания расположены огнеупорные трубки подачи вторичного воздуха (патент РФ 2451239, м.кл. F23B 40/00, опубл. 20.05.2012). В известном патенте подача топлива осуществляется при помощи шнека и проблема с заклиниванием решается при помощи периодического включения шнека в обратном направлении, т.е. шнек постоянно повторяет следующую операцию: движение вперед - чтобы подать топливо, движение назад - чтобы расклинить шнек, если заклинивание произошло. Время работы шнека в прямом направлении всегда больше времени работы в обратном, именно этим обеспечивается подача топлива именно в прямом направлении из хранилища топлива в зону горения.
Недостатком данного устройства является возможность заклинивания шнека, выход из строя мотор-редуктора из-за того, что усилие, развиваемое шнеком, никак не контролируется, система не имеет обратной связи и не знает произошло заклинивание или нет. Если инородное тело заклинило шнек сразу после начала движения шнека, шнек не будет остановлен, пока не завершит по времени цикла свою работу. Инородное тело может сломать лопасти шнека и привести к заклиниванию, которое потребует серьезного обслуживания системы.
Наиболее близким по техническим характеристикам к заявляемому является устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом (патент РФ 200548, м.кл. F23N 1/00, опубл. 28.10.2020). Устройство включает вычислитель, представляющий собой корпус с размещенными в нем печатными платами, выполняющими функции дискретных входов и выходов, аналогово-цифрового преобразователя, процессорной платы, экрана и клавиатуры. Дискретные входы предназначены для подключения к датчикам, установленным на котле. Устройство снабжено силовым блоком, выполненным с возможностью управления приводом шнека подачи топлива в режиме «работа - реверс». Силовой блок выполнен в виде силового элемента, подающего ток на обмотку прямого хода привода шнека подачи топлива и силового элемента, подающего ток на обмотку обратного хода привода шнека подачи топлива, параллельно подключенных к релейному выходу контроллера и датчика измерителя тока потребления привода шнека. В зависимости от величины потребления тока привода шнека, определяемого через измеритель тока, устройство подает управляющий сигнал на привод шнека подачи топлива в режиме «реверс» при превышении контролируемой величины потребления тока привода шнека заданного порогового уровня. Устройство обеспечивает оптимальные условия функционирования котла посредством автоматического управления подачей топлива, воздуха, обеспечения циркуляции теплоносителя с помощью насосов и поддержания температуры теплоносителя на заданном уровне при помощи заранее заданных значений параметров управления, с учетом текущих контролируемых значений параметров.
Недостатками устройства-прототипа являются: необходимость точной настройки порогового тока, поскольку от этого зависит стабильность работы; слишком низкий пороговый ток будет приводить к ложным срабатываниям реверса, слишком высокий - к заклиниванию шнека и выходу из строя электродвигателя; ограниченная область применения при использовании с двигателями разной мощности, так как необходимо обеспечить широкий диапазон измерения тока; а также сложное подключение трехфазных электродвигателей, поскольку требуется коммутация и измерение тока по трем фазам.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание устройства автоматического контроля и управления твердотопливным котлом, позволяющего устранить недостатки прототипа.
Технические результаты, достигаемые при использовании заявляемой полезной модели:
- расширение арсенала технических средств, предназначенных для автоматического контроля и управления твердотопливным котлом;
- повышение безопасной эксплуатации твердотопливных котлов при аварийной ситуации;
-повышение степени защиты от поломок электродвигателя, вызванных заклиниванием шнека;
- повышение технологичности и снижение трудоемкости при выполнении работ по подключению электродвигателей;
- повышение удобства при эксплуатации устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве автоматического контроля и управления твердотопливным котлом, включающем контроллер, представляющий собой корпус с размещенными в нем печатными платами, выполняющими функции дискретных входов и выходов, аналогово-цифрового преобразователя, процессорной платы, экраном и клавиатурой; при этом дискретные входы предназначены для подключения к датчикам, установленным на твердотопливном котле и силовой блок, выполненный с возможностью управления приводом шнека подачи топлива в режиме «работа - реверс», в соответствии с заявляемым устройством, силовой блок выполнен с возможностью управления приводом шнека подачи топлива в зависимости от величины частоты вращения вала электродвигателя шнека подачи топлива, определяемой через измеритель частоты вращения вала, и возможности подачи управляющего сигнала на привод шнека подачи топлива в режиме «реверс» при превышении контролируемой величины частоты вращения вала электродвигателя, преобразованной в электрический сигнал, заданного порогового уровня.
