Способ управления средствами очистки экранов топки паровых котлов

 

Использование: в области энергетики, при работе паровых котлов на электростанциях . Сущность: измеряют температуру дымовых газов за перегревателем, рассчитывают тепловой баланс, определяют температуру газов на выходе из топки и на их основе вычисляют коэффициенттепловой эффективности экранов топки, по температуре газов за перегревателем в момент после обдувки определяют опорное значение коэффициента эффективности экранов 1р0 и текущее его значение Vw в эксплуатации и при значении VreK/Vo 0,85 включают обдувку, а значение коэффициента определяют по соотношению: гек в 0/ат (1-0т /А)5/3, где VCcp/ оь FCTT3a; Вррасчетный расход топлива; VCcp - средняя теплоемкость продуктов сгорания; а0 4,9 ккал/м2-ч К; FCT- площадь поверхности стен топки; Зт - степень черноты топки; Та - адиабатическая температура горения; Т т-температура газов на входе топки; 0Т Т т/Та, ,96 М

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 22 В 37/42, F 23 N 5/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4751605/06 (22) 19.07.89 (46) 30.09.92. Бюл. N- 36 (71) Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им, И,И.Ползунова (72) ¹X.Дубовский и С.П.Тупицын (56) Патент США

N 3276437, кл. F 22 В 37/42, 1966.

Авторское свидетельство СССР

N. 515912, кл. F 22 B 37/56, 1975. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СРЕДСТВАМИ

ОЧИСТКИ ЭКРАНОВ ТОПКИ ПАРОВЫХ

КОТЛОВ (57) Использование: в области энергетики, при работе паровых котлов на электростанциях. Сущность: измеряют температуру дымовых газов за перегревателем, рассчитывают тепловой баланс, определяют температуру газов на выходе из топки и на их основе вычисИзобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для автоматического управления процессом очистки поверхности нагрева топки паровых котлов.

Известны способы управления аппаратами очистки, использующие в качестве параметра, определяющего процесс шлакования, температуру рабочего тела в различных точках испарительного контура. (патент США N 3276437 Кл. 122 — 392 опубл.

04.10.66).

По изменению температуры рабочего тела судят об уровне зашлаковки и управляют средствами очистки, Указанные способы характеризуются рядом недостатков: способы неприменимы для котлов барабанного ляют коэффициенттепловой эффективности экранов топки, по температуре газов за перегревателем в момент после обдувки определяют опорное значение коэффициента эффективности экранов ф, и текущее его значение фек в эксплуатации и при значении ф, к/а> 0,85 включают обдувку, а значение коэффициента определяют по соотношению: фек =В о/ат (1 — От /A) где

Б/3

В p=Bp НСср/ 0о РстТ à Bp — расчетный рас3 . ход топлива; VC p — средняя теплоемкость продуктов сгорания; (то =4,9 10 ккал/м ч»

К; F<> — площадь поверхности стен топки; а> — степень черноты топки; Т вЂ” адиабатическая температура горения; Тт-температура

/ газов на входе топки; От =T т!Та, A=0,96 М (1 470/Т ) ; М=(0,59 ... 0,5)хт, хт — отношение высоты установки горелок от низа топки к высоте всей топки, типа, где температура воды в экранах топки является постоянной величиной, В котлах прямоточного типа изменение температуры рабочего тела в экранах топки зависит не только от загрязнения поверхности нагрева, но и от нагрузки котла и давления среды и поэтому не могут служить объективным показателем наличия шлаковки топки.

