Способ автоматической оптимизации процесса горения в котле

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i 735869

Союз Советски к

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) За" влено17. 12.76 (21) 2431448/2406 (51)М. Кл.

F 23 N 1/02 с присоединением заявки ¹

1ооударстеенный комнтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.8О. Бюллетень № 19 по делам нэобретеннй н открытий (53,) УДК 621 181. . 26 1 (088.8) Дата опубликования описания 25.05.80 (72) Авторы изобретения

В. Ю. Вадов и Ю. С. Денисов

Ь Гт т! .;/ .

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ В КОТЛЕ

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначается для оптимизации процесса горения в котлоагрегате с многогорелочным топочным устройством.

Известны способы автоматического регулирования процесса горения путем изменения подачи расхода воздуха на горейки Ilj.

Неравномерность распределения топт0 лива и воздуха по горелкам приводит к ограничению снижения общего коэффици, ента избытка воздуха котлоагрегата, что приводит к снижению КПД, повышению коррозии поверхностей нагрева котла и !

5 соответственно к увеличению образования окислов азота, загрязняющих окружающую среду.

Иэ известных способов наибрлее близким к изобретению является способ автоматической оптимизации процесса го ° . рения в котле с многогорелочным топочным устройством, который осуществляется путем последовательного изменения рао2 кода воздуха, подводимого K горелкам, с помощью регулятора поиска (2j.

Недостатком этого способа является низкая надежность оптимизации процесса горения в котле, так как оптимизация производится по мийимуму суммы сигналов по оптической плотности дымовых газов и температуре точки росы дымовых газов при постояином соотношении: давле-" ние воздуха перед rîpåèêàìè - расход мазута. !

По известному способу предлагается стабилизация соотношения давления фозду-

I ха перед горелками - расход мазута на границе возникновения механического не дожога. Для большинства топочных агрегатов при сжигании жидких и газообразных топлив появлению механического недожога препшествует появление химичео кого недожога. Таким образом, предлагаемая организация режима горения приведет к значительному снижению КПД из-за потерь с химическим недожогом.

В то же время оптическая плотность дымовых газов не является однозначной функцией величины механического недожо» га из-за различия фракционного состава сажи. В результате этого погрешность 5 измерения дымомеров доходит до 25% диапазона шкалы.

Применяемое в известном способе изме» рение точки росы дымовых газов характеризует режим горения только при сжигании сернистых топлив и не может быть применено при сжигании несернистых топлив, так как отсутствует серный ан гидрид SO> влияющий на точку росы.

В процессе эксплуатации многогорелочного топочного устройства при сжигании жидких, газообразных топлив, а особенно при совместном сжигании жидких и газообразных топлив и топлив с разной калорийностью, на горелочные уст .20 ройства подается топливо и воздух в непропорциональных количествах. Это происходит из-за погрешностей измерительных приборов, различия расходных характерис-! тик горелок и форсунок, изменения этих характеристик со временем по причинам засорения, коксования, эрозии, температурной деформации. В результате этого в горелках сгорает топливо при разлйчньи избытках воздуха.

Для повышения эффективности сжига-, ния стремятся снижать общий избыток воздуха. В горелках с меньшим избытком воздуха образуются продукты химического и механического недожогов, обнаружение которых в дымовых газах ограничивает дальнейшее снижение расхода общего воздуха, необходимое для уменьшения избытка воздуха в других горелках.

Ueab изобретения - повышение точности автоматической оптимизации процес са,горения.

Указанная цель достигается тем,. что дополнительно измеряют и ст абилизируют

45 величину химического недожога в дымовых газах, соответствующую максимальному КПД котла, измеряют превьппение содержания кислорода в дымовых газах.. над заданным значением и последователь50 но изменяют расход возд ха, подводимого к каждой горелке, с помощью регулятора поиска до появления в продуктах сгорания соответствующей горелки химичес- - кбго недожога, определяемого по увели

55 чению химического недожога в дымовьи газах. При этом предел стабилизации ве — " личины, химического недожога в дымовых газах устанавливают 0,02%. Кро4 .ме того, стабилизацию химического недо кога ведут по одному из компонентов, например, по окиси углерода или водорс дуе

На чертеже "приведена структурная схема системы автоматической оптимизации процесса горения в котле, реализующая предлагаемый способ.

Система автоматической оптимизации содержит регулятор соотношения топлив воздух 1, соединбМный с датчиками расхода мазута. 2, расхода или давления raзообразного.топлива 3, расхода или дав ления общего воздуха 4. Регулятор воз- действует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора или шибер общего воздуza 5 а соответствии с тепловой нагрус . кой. К регулятору соотношения подключен корректирующий регулятор. 6, соединенный с датчиком химического недожога в дымовых газах 7. В качестве датчика химического недожога может использоваться автоматический хроматограф или недожогомер. Датчик химического. недожога связан также с запоминающим устройством 8, к которому подсоединен датчик содержания кислорода в дымовых газах

9. Запоминающее устройство соединено с регулятором поиска 10, который воздействует на горелки 11.1-11. И. Регулятор поиска также связан с контактом

12 в цепи управления корректирующим регулятором 6.

