SU1462067A1

SU1462067A1 - Способ управлени процессом горени

Info

Publication number: SU1462067A1
Application number: SU874193745A
Authority: SU
Inventors: Евгений Алексеевич Данилин; Валентин Николаевич Клочков
Original assignee: Производственно-техническое предприятие Специализированного треста "Укрэнергочермет"
Priority date: 1987-02-11
Filing date: 1987-02-11
Publication date: 1989-02-28

Abstract

Изобретение относитс к способам управлени процессами горени путем регулировани подачи воздуха в топку и предназначено дл использовани в топливосжигающих агрегатах при совместном сжигании двух и более видов с произвольно измен ющимс соотноше- , кием расходов топлива каждого вида и с рециркул цией дымовых газов в зону горени . Цель изобретени - повьше- ние точности управлени процессом горени . При предварительном смешении рециркулирующих газов с воздухом дополнительно в топочных газах измер ют содержание кислорода, оксида углерода и суммарное содержание диоксидов углерода и серы, в смеси рециркулирующих газов с воздухом измер ют содержание кислорода. Измерени производ т или в предварительно осушенных пробах анализируемых газов, или с дополнительным измерением содержани вод ных паров в пробах газов . По результатам измерений вычисл ют отношение удельных, терретичес- ких объемов сухих продуктов сгорани и расходуемого на горение, воздуха и фактический коэф. рециркул ции дымовых газов. По вычисленному отношег нию определ ют оптимальное значение коэф. пропорциональности между тепло- ;выделением в топке и расходом первичного воздуха. По этому отношению и вычисленному коэф. рециркул ции дымовых газов определ ют оптимальное значение содержани кислорода в топочных газах. Оптимальные значени коэф. пропорциональности и.содержани кислорода используют в качестве заданных при регулировании и коррекции расхода первичного воздуха.. С использованием предварительно построенной регулировочной характеристики корректирующего регул тора, было проведено дополнительное воздействие на регулирующий орган с. уменьшением расхода первичного воздуха, что .позволило повысить КПД котлоагрегата. Q &amp; (Л

Description

1

Изобретение относитс к теплоэнергетике , а именно к способам управлени процессами горени путем регулировани подачи воздуха в топку , и предназначено дл использовани в топливосжигающих агрегатах при совместном сжигании топлив двух и более видов с произвольно измен ющимс соотношением расходов топлива каждого вида и с рецир кул цией

дымовых ни .

газов

в зону горе

Цель изобретени - повьшение точности регулировани процесса горени ,

В общем случае способ осуществл ют следующим образом.

Определ ют тепловьщеление в топке, Операци может быть выполнена одним из известных методов, например изме

М - экспериментально устанавливаема поправка на прочие (кроме СО) компоненты химического и механического недожога топлива. Определ ют задаваемый коэффициент пропорциональности соотношени тепловыделение-воздух как линейную функцию топливной характеристики V по формуле

теплоты сгорани на величину расхода и суммированием слагаемых, полученных дл отдельных видов топлива. Измер ют содержание оксида углерода (СО) в топочных газах с выражением результатов измерений относительно объема сухих продуктов сгорани . Измер ют

кислорода и

(О ,р), оксида

содержание

углерода (СОр) и суммарное содержание диоксидов углерода и серы(КО,р) в рециркулирующих дымовых газах также с вьфажением результатов измерений относительно объема сухих продуктов сгорани . Измер ют содержание кислорода (.О, см; в смеси рециркулирующих дымовых газов с воздухом на входе в топку, причем результат измере- ни выражаетс относительно объема смеси, не содержащего вод ных паров. Вычисл ют дл конкретно имеющего место соотношени расходов всех видов одновременно сжигаемых топлив в момент вьтолнени измерений обобщенное значение топливной характеристики, отне сенное к теоретическому горению при стехиометрическом соотношении расходов сжигаемых топлив и окислител , по формуле

де

50

QHq- 20,9

обобщенна топливна характеристика , по ..физическому смыслу представл юща собой отношение удельных теоретических объемов сухих продуктоэ сгорани и расхо-, дуемого на горение воздуха; инвариантные характеристики сжигаемой топливной смеси; объемное содержание кислЪ- рода в атмосферном возду- VP 7

ле , /а,

А, - А,.

(2)

где а - коэффициент пропорциональности , по физическому смыслу представл ющий собой отношение средней теплоты сгорани сжигаемой топлив- ной смеси к удельному теоретическому объему расхо- ,. дуемого на горение йоздуха;

А и A,j - инвариантные характеристи- ки сжигаемой рециркул ции

смеси.

Вычисл ют фактический коэффициент рециркул ции дымовых газов (г) по ормуле .

г

(«ir+1)(20,9 - Ог,

(3)

()(0г.см - Oi,p )

где uLf г- балансовый коэффициент избытка воздуха в зоне горени , принимаемый по конструктивным характеристикам го- релочных устройств или топки в целом.

Вычисл ют фактический коэффициент избытка воздуха в рециркулирующих дымовых газах (ы„ .) по формуле.

