Способ автоматической оптимизации процессов сжигания в тепловых объектах и система для его осуществления

 

Использование изобретения: оптимизация сжигания топлива в тепловых объектах, отапливаемых смесью пыли и воздуха. Сущность изобретения: общий расход воздуха, поставляемого в камеру сжигания теплового объекта, регулируют по содержанию кислорода в топочных газах, определенного с одной стороны камеры сжигания. Одновременно измеряется асимметрия содержания кислорода в топочных газах с двух сторон камеры сжигания и корректируют расход воздуха, подаваемого в камеру сжигания из двух источников, расположенных с двух сторон камеры сжигания до устранения упомясл J 00 о о (л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) () () (я)з F 23 И 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ.6д (21) 4614485/06 (22) 20,04.89 (46) 15,07.92. Бюл, М 26 (71) Полудневы Окрэнг Энэргзтычны Катовицэ Эльэктровня Лазиска, Пшэдсембиорство

Рэализации Будовництва Энэргэтычнэго и

Экспорту "Энэргобуд" Заклад Розруху Ужондзэнь Энэргэтычных "Энэргорозрух" (Р1 ) (72) Клемент Сьцерски, Хенрик Тымовски, Дитер Охот, Чеслав Квецень, Гинтер Груча, Януш Тхуж, Ромуальд Копец, Анджей Цьверо, Рудольф Ханус и Густав Грэхута (PL) (53) 621.182.26(088.8) (56) Патент США М 3672840, кл. F 23 N 3/00, 1973.

Автоматизация крупных тепловых электростанций. Ред. M.Ï,Øàëüìàí. M. Энергия, 1974; с,105. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ СЖИГАНИЯ В

ТЕПЛОВЫХ ОБЪЕКТАХ И СИСТЕМА ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование изобретения: оптимизация сжигания топлива в тепловых объектах, отапливаемых смесью пыли и воздуха. Сущность изобретения: общий расход воздуха, поставляемого в камеру сжигания теплового объекта. регулируют по содержанию кислорода в топочных газах, определенного с одной стороны камеры сжигания. Одновременно измеряется асимметрия содержания кислорода в Toflovhblx ). 3 x с двух сторон камеры сжигания и корректируют расход воздуха, подаваемого в камеру сжигания из двух источников, расположенных с двух сторон камеры сжигания до устранения упомя- .

1748661

20 топочных газах.

40 нутого содержания кислорода в топочных газах. Система имеет не менее двух измерителей 9 и 10 кислорода в топочных газах, расположенных в выпускной части камеры сжигания 1. Один из измерителей кислорода в топочных газах или другой соединен с регулятором 12 посредством переключателя 11 выбора замера. Кроме того, измеритеИзобретение относится к теплоэнергетике, Известные способ и система регулирования процесса сжигания корригируют состав смеси топливо — воздух таким образом, чтобы их составные части соответствовали параметрам эталонных смесей.

В известных способе и системе регулирования процесс сжигания регулируется путем изменения состава горючей смеси, подводимой в топочную камеру, причем упомянутое изменение осуществляется на основе данных о топочных газах, замер состава которых является усредненным значением процесса сжигания в топочной камере. Однако процесс сжигания не контролируется в отдельных частях этой камеры несмотря на то, что в отдельных частях упомянутый процесс может протекать по-разному.

Известен способ оптимизации процесса сжигания топлива путем регулирования подачи воздуха с коррекцией по содержанию кислорода s топочных газах. измеренному в двух точках топочного пространства.

Известна система регулирования подачи общего воздуха, содержащая два датчика содержания кислорода, установленные в правом и левом газоходах котла. регулятор общего воздуха, подключенный к исполнительным механизмам двух вентиляторов через переключатель, корректирующий регулятор, выход которого соединен с входом регулятора общего воздуха, а к входу подключен один из датчиков содержания кислорода.

Известные решения базируют на репрезентативной пробе топочных газов, которая представляет собой результат замера проб, отбираемых с разных мест на выходе котла, или эффект математического усреднения анализов топочных газов. взятых из разных мест:

Ввиду того, что дефицит кислорода ниже границы неполного сгорания в одном из выпускных пространств влечет за собой рез кие и рояле ни я ухудшения сжигания. ли 8 и 10 соединены с входами регулятора

13 симметрии сжигания, выходы которого соединены с вентиляторами. Горелочная коробка 2 имеет поперечный откидной клапан 14, разделяющий коробку 2 на две части, расположенный таким образом, что клапан 14 делит части коробки 2, питаемые отдельными вентиляторами 7 и 8. 2 с, и 1 з,п. ф-лы, 3 ил. заметные для обслуживающего персонала, происходит повышение количества воздуха до безопасного предела в наиболее неблагоприятном месте, что для остального пространства котла обозначает значительный ненужный избыток воздуха и значительную потерю тепловой энергии.

