Способ автоматической оптимизации процесса горения в котле

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 735869 Союз Советски кСоциалистическикРеспублик(23) Приоритет Опубликовано 25.05,80. Бюллетень р 1 е 19 по делам изобретений и открытий(5 З) УДК 621 181 .261(088.8) Дата опубликования описания 25.05.80(72) Авторы изобретения В, Ю, Вадов и Ю. С. Денисов а Трудового ческий инсти го Знам(71) Заявите Одесский ор лолитеПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ В КОТЛЕ кода воздуха, подводимого кпомощью регулятора поискаНедостатком этого способнизкая надежность оптимизацгорения в котле, так катс опт5производится по мийимуму сулов по оптической плотностигазов и температуре точки ргазов при постоянном соотгние воздуха перед горелкамимазута. елкам, с Иэоб тике и процесс гогорел По известному способу предлагается стабилизация соотношениядавления еозду- 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 химичеокого недожога. Таким образом, предлагаемая организация режима горения приведет к значительному снижению КПД из-за потерь с химическим недожогом. оса готопоч етение относится к теплоэнергееднаэначается для оптимизации горения в котлоагрегате с мночным топочным устройством. Известны способы автоматического регулирования процесса горения путем изменения подачи расхода воздуха на горел- ки 11.Неравномерность распределения топлива 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 соответственно к увеличению образования окислов азота, загрязняющих окружающую среду Иэ известных способов наиболее близким к изобретению является способ автоматической оптимизации проце рения в котле с многогорелочным ным устройством, который осуществляется путем последовательного изменения р а является ии процесса/ имиэация ммы сигнадымовьтх осы дымовых шенин: даъле- - расходВ то же время оптическая плотность дымовых газов не является однозначнойфункцией величины механического недожога из-за различия фракционного составасажи. В результате этого погрешность 5измерения дымомеров доходит до 25%диапазона шкалы.Применяемое в известном способе измерение точки росы дымовых газов характеризует режим горения только при сжига Онии сернистых топлив и не может бытьприменено при сжигании несернистыхтоплив, так как отсутствует серный ангидрид 50, влияющий на точку росы.В процессе эксплуатации многогорелочного топочного устройства при сжигании жидких, газообразных топлив, аособенно при совместном сжигании жидкихи газообразных топлив и топлив сразной калорийностью, на горелочные устройства подается топливо и воздух в непропорциональных количествах, Это "происходит иэ-за погрешностей измерительныхсприборов, различия расходных характерис-тик горелок и форсунок, изменения этих25характеристик со временем по причинамзасорения, коксования, эрозии, температурной деформации. В результате этого вгорелках сгорает топливо при разлйчньиизбытках воздуха.30Для повышения эффективности сжига-,ния стремятся снижать общий избытоквоздуха. В горелках с меньшим избыткамвоздуха образуются продукты химическогои механического недожогов, обнаружениекоторых в дымовых газах ограничиваетдальнейшее снижение расхода общеговоздуха, необходимое для уменьшения избытка воздуха в других горелках.40Цель изобретения - повьппение точности автоматической оптимизации процесса,горения.Указанная цель достигается тем,. чтодополнительно измеряют и с 5 абилизируют45величину химического недожога в дымовых газах, соответствующую максимальному КПД котла, измеряют превьппениесодержания кислорода в дымовых газах.над заданным значением и последователь 50но изменяют расход воздуха, подводимогок каждой горелке, с помощью регуляторапоиска до появления в продуктах сгорания соответствующей горелки химичес" кбго недожогв, определяемого по увели55чению химического недожога в дымовьигазах. При этом предел стабилизации ве " " личины, химического недожога в дымовых газах устанавливают 0,02%, Кро 7 ММй4.ме того, стабилизацию химического недокога ведут по одному из компонентов,например, по окиси углерода или водорсдуеНа чертеже "приведена структурнаясхема системы автоматической оптимизациипроцесса горения в котле, реализующаяпредлагаемый способ,Система автоматической оптимизациисодержит регулятор соотношения топливвоздух 1, соединенный с датчиками расхода мазута 2, расхода или давления газообразного .топлива 3, расхода или давления общего воздуха 4. Регулятор воз-действует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора или шибер общего воздуха 5 в соответствии с тепловой нагруской. К регулятору соотношенияподключенкорректирующий регулятор. 