Устройство дополняют уточняющие частные отличительные признаки, способствующие достижению заявляемого технического результата
Измеритель частоты вращения вала электродвигателя выполнен в виде датчиков угла поворота - энкодера.
Измеритель частоты вращения вала выполнен в виде цифрового датчика Холла.
Силовой блок включает реле, подающие ток на обмотку прямого хода привода шнека подачи топлива и на обмотку обратного хода привода шнека подачи топлива, параллельно подключенных к дискретным выходам контроллера и к двигателю мотор-редуктора привода шнека.
На фиг. 1 представлена схема заявленного устройства. Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом с функцией реверса шнека включает в себя:
1а - устройство реализующее логику работу контроллера котла (может быть реализовано в виде интегральной микросхемы микроконтроллера, программируемый логический контроллер (ПЛК) или промышленного компьютера);
1 - силовой элемент - реле подающее ток на обмотку прямого хода электродвигателя шнека подачи топлива;
2 - силовой элемент - реле подающее ток на обмотку обратного хода электродвигателя шнека подачи топлива;
3 - измеритель частоты вращения вала электродвигателя шнека подачи топлива;
4 - электродвигатель шнека подачи топлива;
5 - цифровая шина связи с модулями, расширяющими функционал контроллера;
6 - датчик крышки бункера;
7 - датчики температуры воздуха отапливаемого помещения;
8 - датчик температуры теплоносителя в контуре теплых полов;
9 - датчик температуры теплоносителя в контуре общего назначения;
10 - датчик температуры уходящих дымовых газов;
11 - датчик уличной температуры;
12 - датчик температуры трубы шнека;
13 - датчик температуры контура горячего водоснабжения;
14 - датчик температуры котла центрального отопления;
15 - экран и система ввода информации в контроллер;
16 - модуль связи с сетью интернет;
17 - силовой элемент, управляющий трех-четырёхходовым клапаном;
18 - трех-четырехходовой клапан;
19 - силовой элемент, управляющий ворошителем топлива в бункере;
20 - электродвигатель ворошителя;
21 - силовой элемент, управляющий системой золоудаления котла;
22 - электродвигатель шнека золоудаления;
23 - насос контура центрального отопления;
24 - силовой элемент, управляющий насосом центрального отопления;
25 - насос контура горячего водоснабжения;
26 - силовой элемент, управляющий насосом контура горячего водоснабжения;
27 - насос контура теплых полов;
28 - силовой элемент, управляющий контуром теплых полов;
29 - насос контура общего назначения;
30 - силовой элемент, управляющий насосом контура общего назначения;
31 - звуковой излучатель для информирования пользователя посредством звуковой информации;
32 - дутьевой вентилятор для подачи воздуха в камеру сгорания;
33 - термостат разрывающий подачу тока на вентилятор при превышении критической температуры термостата;
34 - силовой элемент, управляющий плавно оборотами вентилятора;
35 - концевой датчик, позволяющий контроллеру управлять котлами с помповой подачей топлива (тип котлов с помповой подачей топлива вместо шнековой);
36 - оптический датчик, сообщающий о наличии пламени в горелке;
37 - лямбда-датчик, участвующий в анализе концентрации кислорода в дымовых газах, нужен для того, чтобы судить об избытке кислорода в зоне горения, т.е. качестве сжигания твердого топлива;
38 - канал автоподжега используется для того, чтобы производить розжиг топлива без участия человека, в случае затухания котла или при первом его розжиге.
Контроллер 1а представляет собой корпус с размещенными в нем печатными платами, выполняющими функции дискретных входов и выходов, аналогово-цифрового преобразователя, процессорной платы, экрана и клавиатуры (на фиг. не отмечены). Дискретные входы предназначены для подключения к датчикам, установленным на котле, а дискретные выходы для подключения силовых элементов.
