Разработка устройства измерения расхода твердого топлива в САУ шахтной котельной установкой с НТКС Ткаченко А.Е., студент, Гавриленко Б.В., к.т.н., доц. Донецкий национальный технический университет
    Эффективность работы котельной установки с топкой низкотемпературного кипящего слоя (НТКС) зависит от надежности средств отбора информации. Для автоматизации котельных данного типа применяют аппаратуру "Контур" с датчиками температуры НТКС, разрежения над топкой, давления дутьевого воздуха и высоты НТКС [1]. Однако, существующие средства измерения не удовлетворяют условиям работы котельной при взаимосвязанном управлении по контурам "Температура", "Расход твердого топлива", "Разрежение", "Скорость воздуха" и др.
    В настоящее время для подачи твердого топлива в топочное пространство применяется пластинчатый питатель типа ЗП-400 (ЗП-600) с пневматическим забрасывателем барабанного типа, вследствие чего топливо в топку забрасывается неравномерно и невозможно точно определить его расход. Данный питатель имеет небольшую рабочую длину (около метра) при ширине 400 (600) мм соответственно, а несущим органом являются металлические пластины. Текущий расход топлива в топку регулируется оператором вручную с помощью вариатора скорости или путем поднятия (опускания) шибера, расположенного над питателем [2].
    Из-за того, что в этих условиях невозможно точно определить текущий расход твердого топлива эффективность базовой аппаратуры автоматизации низка, а все существующие средства определения расхода топлива по весу, в том числе и тензоэлектрические преобразователи, невозможно использовать. Так из-за малой длины питателя невозможно выбрать точное место концентрации удельных нагрузок для установки тензометрического преобразователя, а из-за большой массы несущих пластин и соотношения веса питателя и топлива на нем требуется высокая чувствительность средств измерения расхода топлива.
    Вместе с тем достаточно точно текущий расход твердого топлива может быть определен косвенно по угловой скорости вращения вала питателя ?. При определении зависимости Q=f(?), необходимо учитывать что расход топлива также зависит и от его физико-химических и реологических свойств - кусковатости d, содержания влаги W, зольности угля A и т. д. Условно принимая параметры твердого топлива неизменными при постоянном положении регулирующего шибера получим зависимость расхода топлива от угловой скоростью вала питателя:
    Q = k?, (1)
    где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от физико-химических и реологических свойств транспортируемого угля.
    С целью уменьшения методической погрешности измерения расхода, обусловленной различием в плотности насыпки твердого на питателе топлива в качестве измеряемой величины используем объемный расход Qv. Для перехода к массовому расходу с учетом конкретной марки топлива, применяемого в котельной, достаточно учесть насыпную плотность твердого топлива:
    Qm = Qv·?, кг/с
    где ? - насыпная плотность твердого топлива, кг/м3 [3].
    Зависимость расхода твердого топлива от угловой скорости вала питателя имеет вид:
    , (2)
    где V - объем твердого топлива, м3, транспортируемого за время t, с;
    L- расстояние проходимое пластинами питателя за время t, м;
    S- площадь поперечного сечения конуса, образуемого твердым топливом при транспортировании, м2;
    R- радиус закругления полотна питателя, м;
    Вш- ширина полотна питателя, м;
    Н - расстояние от питателя до шибера, м;
    ? - угол естественного откоса твердого топлива на питателе в насыпке при транспортировании, град. ............