6, соединенныйс датчиком химического недожога в дымовых газах 7. В качестве датчика химического недожога может использоваться автоматический хроматограф или недожогомер. Датчик химического. недожогасвязан также с запоминающим устройством 8, к которому подсоединен датчиксодержания кислорода в дймовых газах9. Запоминающее устройство соединенос регулятором поиска 10, который воздействует на горелки 11.1-11. И. Регу лятор поиска также связан с контактом12 в цепи управления корректирующимрегулятором 6.Способ автоматической оптимизациипроцесса горения в котле с многогорелочным устройством осуществляется следующим. образом. Регулятор сеотношения топливо-воздух 1 изменяет положение направляющего аппарата дутьевого вентилятораили шибера общего воздуха 5 в соответствии с тепловой нагрузкой, При отклонении режима горения от оптимальногокопректирующий регулятор 6, получаю.щий информацию о величине химическогонедожога в дымовых газах, изменяет задание регулятора 1 так, чтобы стабилизйровать задвйную величину химическогонедожога, например 0,02%. Величинухимического недожога можно оцениватьпо одному из компонентов - .водороду илиокиси углерода, или их сумме. При непропорциональном распределении воздуха.по горелкам содержание кислорода в дымовых газах выше желаемого уровня.Запоминающее устройство 8 получаетсигналы но химическому недожогу 7 и иосодержанию кислорода в дымовых газах9 и включает регулятор пойска 10 в том73586 случае, когда содержание кислорода в дымовых газах выше желаемого. уровня. Регулятор поиска 10 отключает корректирующий регулятор 6 контактом 12, производит постепенное уменьшение расхода воздуха на одной из горелок шибером 11 допоявления в продуктах горения этой горелкихимического недожога, о чем свидетельствует увеличение химического недожога в дымовых газах, При увеличении 1 Охимического недожога в дымовых газахзапоминающее устройство 8 дает командурегулятору 10 на небольшое увеличениерасхода воздуха на ту же горелку доуменьшения химического недожога на 15прежний уровень и включения регулятора6 рля стабилизации режима.Если после этого содержание кислорода в дымовых газах уменьшилось, новыше желаемого уровня, то запоминающее 20устройство 8 вновь дает команду регулятору 10 повторить операции, но наследующей горелке. После обегания всехгорелок избытки воздуха в горелках25выравниваются, что позволяет снизитьобщий избыток воздуха многогорепоч-..ного топочного устройства.Использование сигналов по химическому недожогу и содержанию кислородав дымовых газах позволяет повысить точ30ность распределения воздуха по горелкампри сжигании различных жидких и газо. образных топлив, а также их совместного сжигания с целью уменьшения содержания кислорода в дымовых газах. Одновре- З 5менно с этим стабилизируется незначительная величина. химического недожога,соответствующая максимальному КПДкотла,От снижения коэффициента избытка воз 10духа с 1,05 до 1,01 уменьшается потерятепла с уходящими газами на 0,2-0,25%,а удельный расход электроэнергии на тягу и дутье уменьшается на 0,10,15 кВт.ч/т пара, Для парогенератора 45800 МВт это приведет к экономиии топ-:лива на 60-75 тыс. рублей в год. 9Использование способа в этом случае снижает на 15-25% образование окислов азота, в результате чего полезный эффект выразится в охране окружающей среды, а при сжигании сернистого топлива снижает коррозию поверхностей нагрева, что увеличивает рабочую кампанию котла. формула изобретения 1. Способ автоматической оптимизациипроцесса горения в котле с многогорелоным топочным устройством путем последовательного изменения расхода возруха,подводимого к горелкам, с помощью регулятора поиска, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиоптимизации, допопнцтельно измеряют истабилизируют величину химического недожога в дымовых газах, соответствую-щую максимальномуКПД котла,.измеряютпревышение содержания кислорода в дымовых газах над заданным значением и пооледовательно изменяют расход воздуха,поводимого к каждой горелке, с помощьюрегулятора поиска до появления в продуктах сгорания соответствующей горелкихимического недожога, определяемого поувеличению химического недожога в дымовых газах.:2.Способ поп. 1, отличающ и й с я тем, что, предел стабилизации величины химического недожога вдымовых газах устанавливают 0,02%.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что стабилизацию химического недожога ведут по одному из компонентов, например, по окисй углеродаипи водородуИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Спейшер В. А. Повышение эффективности использования газа и мазутав энергетических установках,-М,: Энергия, 1974, с. 198.2. Авторское свидетельство СССР14 411274, кл. Р 23,М 1/02, 1974.735869 Ре цакт бкова 619 . Подписноеого комитета СССРний и открытийРауюскаа наб., д. 4/б филиал П фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тавчтель И, Аксеред М. Прытко аказ 2399/30 Тираж ЦНИИБИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж 35, ОВ рректор Ю. Макаренк