Силовой блок включает реле 1 и 2, которые управляют электродвигателем шнека подачи топлива. Если замыкается реле 1, то шнек вращается в прямом направлении, если - реле 2, то шнек вращается в обратном направлении. За прямую подачу топлива принято направление вращение шнека, когда топливо в шнековом конвейере движется по направлению от бункера к горелке, за обратную - когда топливо движется от горелки к бункеру.
Реле 1 и реле 2 никогда не могут работать одновременно, т.к. это вызовет, перегрев обмоток и очень быстрый выход из строя электродвигателя, даже используемого без нагрузки.
Устройство управления котлом работает следующим способом: шнек подачи топлива порционно подает топливо в область горения, дутьевой вентилятор 32 нагнетает воздух, таким образом обеспечивается сжигание твердого топлива. В процессе горения образуется тепловая энергия, которая расходуется на нагрев теплоносителя. Температура теплоносителя задается пользователем, текущая температура измеряется датчиком 14 текущей температуры котла центрального отопления. Также устройство обеспечивает управление насосами для перемешивания теплоносителя. Силовой элемент 17 управляет трех-четырехходовым клапаном 18, управляет заслонкой, в открытом на 100% положении на выходе клапана горячая вода, в положении 0% - полностью холодная, при разном положении заслонки клапана можно добиться любой промежуточной температуры в этом смысл трех или четырех ходового клапана - подмес теплоносителя из разных контуров. Клапан 18 выполнен в виде электронного смесительного клапана.
Для того чтобы обеспечить безопасность от возгорания в бункере используется датчик 12 температуры трубы шнека, который непрерывно измеряет температуру трубы шнека и предотвращает распространение пламени из горелки в бункер.
Устройство способно управлять бойлером косвенного нагрева при помощи насоса и датчика температуры бойлера косвенного нагрева. Контур горячего водоснабжения: насос 25, силовой элемент 26 и датчик 13 измеряющий текущее значение температуры контура, позволяют готовить в бойлере косвенного нагрева воду нужной температуры для хозяйственных нужд.
Для подключения водяных теплых полов используют два контура - контур №1 и №2, каждый контур состоит из насоса 23, 25, который перемещает по замкнутому и изолированному от главного контура котла теплоноситель и датчика температуры 8, 9 теплоносителя этого контура, который позволяет системе измерять температуру в каждом контуре отдельно от других контуров и поддерживать нужную пользователю температуру.
Запуск устройства управления твердотопливным котлом осуществляется в ручном режиме предварительным разжиганием сухого топлива, ожиданием обширного воспламенения и затем включением автоматического режима работы с заранее настроенными силы наддува вентилятора.
В автоматическом режим запуск системы осуществляется при помощи канала 38 автоподжега, который нагревает сухое топливо до температуры воспламенения, затем процесс горения стабилизируется, и устройство переходит к автоматической подаче топлива и воздуха дутьевым вентилятором 32.
После того, как топливо на горелке стало стабильно генерировать тепловую энергию температура водяной рубашки котла начинает расти, включается циркуляционный насос, обеспечивая циркуляцию теплоносителя.
Режим подачи топлива в топку шнеком подбирается таким образом, чтобы уровень топлива на горелке был постоянным и обеспечивалось равномерное обширное горение всего слоя топлива. Для этого производят настройку времени коэффициентов алгоритма регулирующего подачу воздуха и коэффициентов регулирующего подачу топлива. Устройство управления самостоятельно принимает решение об изменении количества подачи топлива и мощности надува ориентируясь на датчик температуры 10 уходящих дымовых газов, датчик температуры теплоносителя 13, 14 и лямбда-датчик 37 уходящих газов для того, чтобы поддерживать заданную температуру и при этом расходовать минимальное количество топлива.
При превышении температуры, измеряемой датчиком температуры 12 трубы шнека в трубе шнека срабатывает система пожарной защиты и находящееся в трубе топливо аварийно выталкивается в зону горения, затем останавливаются вентилятор и электродвигатель шнека подачи топлива.
Для улучшения эксплуатационных свойств, предотвращения аварийных ситуаций, в устройстве предусмотрен реверс шнека подачи топлива и управление его движением, в зависимости от частоты импульсов с измерителя частоты 3, который измеряет частоту вращения вала электродвигателя шнека подачи топлива. Часто заклинивание шнека происходят с ретортными горелками, т.е. такими в которых требуется еще большее усилия от электродвигателя чтобы провернуть реторту дополнительно вместе со шнеком. Также, часто заклинивания происходят из-за сложных условий эксплуатации, нарушения технологии изготовления чугунной реторты, попадания инородных предметов (камней, гвоздей и др.) в топливо.
