Разработка и исследование системы управления котлом пиролизного горения

Пиролизный котёл – это одна из разновидностей твердотопливных котлов. В качестве топлива в котле используется недорогая древесина, а особая организация процесса горения позволяет получить несколько существенных преимуществ по сравнению с обычными твердотопливными котлами.
Актуальность работы обусловлена быстрым ростом цен на энергоносители (нефть, газ и электричество), а также стремительным ростом строительства домов и коттеджей, расположенных в дали от газовых магистралей.
Отопительная система с пиролизным котлом станет целесообразным решением для загородного дома, дачи, бани и особо полезна будет для деревообрабатывающих предприятий, промышленных помещений где имеется множество отходов древесины. В отдельных случаях в качестве топлива для котла можно использовать не только древесину, но и производственные отходы [1].
Основная проблема данного котла заключается в подборе соотношения потоков воздушных потоков на генерацию и дожигание пиролизных газов. Когда соотношение подобрано наиболее правильно, в дымоходе котла остается минимум пиролизных газов и кислорода, выдаваемая мощность при этом максимальна. В современных пиролизных котлах от этой проблемы ушли, поставив дорогостоящие газовые датчики в дымоходе [3].
Для удешевления системы можно отказаться от столь дорогостоящего решения и с помощью дешевых датчиков температуры косвенно получать значение выдаваемой мощности котлом. Регулируя, соотношение воздушных потоков в точке равновесного состояния, и наблюдая за мощностью, можно найти наиболее энергоэффективные точки работы пиролизного котла и разработать алгоритм управления.
Предложенное в работе решение практически значимо, так как позволит упростить систему управления пиролизными котлами и тем самым существенно снизить их стоимость, сделать в целом более доступными для населения.
11
Полученные результаты могут быть внедрены в сфере систем отопления и горячего водоснабжения.
Научная новизна работы заключается в следующем:
· Предложено отказаться от датчиков газа в обратном дымоходе котла и заменить их датчиками температуры;
· Разработана модель теплообменной системы с пиролизным котлом;
·Установлено что применённая методология в упрощении модели второго порядка, подключении и настройке ПИД регулятора, работает для рассматриваемой системы;
· Получена математическая модель поверхности мощностей пиролизного котла.
Объектом исследования является система управления котлом пиролизного горения.
Предметом исследования является алгоритм управления горением без датчика газа в обратном дымоходе.
Цель работы – разработать и исследовать систему управления котлом пиролизного горения и получить оптимальные режимы работы пиролизного котла при различных изменениях нагрузки.
Задачами исследования является: знакомство с принципом работы пиролизного котла, разработка имитационной модели пиролизного котла, получение переходных процессов температуры, получение карты экспертных оценок, описание алгоритма работы, синтез регулятора.
По данной теме 25 апреля текущего года был представлен секционный доклад на Всероссийской научно-практической конференции под названием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири». Доклад был отмечен дипломом второй степени.