Способ автоматической оптимизации процесса горения в котле с многогорелочным устройством осуществляется следующим. образом. Регулятор сеотношения топливо-воздух 1 изменяет положение направляющего аппарата дутьевого вентилятора или шибера общего воздуха 5 в соответствии с тепловой нагрузкой. При отклонении режима горения от оптимального корректирующий регулятор 6, получающий информацию о величине химического недожога в дымовых газах, изменяет задание регулятора 1 так, чтобы стабилизйровать задайную величину химического недожога, например 0,02%. Величину химического недожога можно оценивать по одному иэ компонентов — водороду или окиси углерода, или их сумме. При непропорциональном распределении воздуха . по горелкам содержание кислорода в дь мовых газах выше желаемого уровня.

Запоминающее устройство 8 получает сигналы о химическому недожогу 7 и ио содержанию кислорода в дымовых газах

9 и включает регулятор пойска 10 в том

73586 случае, когда содержание кислорода в дымовых газах выше желаемого. уровня. Регулятор поиска 10 отключает корректируюшкй регулятор 6 контактом 12, производит постепенное уменьшение расхода воздуха на одной из горелок шибером 11 до появления в продуктах горения этой горелки химического недожога, о чем свидетельствует увеличение химического недожога в дымовых газах. При увеличении t0 химического недожога в дымовых газах запоминающее устройство 8 дает команду регулятору 10 на небольшое увеличение расхода воздуха на ту же горелку до уменьшения химического недожога на прежний уровень и включения регулятора

6 для стабилизации режима.

Если после этого содержание кислорода в дымовых газах уменьшилось, но выше желаемого уровня, то запоминающее 20 устройство 8 вновь дает команду регу-. лятору 10 повторить операции, но на следующей горелке. После обегания всех горелок избытки воздуха в горелках

25 выравниваются, что позволяет снизить общий избыток воздуха многогорелоч-. .ного топочного устройства.

Использование сигналов по химичес.кому недожогу и содержанию кислорода в дымовых газах позволяет повысить точ- 0

30 ность распределения воздуха по горелкам при сжигании различных жидких и газо . образных топлив, а также их совместного сжигания с целью уменьшения содержания кислорода в дымовых газах. Одновре- 35 менно с этим стабилизируется незначительная величина. химического недожога, соответствующая максимальному КПД котла.

От снижения коэффициента избытка воз10 духа с 1,05 до 1,01 уменьшается потеря тепла с уходящими газами на 0,2-0,25%, а удельный расход электроэнергии на тя гу и дутье уменьшается на 0,10 15 кВт.ч/т пара. Для парогенератора 45

800 МВт это приведет к экономиии топ-: лива на 60-75 тыс. рублей в год.

Использование способа в этом случае снижает на 15-25% образование окислов азота, в результате чего полезный эффект выразится в oxpme окружающей среды, а при сжигании сернистого топлива снижает коррозию поверхностей нагрева, что увеличивает рабочую кампанию котла.

Формула изобретения

1. Способ автоматической оптимизации процесса горения в котле с многогорело ным топочным устройством путем последовательного изменения расхода воздуха, подводимогo к горелкам, с помощью регулятора поиска, о т л и ч а .ю шийся тем, что, с целью повышения точности оптимизации, допопнцтельно измеряют и стабилизируют величину химического недожога в дымовых газах, соответствую- щую максимальному КПД котла,.измеряют превышение содержания кислорода в,дымовых газах над заданным значением и пооледовательно изменяют расход воздуха, подводимого к каждой горелке, с помощью регулятора поиска до появления в продуктах сгорания соответствующей горелки химического недожога, определяемого по увеличению химического недожога в дымовых газах.

: 2. Способ по п. 1, о т л и ч а к шийся тем, что, предел стабилизации величины химического недожога в дымовых газах устанавливают 0,02%.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юm и и с я тем, что стабилизацию химического недожога ведут по одному из компонентов, например, по окисй углерода, или водороду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Спейшер В. А. Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических установках.-M,: Энергия, 1974, с. 198.

2. Авторское свидетельство СССР

% 411274, кл. Р 23,N 1/02, 1974.

735869

Составчтель И, Аксенов

Ре цактор Т. Зубкова Техред М. Петко Корректор Ю. Макаренко !

Заказ 2399/30 Тираж 619 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4