Наиболее близким аналогом нашего изобретения может служить устройство по а, с. N 515912 F 22 В 27/56рля определения степени загрязнения поверхности нагрева, состоящее из нескольких термопар расположенных на последней, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения одна из термопар, используемая в качестве контрольной, снабжена трубкой, 1765614 подводящей агент для очистки участка труб, на котором размещается контрольная термопара. Описанное устройство имеет следующие недостатки:

1, Температура поверхности нагрева 5 прямоточного котла зависит не только от толщины загрязнений, но и от ряда других факторов: — от интенсивности теплового потока, зависящей от нагрузки и режима работы 10 котла; — от внутренних отложений в трубах окислов железа, меди и накипи. Ввиду этого показания контрольных термопар будут с течением времени изменяться. 15

2. Для получения надежных данных о степени загрязнения всех стен топки потребуется установка большого количества термопар в среде высоких температур газов, в том числе контрольных с трубками, подво- 20 дящими обдувочный агент.

Эта громоздкая система из термопар потребует для своего функционирования постоянной подачи воздуха (пара) от постороннего источника. 25

3, Для котлов с естественной циркуляцией воды температура стенок труб экранов практически постоянная, мало зависит от загрязнения, ибо определяется высоким коэффициентом теплоотдачи кипящей воды. 30

Разность показаний термопар рабочей и контрольной будет недостаточной для принятия уверенных решений об обдувке поверхности нагрева.

Целью изобретения является повыше- 35 ние достоверности диагностирования загрязнения (шлакования) топки, Цель достигается тем, что в способе управления средствами очистки экранов топки паровых котлов, снабженных системой 40 управления с информационно-вычислител ьным комплексом, заключающемся в измерении расходов острого и промежуточного пара, расхода впрыска, температуры дымовых газов за перегревателями, расчете теп- 45 лового баланса котла; определении температуры газов на выходе из топки, на их основе вычислении коэффициента тепловой эффективности экранов топки и периодическом включении обдувки экранов при 50 загрязнении топки, по расходу пара, его температуре и температуре газов за перегревателем в момент после предшествующей обдувки определяют опорное значение коэффициента эффективности экранов ф и 55 текущее его значение фек тек в эксплуатации, обдувку включают при значении отношения коэффициентов фтек фо 0,85, а значение коэффициента определяют по соотношению:

В о(1 — От)5/3 а А

В Bpvcр . о— 3

ñ, Ест Та где

v =865 С; VC v =1868 ккал/кг

vд =1123 С; VC vщ =2495-"VC2 v m = VC3 v + — (l2 — !1) +

D в

+ (i 3 — if j — 4,9 108 ат х

F ст "4 хфо g ТT

P где ат=0,9;

Вр расчетный расход топлива; VCcð— средняя теплоемкость продуктов сгорания; (то =4,9 . 10 ккал/м ч К: Fcr — площади

-8 2 . 4, поверхности стен топки; ат — степень черноты топки; Те — адиабатическая температура

I горения; Т т — температура газов на выходе из топки; О т =Т т/Ta А=0,96 М(1470/Та)1 2

М=(0,59 ... 0,5) х т, х т- отношение установки горелок от низа топки к высоте всей топки.

Отличительные признаки заявленного способа от прототипа позволяют считать его соответствующим критерию "новизна", а отсутствие их в известных аналогах — соответствующим критерию "существенные отличия

Изобретение осуществляется следующим образом. В системе информационновычислительного комплекса (ИВ К) используются штатные термопары, установленные за поверхностями нагрева перегревателей высокого и низкого давления. На основе их показаний и замеров параметров пара по приборам теплового щита котла, с помощью системы И В К высчитывают температуру газов на выходе из топки и на основе

Во "— От 5ГЗ формулы ф — ()5 з определяют текущее значение коэффициента тепловой эффективности топки (или загрязнения) ф тек в эксплуатации до обдувки топки и его опорное значение ф> в момент после проведения обдувки топки. При значении фтек/фо 0,85 включают обдувку топки, 1, Исходный вариант

