АПАРАТНО-ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ СПАЛЮВАННЯ ПАЛИВА В КОТЛОАГРЕГАТАХ МАЛОЇ ТА СЕРЕДНЬОЇ ПОТУЖНОСТІ. ЧАСТИНА 2. АЛГОРИТМІЧНЕ ТА ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.62(2).2021.249223Ключові слова:
котлоагрегат, контроль, керування, спалювання палива, алгоритмічне та програмне забезпечення, сенсор киснюАнотація
Ефективність функціонування котельних установок залежить від наявності достовірної інформації про хід технологічних процесів. Відсутність контрольно-вимірювальних систем складу відхідних газів призводить до низької ефективності роботи котлоагрегату, зокрема, через неякісне спалювання палива. Тому у сучасних умовах експлуатації котельних установок актуальним є розроблення технологічних рішень, орієнтованих на пошук та мінімізацію причин та механізмів утворення шкідливих речовин у відхідних газах.
У зв’язку з тим, що заміна зношених котлоагрегатів на нові потребує значних капіталовкладень, перспективним напрямом є модернізація існуючих котлоагрегатів. Це маловитратний ефективний спосіб раціонального використання палива з одночасним зменшенням рівня шкідливих речовин у відхідних газах. Актуальним залишається забезпечення функціонування систем контролю за складом повітряно-паливної суміші (ППС) із заданою швидкодією та високою достовірністю підтримання коєфіцієнта надлишку повітря (КНП) на стехіометричному рівні.
У статті запропоновано алгоритм роботи системи автоматичного керування процесом спалювання палива в котлоагрегатах середньої та малої потужності шляхом регулювання співвідношення компонент ППС для пальника зі зворотним зв’язком за сигналами сенсора кисню. Розглянуто алгоритми функціонування частотного регулятора співвідношення компонент ППС в різних режимах роботи. Розроблені алгоритми дозволили підтримувати стехіометричне співвідношення «повітря-паливо» у топці котла, знизити рівень викидів токсичних речовин в атмосферу та підвищити коєфіцієнт корисної дії котла за рахунок оптимізації процесу спалювання палива. Програмувач співвідношення ППС виконаний в середовищі технічного програмування LM Programmer і працює з операційними системами сімейства Windows (XP, Vista, 7, 8, 10) та сенсорами кисню виробництва фірми Bosch. Візуалізація процесу контролю процесом спалювання палива виконана в середовищі технічного програмування LogWorks 3 та функціонує в середовищі операційних систем Windows.
Посилання
А. A. Zaporozhets, Y. V. Kuts, “Hardware and software of automatic control system of fuel combustion process in low and medium power boilers. Part 1. Method and hardware”, Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., is. 61(1), pp. 37-45, 2021. DOI: 10.20535/1970.61(1).2021.237091 (In Ukrainian)
A. Zaporozhets, “Analysis of control system of fuel combustion in boilers with oxygen sensor”, Periodica Polytechnica Mechanical Engineering, vol. 64, №4, pp. 241-248, 2019. DOI: 10.3311/PPme.12572
V.S. Vasylenko, V.M. Gonchar, V.I. Krivoshei, V.F. Tsokalo, “Stationary zirconium oxygen analyzer in flue gases”, Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., is. 28(1), pp. 64-70, 2004. (In Ukrainian)
M. V. Kyrylenko, “Rozrakhunok optymalʹnykh nastroyuvanʹ rehulyatora rozridzhennya v topkoviy kameri”, Vcheni zapysky TNU imeni V.I. Vernadsʹkoho. Seriya: tekhnichni nauky, vol 29(68), P. 1, no. 6, pp. 157-160, 2018. (In Ukrainian)
A. O. Zaporozhets, “Research of the Process of Fuel Combustion in Boilers”, Studies in Systems, Decision and Control, vol. 287, pp. 35-60, 2020. DOI: 10.1007/978-3-030-46299-4_2
A. Wienese, “Boilers, boiler fuel and boiler efficiency”, Proc S Afr Sug Technol Ass, Vol. 75, pp. 275-281, 2001.
M. Senchuk, “Kombinovana skhema spalyuvannya tverdoho palyva v opalyuvalʹnykh kotlakh maloyi potuzhnosti”, Ventylyatsiya, osvitlennya ta teplohazopostachannya, vol. 35, pp. 6-14, 2020. DOI: 10.32347/2409-2606.2020.35.6-14 (In Ukrainian)
O. L. Shubenko, V. A. Malyarenko, O. V. Senetsʹkyy, M. YU. Babak, “Utylizatsiya teploty dymovykh haziv kotelʹni shlyakhom vykorystannya orhanichnoho tsyklu Renkina”, Visnyk NTU «KHPI». Seriya: Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannya, no. 11(1287), pp. 4-11, 2018. DOI: 10.20998/2078-774X.2018.11.01 (In Ukrainian)
V. A. Boroday, O. R. Kovalʹov, O. YU. Nesterova, “Parametrychne keruvannya efektyvnistyu asynkhronnoho pryvodu zasobamy peretvoryuvacha z pidvyshchenym koyefitsiyentom potuzhnosti”, Elektrotekhnika ta elektroenerhetyka, no. 2, pp. 8-16, 2020. DOI: 10.15588/1607-6761-2020-2-1 (In Ukrainian)
V. A. Boroday, R. O. Borovyk, O. YU. Nesterova, “Sposib syntezu rehulyatora enerhoefektyvnoho upravlinnya asynkhronnym pryvodom mekhanizmiv bez pryamoyi stabilizatsiyi shvydkosti”, Elektrotekhnika ta elektroenerhetyka, no. 3, pp. 16-23, 2019. DOI: 10.15588/1607-6761-2019-3-2 (In Ukrainian)
A. O. Zaporozhets, “Methods and Means for the Control of the Fuel Combustion Process”, Studies in Systems, Decision and Control, vol. 287, pp. 1-33, 2020. DOI: 10.1007/978-3-030-46299-4_1
J. Blondeau, L. Rijmenans, J. Annendijck, A. Heyer, E. Martensen, I. Popin, A. Wijittongruang, L. Holub, “Burner air-fuel ratio monitoring in large pulverised-fuel boilers using advanced sensors: Case study of a 660 MWe coal-fired power plant”, Progress, Vol. 5, pp. 471-481, 2018. DOI: 10.1016/j.tsep.2018.02.006
A. O. Zaporozhets, “Doslidzhennya stekhiometrychnoyi sumishi «povitrya-palyvo» orhanichnykh spoluk. Chastyna 1. Alkany”, Naukoyemni tekhnolohiyi, vol. 22, no. 2, pp. 163-167, 2014. Doi: 10.18372/2310-5461.22.6803 (In Ukrainian)
A. O. Zaporozhets, “Doslidzhennya stekhiometrychnoyi sumishi «povitrya-palyvo» orhanichnykh spoluk. Chastyna 2. Alkeny, alkiny”, Naukoyemni tekhnolohiyi, vol. 24, no. 4, pp. 393-399, 2014. DOI: 10.18372/2310-5461.24.7506 (In Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