Целью изобретения является повыше- . ние то ности регулирования процесса сжигания по всему обьему камеры сжиганйя.

Сущностью способа является определение основного количества дополнительного воздуха на уровне, являющемся следствием содержания кислорода в топочных газах, определенного по замеру в одной стороне камеры сжигания, причем одновременно измеряется асимметрия показаний содержания кислорода в топочных газах по меньшей мере между двумя пунктами камеры сжигания. На основании измеренной асимметрии в камеру сжигания поставляется дополнительный воздух иэ двух источников с расходами, установленными асимметрично, причем асимметрия расхода источников дополнительного воздуха обратна относительно асимметрии количества кислорода в

Сущностью сис гемы согласно изобретению является снабжение системы по край-. ней мере двумя измерителями для замеров содержания кислорода в топочных газах, причем упомянутые измерители располагаются в выпускной части камеры сжигания.

Измерители, измеряющие содержание кислорода в топочных газах, соединены с входом регулятора дополнительного воздуха посредством переключателя выбора замера. Кроме того, упомянутые измерители для замеров содержания кислорода в топочных газах соединены с входами регулятора симметрии сжигания, выходы которого соединены с вентиляторами дополнительного воздуха таким образом, что в зависимости от потребностей упомянутый регулятор изменяет расходы каждого вентилятора дополнительного воздуха. Горелочная коробка обладает поперечно откидным кла1748661 паном, разделяющим упомянутую коробку . относительно асимметрии количества кисна две части. лорода в топочных газах. Таким образом

На фиг. 1 изображена схема системы; осуществляется уравнивание сжигания по на фиг, 2 — клапан, разделяющий горелоч- всему пространству камеры сжигания. ную коробку, вид сбоку; на фиг, 3 — то же, 5 Топочная камера 1 имеет снаружи горевид спереди. лочную коробку 2, в которой находятся пыПеред применением способа согласно ле-воздухопроводы 3, подводящие в изобретениюследуетустановитьосновноеко- топочную камеру 1 топливо-воздушную личестводополнительноговоздуха, необходи- смесь, Для этой цели служат горелки 4 с мое для оптимального процесса сжигания, 10 соплами вторичного воздуха 5 в стенетопоупомянутое количество устанавливается вы- чной камеры 1, Через сопло вторичного возполнением дополнительного непрерывного духа 5 в топочную камеру 1 поступает замера содержания окиси углерода в топочных дополнительный воздух из горелочной когазах одновременно с измерением содержа- робки 2. Дополнительный воздух поставляния кислорода в топочных газах пообеимсто- 15 ется в горелочную коробку 2 с обоих ее ронам камеры сжигания. Во время этих концов по трубопроводам 6, соединенным . замеров снижают содержание кислорода в то- один с одним вентилятором 7 дополнительпочных газах одновременным дросселирова- ного воздуха, а другой — с вторым вентилянием расходов источников дополнительного тором 8 дополнительного воздуха. В каждой воздуха по обеим сторонам камеры сжигания. 20 половине топочной камеры 1 на серединном

Дросселировать можно частичным закрывани- пространстве этих половинок помещены изем направляющих аппаратов. регулирующих мерители 9 и 10, измеряющие содержание расходы дополнительного воздуха, либо кислорода в топочных газах. Измерители 9 уменьшением скорости вращения вентилято- и 10 соединены с переключателем 11 выборовдополнительного воздуха. Таким образом, 25 ра замера из измерителей 9 и 10. Переклюзначениекислородаснижается настолько,что- чатель 11 соединен с входом регулятора 12 бы обеспечивалось сгорание в котле на грани- дополнительного воздуха, выход которого це появления следов окиси углерода, чему соединен с вентиляторами 7 и 8 дополнисоответствует основное количество допол- тельного воздуха, Измерители 9 и 10, изменительного воздуха, 30 ряющие содержание кислорода в юпочных

Применение способа состоит в замере газах, одновременно соединены с входами содержания кислорода в топочных газах в регулятора 13 симметрии сжигания. Регуляодном месте камеры сжигания и на этом тор 13 симметрии сжигания имеет два выхоосновании в установлении основного коли- да, которые воздействуют на вентиляторы 7 чества дополнительного воздуха, необходи- 35 и 8 дополнительного воздуха. В горелочной мого для оптимизации процесса сжигания, коробке 2 установлен поперечно откидной

