Спосіб управління процесом горіння

Изобретение относится к способам управления процессами горения путем регулирования подачи воздуха в топку и предназначено для использования в топливосясигающих агрегатах при совместном сжигании двух и более видов с произвольно изменяющимся соотношен и е м расходов топлива каждого вида и с рециркуляцией дымовых газов в зону 'горения. Цель изобретения - повышение точности управления процессом горения. При предварительном смешении рециркулирующих газов с воздухом дополнительно в топочных газах измеряют содержание кислорода, оксида углерода и суммарное содержание диоксидов углерода и серы, в смеси ре Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам уп равления процессами горения путем регулирования подачи воздуха в топ ку, и предназначено дня использова циркулирующих газов с воздухом измеряют содержание кислорода. Измерения производят или в предварительно осушенных пробах анализируемых газов, или с дополнительным измерением содержания водяных паров в пробах газов. По результатам измерений вычисляют отношение удельных терретических объемов сухих продуктов сгорания и расходуемого на горение воздуха и фактический коэф. рециркуляции дымовых газов. По вычисленному отношег нию определяют оптимальное значение коэф. пропорциональности между тепловыделением в топке и расходом первичного воздуха. По этому отношению и вычисленному коэф. рециркуляции дымовых газов определяют оптимальное значение содержания кислорода в топочных газах. Оптимальные значения коэф. пропорциональности и содержания кислорода используют в качестве заданных при регулировании и коррекции расхода первичного воздуха к С использованием предварительно построенной регулировочной характеристики корректирующего регулятора было проведено дополнительное воздействие на регулирующий орган с уменьшением расхода первичного воздуха, что позволило 'повысить КПД котлоагрегата. ния в топливосжигающих агрегатах при совместном сжигании топлив двух и более видов с произвольно изменяющимся соотношением расходов топлива каждого вида и с рециркуляцией • 1462067 дымовых ния. газов в зону горе М - экспериментально устанавливаемая поправка на прочие (кроме СО) компоненты Цель изобретения - повышение точхимического и механическоности регулирования процесса горения. го недожога топлива. В общем случае способ осуществляОпределяют -задаваемый коэффициент ют следующим образом. пропорциональности соотношения теплоОпределяют тепловыделение в топке. выделение-воздух как линейную функцию Операция может быть выполнена одним топливной характеристики Х по форму" из известных методов, например изме- 10 ле рением расходов топлив, умножением теплоты сгорания на величину расхода а = А, + А (2) и суммированием слагаемых, полученных для отдельных видов топлива. Измерякоэффициент пропорциональ15 где ют содержание оксида углерода (С0 т ) ности, по физическому смысв топочных газах с выражением резульлу представляющий собой татов измерений относительно объема отношение средней теплоты сухих продуктов сгорания. Измеряют сгорания сжигаемой топливсодержание кислорода (0 г ,р), оксида ной смеси к удельному тео20 углерода (СО ) и суммарное содержаретическому объему расхоние диоксидов углерода и серы(К0 2 ,р) дуемого на горение йоздув рециркулирующих дымовых газах также ха: с выражением результатов измерений А . и А„ - инвариантные характеристиотносительно объема сухих продуктов 25 ки сжигаемой рециркуляции сгорания. Измеряют содержание кислосмеси. рода (0^, см) в смеси рециркулируюВычисляют фактический коэффициент щих дымовых газов с воздухом на вхорециркуляции дымовых газов (г) по де в топку, причем результат измере-' формуле ния выражается относительно объема смеси, не содержащего водяных паров. 30 U r +1)(20,9 Вычисляют для конкретно имеющего мес(3) то соотношения расходов всех видов г = одновременно сжигаемых топлив в момент выполнения измерений обобщенное где о6г - балансовый коэффициент иззначение топливной характеристики, 35 бытка воздуха в зоне гореотнесенное к теоретическому горению ния, принимаемый по конструкпри стехиометрическом соотношении тивным характеристикам горасходов сжигаемых топлив и окислирелочных устройств или топтеля, по формуле ки в целом. Вычисляют фактический коэффициент избытка воздуха в рециркулирующих щ дымовых газах (ы р ) по формуле J 20,9- Оа,р + 0,4 СОр + М, (1) где 45 (4) 20,9-O 2i . +0,4 СО * М * - обобщенная топливная характеристика, по.