Otp

(р)

20,9-0,2,0 СО

(4)

М

Вычисл ют величину задаваемого содержани кислорода в топочных газах (0;

2,Т

) ПО формуле

20,9 + 0,4 СО + М

Н -1- (Нг - 22..9l.f).

20, +0,4СОр+М

1

эффективный коэффициент

избытка воздуха в контроли руемом сечении газохода за топкой, устанавливаемый при испытани х топливосжи- гающего агрегата по условию обеспечени максимального КПД. Определ ют требуемый расчетный

расход первичного воздуха (Vg) по

формуле

где Q - тепловыделение в топке.

Измер ют фактический расход первичного воздуха.

Измен ют положение регулирующего органа расхода первичного воздуха до совпадени значений требуемого расчетного и фактического расходов (операци грубого регулировани ) первичного воздуха.. Измер ют фактическое содержание кислорода в топочных газах и вычисл ют разность между измеренным и задаваемым содержанием кислорода. Дополнительно корректируют положение регулирующего органа расхода первичного воздуха таким образом , чтобы получаемые значени указанной разности стремились к нулю (операци тонкого регулировани ).

Оговоренное выражение результатов измерени относительно объема сухих продуктов сгорани (по объему газов, остающемс после удалени из них вод ных паров) объ сн етс следуннцим: удельный выход сухих продуктов сгорани дл каждого вида сжигаемых топли вл етс , как правило, стабильной величиной, в то как удельный выход вод ных паров, а следовательно и суммарный удельный объем продуктов сгорани нередко подвержены существенным колебани м. Соответственно выражение содержани кислорода и других компонентов по объему сухих продуктов сгорани менее подвержено флук- туаци м, что способствует достижению поставленной цели изобретени ; в большинстве известных, используемых в промьшшенности и вновь разрабатываемых приборах-газоанализаторах по принципу действи предусмотрено удаление вод ных паров из анализируемого газа и выражение результата ана- лиза-непосредственно относительно

4620676

объема осушенных газов. Это согласуетс с требовани ми оптимизации управлени процессом горени по соста- с ву продуктов сгорани ; газоанализаторы , например определители содержани кислорода в газах с датчиками на основе избирательной чувствительности к кислороду окиси циркони ,

10 представл ют результат измерени относительно естественного объема анализируемых газов. Преимуществом таких газоанализаторов вл етс непрерывность действи , однако условию

15 оптимизации управлени процессом горени они соответствуют при строго стабильном составе сжигаемого топлива . Применение таких газоанализаторов дл повышени экономичности про20 цесса горени при совместном сжигании топлив двух и более видов с произвольно измен ющимс соотношением расходов топлива каждого вида и с рециркул цией дьмовых газов в зону

25 горени согласно цели изобретени возможно при условии дополнительного измерени содержани в анализируемом газе вод ных паров, что позвол ет путем пересчета выразить результаты

30 измерени содержани кислорода и

других компонентов относительно объема сухих продуктов сгорани .

Способ в режиме неавтоматизированного управлени горением опробован в

3g котельных установках предпри тий черной металлургии. Содержание кислорода и оксида углерода в топочных . газах, содержание кислорода, оксида углерода и суммарное содержание ди40 оксидов углерода и серы в рециркули- рующих дымовых газах, а также содержание кислорода в смеси рециркулирую- щих дымовых газов с воздухом измер ют стандартными газоанализаторами.

45 Пример.В топке промышленного котлоагрегата, оборудованного рециркул цией дымовых газов в зону горени , совместно сжигают природный газ, доменный газ и мазут. Предвари- 50 тельно определ ют инвариантные характеристики данной топливной смеси, которые составл ют: у 2,25;(f 0,73; А, 625 ккал/м ; А 300 ккал/м. Топка котлоагрегата gg оборудована плоскофакельныш горелоч- ными устройствами, дл которых уста- .новлен коэффициент избытка воздуха oi равный 0,05. Механический недо- жог топлива М равен нулю. Эффектив71462067

ный коэффициент избытка воздуха в контролируемом сечении газохода за топкой установлен равным 0,12. Измеренна величина тепловьщелени в топке (с вычетом тепла, привнесенно- го рециркулирующими газами) составл ет Qr 71,410 ккал/ч. Измерени ми определены, %: С0 0,05 ; О,р « 3,75; СОр 0,03; R0,j,p 18,4; Oj 18,35. По формуле (1) вычисле- 1,292; по формуле (2) вичисле- но а .1012 ккал/м ; по формуле (3) вычислено г 0,137;-по формуле (4)

10

8

до достижени нулевого значени отклонени измеренного содержани кислорода в топочных газах от заданного значени содержани кислорода в топочных газах, отличающий- с тем, что, с целью повьшени точности управлени , процессом горени при сжигании нескольких видов топлива с произвольно измен ющимс соот ношением их расходов и с рециркул - цией дымовых газов в зону горени , при предварительном смешении рецир- {сулирующих газов с воздухом дополнид jjjfcjj j I, 9 f 4.х ,,.--- V -, J f J ...- -1-1 - II