Измеритель частоты 3 представляет собой датчик преобразующий частоту вращения вала в электрический сигнал, который представляет собой серию чередующихся импульсов прямоугольной формы, где «0» - принимается за отсутствие потенциала, а «1» - за потенциал равный напряжению питания датчика. Частота электрических импульсов зависит от частоты вращения вала, чем выше частота вращения, тем выше частота импульсов и наоборот (фиг. 4).
Измеритель частоты 3 может быть выполнен, как с использованием заводских датчиков, например, выпускающихся серийно - датчиков угла поворота (энкодер), так и изготовленных по индивидуальной конструкции (фиг. 2, 3).
В системе измеритель частоты 3 может быть установлен либо на вал электродвигателя, либо на вал шнека подачи топлива. Поскольку вал электродвигателя связан с валом шнека подачи топлива при помощи редуктора, место установки значения не имеет. В независимости от места установки измерителя частоты, устройство может однозначно определить, вращается шнек или нет.
Устройство не требует никакой предварительной настройки для работы с разными электродвигателями, главным критерием детектирования заклинивания является снижение частоты импульсов с измерителя частоты до 0. Если система зафиксировала падение частоты до 0, значит вал не вращается и необходимо остановить прямую подачу топлива, после чего включить обратную подачу топлива (реверс) на несколько секунд, чтобы попытаться расклинить шнек и предотвратить выход из стоя электродвигателя. К тому же обратное вращение шнека, заставляет твердое топливо, находящееся в шнеке, изменять свое положение, что может позволить избавиться от заклинивания при следующей прямой подачи.
На фиг. 2 изображена схема оптического измерителя частоты, где 39 - диск, непрозрачный для ИК излучения, 40 - вал, передающий вращение на диск, 41 - ИК излучатель, 42 - ИК приемник, 43 - прозрачное для ИК излучения окно в диске. Излучатель 41 и приемник 42 крепятся неподвижно на одной оси. Диск 39 неподвижно закреплен на валу 40, при этом вал может свободно вращаться вокруг своей оси. Вал 40 соединятся с валом электродвигателя, либо с валом шнека подачи топлива при помощи переходной муфты.
Оптический измеритель частоты работает следующим образом: излучатель 41 работает постоянно, приемник 42 регистрирует излучение излучателя, если излучение есть, приемник выдают логическую «1» равную напряжению питания приемника, если излучения нет, приемник выдают логический «0» равный нулевому потенциалу. Вращение от электродвигателя, либо от шнека передается через переходную муфту и вал 40 на диск 39. Вращаясь, диск периодически перекрывает световой поток от излучателя 41 к приемнику 42, таким образом, приемник регистрирует изменение светового потока. Приемник генерирует на выходе сигнал прямоугольной формы (меандр). Частота сигнала прямо пропорциональна частоте вращения вала 40.
На фиг. 3 изображена схема измерителя частоты на основе цифрового датчика Холла, где 44 - диск, выполненный из ферромагнитного материала, 45 - вал, передающий вращение на диск, 46 - датчик Холла, 47 - воздушный зазор между датчиком Холла и диском, 48 - углубление в диске. Датчик Холла 46 крепится неподвижно, при этом между краем датчика Холла и диском обеспечивается воздушный зазор 47. Диск 44 неподвижно закреплен на валу 45, при этом вал может свободно вращаться вокруг своей оси. Вал 45 соединятся с валом электродвигателя, либо с валом шнека подачи топлива при помощи переходной муфты.
Измеритель частоты на основе цифрового датчика Холла работает следующим образом: вращение от электродвигателя, либо от шнека передается через переходную муфту и вал 45 на диск 44, датчик Холла работает постоянно и при вращении диска 44 регистрирует чередование выступов и впадин. Каждая смена «выступ-впадина» заставляет датчик Холла переключить свое логическое состояние. Таким образом, при вращении диска, датчик Холла генерирует на выходе сигнал прямоугольной формы (меандр). Частота сигнала прямо пропорциональна частоте вращения вала 45.