физическому смыслу представляющая со- 5Q Вычисляют величину задаваемого бой отношение удельных теосодержания кислорода в топочных гаретических объемов сухих зах (0 > з а А ) по формуле продуктоэ сгорания и расхо*' дуемого на горение воздуха; ( и со - инвариантные характеристики 5 5 р 20,9 + 0,4 С0 т + М О. сжигаемой топливной смеси; 20,9 - объемное содержание кислорода в атмосферном воздухе, %; 20,9-0 +0,4СО +М J 2ір р 5 у 462067 * объема осушенных газов. Это согласу- эффективный коэффициент ется с требованиями оптимизации упизбытка воздуха в контроли равления процессом горения по состаруемом сечении газохода за ву продуктов сгорания; газоанализатопкой, устанавливаемый торы, например определители содержапри испытаниях топливосжиния кислорода в газах с датчиками гающего агрегата по услона основе избирательной чувствительвию обеспечения максимальности к кислороду окиси циркония, ного КПД. Ю представляют результат измерения отОпределяют требуемый расчетный носительно естественного объема анарасход первичного воздуха (Vft) по лизируемых газов. Преимуществом таформуле ких газоанализаторов является непрерывность действия, однако условию 15 оптимизации управления процессом гоV = (6) 6 рения они соответствуют при строго стабильном составе сжигаемого топлигде Q x - тепловыделение в топке. ва. Применение таких газоанализатоИзмеряют фактический расход перров для повышения экономичности провичного воздуха. 20 цесса горения при совместном сжигаИзменяют положение регулирующего нии топлив двух и более видов с прооргана расхода первичного воздуха извольно изменяющимся соотношением до совпадения значений требуемого расходов топлива каждого вида и с расчетного и фактического расходов рециркуляцией дымовых газов в зону (операция "грубого" регулирования) 25 горения согласно цели изобретения первичного воздуха. Измеряют фактивозможно при условии дополнительного ческое содержание кислорода в топочизмерения содержания в анализируемом ных газах и вычисляют разность между газе водяных паров, что позволяет измеренным и задаваемым содержанием путем пересчета выразить результаты кислорода. Дополнительно корректи30 измерения содержания кислорода и руют положение регулирующего органа расхода первичного воздуха таким обдругих компонентов относительно объеразом, чтобы получаемые значения укама сухих продуктов сгорания. занной разности стремились к нулю Способ в режиме неавтоматизирован(операция "тонкого" регулирования). ного управления горением опробован в гдео£ э меренный фактический расход первичного воздуха (с приведением к нормальным условиям) составляет 3 20 71500 м /ч. Воздействием на регулирующий ррган расход первичного возэ духа снижен до 71350 м /ч, после чего измеряют фактическое содержание кислорода в топочных газах 0 4 г , ко " 25 торое составляет 1,61%, и вычисляют разность 0 2 Т - 0 ^ т = 0,03 %. С использованием"предварительно построенной регулировочной характеристики корректирующего регулятора 30 проводят дополнительное воздействие на регулирующий орган с уменьшением расхода первичного воздуха таким образом, что указанная разность достигает нулевого значения, что позво35 ляет повысить КПД котлоагрегата на 0,15%. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 40 Способ управления процессом горения путем регулирования расхода первичного воздуха пропорционально тепловыделению в топке с заданным коэффициентом пропорциональности и кор45 рекции расхода первичного воздуха Составитель А.Зосимов Техред М.Дидык Редактор С.Лисина Заказ 659/35 до достижения нулевого значения отклонения измеренного содержания кислорода в топочных газах от заданного значения содержания кислорода в топочных газах, о т л и ч а ю щ и й с 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 рециркулирутащих 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. ' Корректор О.Кравцова' Тираж 488 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101