Исходные данные (из теплового расчета завода) 1765614

0,36

0 45 =0,8

Và =1613 С

Т т 1123 + 273

Та 1613 + 273

В о (1 — Q т)5/з tP1 а, А где М=0,416

0,5 (1 — 0,74)5/3 0 45

0,9 0.296

481 10 2,55

4.9 10 8 7434 1886 ф о =P 4 = 0 97 0 45 = 0 436

2850 . 10з

VC p m = 1868 + з (768,8 — 653,3) +

481 10з

+ з (848 1 812 3) 4 9 10 0 9 0 436 з х

481 . 10 481 10 х 1398 = 1888 + 624,8 + 162,7 — 160,9 = 2495ккал/кг

По I — vтаблицеvп =1123 С

100-яз -сИ -яа яз сц яа . 4 „, „

100 — 94

ЧСа 1 а ЧС2 -V m 3740 — 2495

VCcP " 63 254

1 а V m

В VCc 481 10 2.54

Р— Я.

0o Fcr Т а 4,9 10 7434 1886

А 0 96M (Т ) =0,96 0,416 (1886) =0,296

II Вариант

° °

Задается v m =1173 С

° ° I

По расчету в поворотной камере v повысится на 50 С против варианта

= 865 + 50 = 9150C; VC1 = 2014ккал/кг.

2650 10

ЧС2 Р =2014 + (766,8 — 653,4) +

481 10

+ з (848,1 812 3) — 4,9 10 . 0,9 х

481 10 х 0,414 1446 = 2014 +

481 10

+ 624,8 + 162,7 — 175,9 = 2625ккал/кг

= 1173 С

VCà уа - ЧС2 у в 3740 -2625 2 55

1613 — 1176

1173 + 273

О Пз = 1613 + 273 = 0,77

0,5 (1 — 0,77)5/3 0 36

0,9 0,296

Температура за топкой v m служит импульсом для включения обдувки при снижении ада 036.

Преимущества заявляемого способа по сравнению с прототипом следующие.

1. Расчетное текущее значение ф так является интегральной величиной, характеризующей уровень загрязнения всех поверхностей экранов топки.

2. Измерение температур газов за перегревателями производится пр14 помощи выверенных (по эталону) штатных термопар, установленных в зоне умеренных температур газов(600 С), в то время как в способе прототипа в топке устанавливается большое количество термопар, подверженных действию высоких температур газов и поэтому имеющих короткий срок службы, часть этих термопар требует постоянной подачи охлаждающего агента (воздуха или пара).

3. Независимость показаний коэффициентов эффективности экранов от колебаний нагрузки и режима котла, в то время как в способе прототипа показания термопар на поверхности экранов зависят от нагрузки и режима работы котла.

Перечисленные выше преимущества в целом повышают достоверность диагностирования загрязнения топки и направлены на повышение надежности котла и экономичности количества включений по системе ИВК.

Формула изобретения

Способ управления средствами очистки экранов топки паровых котлов, снабженных системой управления с информационно-вычислительным комплексом, заключающийся в измерении расходов острого и промежуточного пара, расхода впрыска, температуры дымовых газов за перегревателями, расчете теплового баланса котла, определении температуры газов на выходе из топки, на их основе вычислении текущего коэффициента тепловой эффективности экранов топки и периодическом включении обдувки экранов при загрязнении топки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

1765614

Ф

Составитель А.Ульянов

Техред.М.Моргентал Корректор Н.Слободяник

Редактор

Заказ 3375 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 достоверности диагностирования загрязнения (шлакования) топки, дополнительно в момент после предшествующей обдувки определяют опорное значение коэффициента эффективности экранов фо, сравнивают его с текущим значением ф в эксплуатации, а обдувку включают при значении отношения коэффициентов фтек/фЬ 0,85, а значение коэффициента определяют по соотношению

В о (1 — От)5/3 юк А гдеB о=

В VC о РстТа

Bp — расчетный расход топлива;

VC

5 F T — площадь поверхности стен топки;

aT — степень черноты топки;

T> — адиабатическая температура горения;

Т -температура газов на выходетопки

10 8T=ТT/T;

А=0,96 M(1470/Tà), М=(0,59 ... 0,5) хт, x> — отношение высоты установки горе„5 лок от низа топки к высоте всей топки.