На фиг. 4 изображены графики, где 49 - скорость вращения вала f1(t), 50 - сигнал с измерителя частоты вращения вала f2(t). На графиках можно выделить три участка. Участок 51 - характеризуется постоянной скоростью вращения вала и постоянной частотой сигнала; участок 52 - снижением скорости вращения вала и понижением частоты сигнала; участок 53 - заблокированным валом и нулевой частотой сигнала.
Алгоритм детектирования заклинивания шнека:
1. Включаем подачу тока через реле 1 (прямой ход) на электродвигатель шнека подачи топлива.
2. Производим расчет среднего значения частоты вращения вала по результатам 3-х измерений.
3. Сравниваем среднее значение частоты с пороговым значением X: если средняя частота больше X, значит вращение происходит; если значение меньше, либо равно X, значит вращение вала прекратилось, обнаружено заклинивание шнека, необходимо перейти в режим реверса (пункт 4).
4. Если заклинивание детектировано, то отключаем подачу тока через реле 1, включаем подачу тока через реле 2 (обратный ход) на несколько секунд.
5. Повторяем пункты 1-3.
6. Если заклинивание детектируется 3 раза подряд, устройство останавливает подачу топлива, переводит котел в режим «стоп», включает сигнализацию об ошибке.
Использование предлагаемого устройства положительно скажется на эксплуатационных характеристиках и долговечности работы котла т.к. повышается автономность работы котла, механическим частям не приходится работать при перегрузках, электродвигатель не работает в режиме заклинивания ротора.
Практическая реализация.
Разработаны и испытаны устройства для управления твердотопливными котлами со шнековой подачей. В таблице приведены основные технические характеристики устройства управления.
| Таблица Основные технические характеристики контроллера твердотопливных котлов |
|
| Напряжение питания, В | 230 |
| Максимальная потребляемая собственная мощность контроллера, Вт | 10 |
| Степень защиты корпуса | IP40 |
| Диапазон измерения температуры датчиков ЦО/ГВС, °С | 0-100 |
| Диапазон настройки температуры ЦО, °С | 40-95 |
| Диапазон настройки температуры ГВС, ºС | 40-95 |
| Диапазон рабочих температур, °С | 0-50 |
| Максимальная мощность насоса ЦО, Вт | 250 |
| Максимальная мощность насоса ГВС, Вт | 250 |
| Максимальная мощность шнека, Вт | 700 |
| Максимальная мощность вентилятора, Вт | 250 |
| Предохранительная вставка силовых выходов, А | 6,3 |
Решаемая задача полезной модели заключается в разработке устройства управления автоматическим котлом повышенной надежности, экономичности, долговечности, бесперебойной работы автоматического котла со шнековой подачей и увеличение времени безостановочной работы для ретортных горелок, которые были произведены с нарушением технологии литья.
Claims (4)
1. Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом, включающее контроллер, представляющий собой корпус с размещенными в нем печатными платами, выполняющими функции дискретных входов и выходов, аналогово-цифрового преобразователя, процессорной платой, экраном и клавиатурой; при этом дискретные входы предназначены для подключения к датчикам, установленным на твердотопливном котле и силовой блок, выполненный с возможностью управления приводом шнека подачи топлива в режиме «работа - реверс», отличающееся тем, что силовой блок выполнен с возможностью управления приводом шнека подачи топлива в зависимости от величины частоты вращения вала электродвигателя шнека подачи топлива, определяемой через измеритель частоты вращения вала, и возможности подачи управляющего сигнала на привод шнека подачи топлива в режиме «реверс» при превышении контролируемой величины частоты вращения вала электродвигателя, преобразованной в электрический сигнал, заданного порогового уровня.
2. Устройство автоматического контроля по п. 1, отличающееся тем, что измеритель частоты вращения вала выполнен в виде датчиков угла поворота - энкодера.
3. Устройство автоматического контроля по п. 1, отличающееся тем, что измеритель частоты вращения вала выполнен в виде цифрового датчика Холла.