вычислено oi-p 0,2823; по формуле (5) 5 тельно в топочных газах измер ют совычислено 0 1,58%; по формуле (6) определено V, « 71350 . Измеренный фактический расход первичного воздуха (с приведением к нормальным услови м) составл ет 71500 . Воздействием на регулирующий ррган расход первично го воздуха снижен до 71350 , после чего измер ют фактическое содеркание

держание оксида углерода, в редир- кулирующих дымовых газах измер ют со держание кислорода, оксида углерода и суммарное содержание диоксидов уг- 20 лерода и серы, в смеси рециркулирую- щих газов с воздухом измер ют содержание кислорода, упом нутые измерени производ т или в предварительно осушенных пробах анализируемых газов

кислорода в топочных газах 0,j , ко- 25 или с дополнительным измерением со .держани вод ных паров в пробах гаторое составл ет 1,61%, и вычисл ют разность Ое,т - О Гг %.

С использованием предварительно построенной регулировочной характеристики корректирующего регул тора провод т дополнительное воздействие на регулирующий орган с уменьшением расхода первичного воздуха таким образом, что указанна разность достигает нулевого значени , Что позвол ет: повысить КПД котлоагрегата на 0,15%.

ф ормула изобретени

Способ управлени процессом горени путем- регулировани расхода первичного воздуха пропорционально теп- ловьщелению в топке с заданным коэф- .фициентом пропорциональности и коррекции расхода первичного воздуха

30

35

40

45

зов, по результатам измерений вычисл ют отношение удельных теоретических объемов сухих продуктов сгора ни и расходуемог о на горение воздуха и фактический коэффициент рециркул ции дымовых газов, по упом нутом вычисленному отношению определ ют оп тимальное значение коэффициента пропорциональности между тепловыделение в топке и расходом первичного воздуха , по этому отношению и вычисленному фактическому коэффициенту рециркул ции дымовых газов определ ют оптимальное значение содержани кислорода в топочных газах и упом нутые оптимальные значени коэффициента пропорциональности и содержани кислорода используют в качестве заданных при регулировании и коррекции расхода первичного воздуха.

0

8

до достижени нулевого значени отклонени измеренного содержани кислорода в топочных газах от заданного значени содержани кислорода в топочных газах, отличающий- с тем, что, с целью повьшени точности управлени , процессом горени при сжигании нескольких видов топлива с произвольно измен ющимс соотношением их расходов и с рециркул - цией дымовых газов в зону горени , при предварительном смешении рецир- {сулирующих газов с воздухом дополни J f J ...- -1-1 - II

5 тельно в топочных газах измер ют сотельно в топочных газах измер ют содержание оксида углерода, в редир- кулирующих дымовых газах измер ют содержание кислорода, оксида углерода и суммарное содержание диоксидов уг- лерода и серы, в смеси рециркулирую- щих газов с воздухом измер ют содержание кислорода, упом нутые измерени производ т или в предварительно осушенных пробах анализируемых газов.

.держани вод ных паров в пробах га0

5

0

5

зов, по результатам измерений вычисл ют отношение удельных теоретических объемов сухих продуктов сгорани и расходуемог о на горение воздуха и фактический коэффициент рециркул ции дымовых газов, по упом нутому вычисленному отношению определ ют оптимальное значение коэффициента пропорциональности между тепловыделением в топке и расходом первичного воздуха , по этому отношению и вычисленному фактическому коэффициенту рециркул ции дымовых газов определ ют оптимальное значение содержани кислорода в топочных газах и упом нутые оптимальные значени коэффициента пропорциональности и содержани кислорода используют в качестве заданных при регулировании и коррекции расхода первичного воздуха.

Claims

ф‘ о p м у ла изобретения управления процессом горерегулирования расхода перСпособ ния путей винного воздуха пропорционально тепловыделению в топке с заданным коэф.фициентом пропорциональности и коррекции расхода первичного воздуха до достижения нулевого значения отклонения измеренного содержания кислорода в топочных газах от заданного значения содержания кислорода в топочных газах, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности управления, процессом горения при сжигании нескольких видов топлива с произвольно изменяющимся соотношением их расходов и с рециркуляцией дымовых газов в зону горения, при предварительном смешении рециркулирующих газов с воздухом дополнительно в топочных газах измеряют содержание оксида углерода, в рециркулирующих дымовых газах измеряют содержание кислорода, оксида углерода и суммарное содержание диоксидов углерода и серы, в смеси рециркулирующих газов с воздухом измеряют содержание кислорода, упомянутые измерения производят или в предварительно осушенных пробах анализируемых газов, или с дополнительным измерением со- . .держания водяных паров в пробах газов, по результатам измерений вычисляют отношение удельных теоретических объемов сухих продуктов сгорания и расходуемого на горение воздуха и фактический коэффициент рециркуляции дымовых газов, по упомянутому вычисленному отношению определяют оптимальное значение коэффициента пропорциональности между тепловыделением в топке и расходом первичного воздуха, по этому отношению и вычисленному фактическому коэффициенту рециркуляции дымовых газов определяют оптимальное значение содержания кислорода в топочных газах и упомянутые оптимальные значения коэффициента пропорциональности и содержания кислорода используют в качестве заданных при регулировании и коррекции расхода первичного воздуха.