Дополнительный воздух поставляется из клапан 14, разделяющий коробку 2 на две двух источников. На основе рассматривае- части. Клапан 14 нагружен грузиком 15 и мого замера устанавливается одинаковый . может отклоняться от вертикального, полорасход каждого из двух источников воздуха 40 жения на угол 16 в обоих направлениях. таким образом, чтобы в сумме количество В горелки 4 поставляется топливовозвоздуха соответствовало установленному . душная смесь, т.е. смесь топлива с первичосновному количеству, необходимому для ным воздухом. Смесь, оставляя горелку 4, надлежащего сжигания. Одновременно из- поступает в топочную камеру 1, в которой . меряется количество кислорода, содержа- 45 подвергается сжиганию, Для сжигания топщегося в топочных газах в другом месте лива остается использОванный кислород из. камеры сжигания, Эти места располагаются первичного воздуха, а также кислород. сокаждое в иной половине камеры сжигания, держащийся в дополнительном воздухе, коОказывается, что количество кислорода в торый нагнетается в горелочную коробку 2 топочных газах в каждом из этих пунктов 50 вентиляторами 7 и 8 и из коробки 2 по соплу меняется, что значит, что дополнительный вторичного воздуха 5 поступает в топочную воздух, поставляемый в камеру сжигания, камеру 1, где смешивается с чопливовоз. равномерно не распространяется. Согласно душнсй смесью, вытекающей из горелки 5, способу сравниваются результаты замеров Измерители 9 и 10 измеряют количество в каждом из этих пунктов. В случае конста- 55 кислорода в топочных газах, Измеренное тирования асимметрии результатов замера значение передается посредством лересодержания кислорода в топочных газах иэ- ключателя 11 в регулятор 1Q. В регулятор 12 меняются расходы источников дополни- . поступают показания из измерителя 9 или тельного воздуха. Благодаря этому измерителя 10, а регулятор 12 на основании получается асимметрия расхода, обратная этих показаний регулирует расход вентиляI

1748661 торов 7 и 8 с сохранением производительности каждого вентилятора 7 и 8 на том же уровне. Регулятор 13 симметрии сжигания одновременно получает сигналы иэ измерителей 9 и 10 и сравнивает их. Если количества кислорода в топочных газах в одной половине топочной камеры 1 разнятся между собой, регулятор 13 передает сигналы в соответствующий вентилятор 7 или 8, изменяя его расход. Ьлагодаря этому количество дополнительного воздуха, нагнетаемого одним иэ вентиляторов 7 или 8, уменьшается или увеличивается таким образом, чтобы сжигание в обеих частях топочной камеры 1 осуществлялось одинаково при оптимальном эффекте этогс сжигания. Для исключения взаимного воздействия друг на друга дополнительного воздуха, нагнетаемого оотдельными вентиляторами 7 и 8, горелочная коробка разделена на части поперечно откидным клапайом 14. Откидной клапан 14 применен для того, чтобы.в. случае прекращения работы одним из вентиляторов 7 или

8, можно было дополнительный воздух нагнетать в горелочную коробку 2 одним действующим вентилятором 8 или 7, В таком случае клапан 14 отклоняется автоматически, пропуская поток воздуха в обе части горелочной коробки 2, если один иэ вентиляторов 7 или 8 прекратит работу. После приведения в действие недействовавшего до этого времени вентилятора, вследствие чего давление в обеих частях коробки 2 становится равным, груз 15 приводит клапан 6 в вертикальное положение.

Формула изобретения

1. Способ автоматической оптимизации процессов сжигания в тепловых объектах путем регулирования общего расхода воздуха в соответствии с заданной тепловой нагрузкой камеры сжигания, измерения содержания кислорода в топочных газах не менее чем в двух точках, расположенных с двух сторон камеры сжигания, и коррекции общего расхода воздуха подачей дополнительного количества воздуха от двух источни ков, расположенных с двух сторон камеры

5 сжигания, до достижения содержания кислорода в топочных газах, измеренного в одной из точек камеры сжигания, равного задайно- . му значению, отличающийся тем, что, . с целью повышения точности регулирования

10 процесса сжигания по всему объему камеры сжигания, дополнительно определяют асимметрию содержания кислорода в топочных газах и расход воздуха, подаваемого от двух источников, перераспределяют между этими

15 источниками до достижения упомянутой асимметрии заданного значения.

2. Система для автоматической оптимизации процессов сжигания в тепловых объек20 тах, имеющих два источника воздуха, . располо:,энных с двух сторон камеры сжигания, содержащая два датчика содержания кислорода, размещенные с двух сторон камеры сжигания и подключенные к регулятору

25 содержания кислорода в топливовоздушной смеси, связанному с источниками воздуха, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования процессов сжигания по всему объему камеры сжигания, оба источ30 ника воздуха подключены к горелочной короб. ке, имеющей поперечный откидной клапан, расположенный посередине коробки и делящий ее на две части, питаемые отдельными источниками воздуха, она дополнительно со35 держит регулятор симметрии сжигания, sxoды которого соединены с датчиками содержания кислорода, а выходы связаны с источниками воздуха.

3, Система по п,2, отл и ча ю ща я с я

40 тем, что она дополнительно содержит переключатель, через который датчики содержа. ния кислорода подключены к регулятору содержания кислорода.

1748661

Составитель А.Зосимов

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Редактор Н.Швыдкая

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101.Заказ 2515 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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