4. Устройство автоматического контроля по п. 1, отличающееся тем, что силовой блок включает реле, подающие ток на обмотку прямого хода привода шнека подачи топлива и на обмотку обратного хода привода шнека подачи топлива, параллельно подключенных к дискретным выходам контроллера и к двигателю мотор-редуктора привода шнека.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021101349U RU204286U1 (ru) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021101349U RU204286U1 (ru) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU204286U1 true RU204286U1 (ru) | 2021-05-18 |
Family
ID=75920719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021101349U RU204286U1 (ru) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU204286U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003240220A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-27 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 産業用燃焼設備を利用した廃液の焼却処理方法および混合液体 |
| RU67681U1 (ru) * | 2007-05-25 | 2007-10-27 | Закрытое акционерное общество "Новокузнецкое шахтостоймонтажное управление №6" | Система автоматизации котельной установки |
| RU2680778C1 (ru) * | 2018-05-22 | 2019-02-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕПЛОМЕХ" | Система автоматического регулирования процесса горения в котлоагрегате для сжигания твердого топлива в кипящем слое |
| US20190072330A1 (en) * | 2013-09-13 | 2019-03-07 | Biomass Controls, Llc | Controller with Clinker Agitator Control for Biofuel-Fired Furnace |
| RU200548U1 (ru) * | 2019-12-03 | 2020-10-28 | Артур Геворкиевич Туманян | Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом |
-
2021
- 2021-01-22 RU RU2021101349U patent/RU204286U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003240220A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-27 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 産業用燃焼設備を利用した廃液の焼却処理方法および混合液体 |
| RU67681U1 (ru) * | 2007-05-25 | 2007-10-27 | Закрытое акционерное общество "Новокузнецкое шахтостоймонтажное управление №6" | Система автоматизации котельной установки |
| US20190072330A1 (en) * | 2013-09-13 | 2019-03-07 | Biomass Controls, Llc | Controller with Clinker Agitator Control for Biofuel-Fired Furnace |
| RU2680778C1 (ru) * | 2018-05-22 | 2019-02-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕПЛОМЕХ" | Система автоматического регулирования процесса горения в котлоагрегате для сжигания твердого топлива в кипящем слое |
| RU200548U1 (ru) * | 2019-12-03 | 2020-10-28 | Артур Геворкиевич Туманян | Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2006046866A (ja) | 給湯装置及びその凍結防止方法 | |
| US5957064A (en) | Method and apparatus for operating a multiple hearth furnace | |
| RU204286U1 (ru) | Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом | |
| CN102869923A (zh) | 用于控制具有气密燃烧室的常压锅炉的方法及装置 | |
| KR102106495B1 (ko) | 렌지후드 시스템 | |
| EP0154361B1 (en) | Gas burner | |
| RU200548U1 (ru) | Устройство автоматического контроля и управления твердотопливным котлом | |
| CN203757728U (zh) | 炉排式焚烧炉 | |
| JP6624451B2 (ja) | 廃棄物処理炉装置 | |
| CN111998669B (zh) | 一种辊道窑安全生产保护系统 | |
| RU115050U1 (ru) | Водогрейный котел | |
| JP4886802B2 (ja) | 燃焼機器、その燃焼制御方法、排気システム及び燃焼システム | |
| CN212320388U (zh) | 一种辊道窑安全生产保护系统 | |
| JP3963925B2 (ja) | 焼却処理システムにおける二次燃焼方法及び装置 | |
| KR100245419B1 (ko) | 가스보일러의 과열방지방법 | |
| KR100210467B1 (ko) | 난방수 순환저항에 따른 가스보일러의 유량제어방법 | |
| RU2117227C1 (ru) | Устройство для автоматического регулирования и контроля температуры теплоносителя сушилки зерна с теплогенератором, работающим на твердом топливе | |
| CN104913507B (zh) | 一种生物质颗粒采暖热水炉的智能控制系统 | |
| CN206410134U (zh) | 智能换向控制系统和辐射管智能蓄热装置 | |
| KR100187955B1 (ko) | 가스보일러의 저출력영역에서의 역풍대응방법 | |
| WO2019184097A1 (zh) | 新型循环流化床电热调温气化炉及其控制方法 | |
| JPH0217775B2 (ru) | ||
| KR0169056B1 (ko) | 역풍발생시 가스보일러의 온수온도 유지방법 | |
| US4383640A (en) | Heat control device for a wood or coal burning stove | |
| JP3417383B2 (ja) | 燃焼器具の安全制御装置 |