Способ управления средствами очистки экранов топки паровых котлов Советский патент 1992 года по МПК F22B37/42 F23N5/24 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для автоматического управления процессом очистки поверхности нагрева топки паровых котлов.

Известны способы управления аппаратами очистки, использующие в качестве параметра, определяющего процесс шлакования, температуру рабочего тела в различных точках испарительного контура, (патент США № 3276437 Кл. 122-392 опубл. 04.10.66).

По изменению температуры рабочего тела судят об уровне зашлаковки и управляют средствами очистки. Указанные способы характеризуются рядом недостатков: способы неприменимы для котлов барабанного

типа, где температура воды в экранах топки является постоянной величиной, В котлах прямоточного типа изменение температуры рабочего тела в экранах топки зависит не только от загрязнения поверхности нагрева, но и от нагрузки котла и давления среды и поэтому не могут служить объективным показателем наличия шлаковки топки.

Наиболее близким аналогом нашего изобретения может служить устройство по а. с. № 515912 F 22 В 27/56 ля определения степени загрязнения поверхности нагрева, состоящее из нескольких термопар расположенных на последней, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения одна из термопар, используемая в качестве контрольной, снабжена трубкой.

VI ON СЛ О

Ј

подводящей агент для очистки участка труб, на котором размещается контрольная термопара. Описанное устройство имеет следующие недостатки:

1.Температура поверхности нагрева прямоточного котла зависит не только от толщины загрязнений, но и от ряда других факторов:

-от интенсивности теплового потока, зависящей от нагрузки и режима работы котла;

-от внутренних отложений в трубах окислов железа, меди и накипи. Ввиду этого показания контрольных термопар будут с течением времени изменяться.

2.Для получения надежных данных о степени загрязнения всех стен топки потребуется установка большого количества термопар в среде высоких температур газов, в том числе контрольных с трубками, подводящими обдувочный агент.

Эта громоздкая система из термопар потребует для своего функционирования постоянной подачи воздуха (пара) от постороннего источника.

3.Для котлов с естественной циркуляцией воды температура стенок труб экранов практически постоянная, мало зависит от загрязнения, ибо определяется высоким коэффициентом теплоотдачи кипящей воды. Разность показаний термопар рабочей и контрольной будет недостаточной для принятия уверенных решений об обдувке поверхности нагрева.

Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования загрязнения (шлакования) топки.

Цель достигается тем, что в способе управления средствами очистки экранов топки паровых котлов, снабженных системой управления с информационно-вычислительным комплексом, заключающемся в измерении расходов острого и промежуточного пара, расхода впрыска, температуры дымовых газов за перегревателями, расчете теплового баланса котла, определении температуры газов на выходе из топки, на их основе вычислении коэффициента тепловой эффективности экранов топки и периодическом включении обдувки экранов при загрязнении топки, по расходу пара, его температуре и температуре газов за перегревателем в момент после предшествующей обдувки определяют опорное значение коэффициента эффективности экранов tyQ и текущее его значение гек тек в эксплуатации, обдуаку включают при значении отношения коэффициентов

0,85 ,

а значение коэффициента определяют по соотношению:

,/л. -ВоЛ-ЭтлБ/З гек-- С-д-)

где

В р VСер ° ОЬ FCT Та3

ВЛ

10

5

0

5

0

5

0

5

0

Вр - расчетный расход топлива; VCcp - средняя теплоемкость продуктов сгорания; ОЪ 4,9 10 ккал/м -чК ; РСт - площади поверхности стен топки; ат- степень черноты топки; Та - адиабатическая температура горения; Т т - температура газов на выходе

из топки; 0т Т т/Та; ,96 МСШО/Та)12, М(0,59 ... 0,5) х т, х т - отношение установки горелок от низа топки к высоте всей топки.

Отличительные признаки заявленного способа от прототипа позволяют считать его соответствующим критерию новизна, а отсутствие их в известных аналогах - соответствующим критерию существенные отличия.

Изобретение осуществляется следующим образом. В системе информационно- вычислительного комплекса (ИВК) используются штатные термопары, установленные за поверхностями нагрева перегревателей высокого и низкого давления. На основе их показаний и замеров параметров пара по приборам теплового щита котла, с помощью системы ИВКвысчитываюттемпе- ратуру газов на выходе из топки и на основе

формулы чр -- (-д-) определяют

Этг

текущее значение коэффициента тепловой эффективности топки (или загрязнения) тек в эксплуатации до обдувки топки и его опорное значение чр0 в момент после проведения обдувки топки. При значении гек/Vo - 0,85 включают обдувку топки.

I. Исходный вариант

Исходные данные (из теплового расчета завода)

v 865° С; VC v 1868 ккал/кг Vm 1123°C; VCVm 2495-

VC2 V т VC3 V + -g- (12 - i 1) +

+ (I5T -if}-4,9 Тт4

Be

где ,9;

Vo 0 Ј 0,97 0,45 0,436

VC v m 1868 + 265° 1°3 (766.8 - 653.3) +

+ 2186 1CP ,8481 812,з)-4,9 - 108 -0,9 -0.436 106° x

481 103481 103

x 13964 1868+624,8 + 162,7 - 160,9 2495ккал/кг

1173 +273 1613 +273

0,77

,/„ - ° 5 г1 п -Зй

09 0,296 ) ° 36

1 0,45 ° 8

Использование: в области энергетики, при работе паровых котлов на электростанциях. Сущность: измеряют температуру дымовых газов за перегревателем, рассчитывают тепловой баланс, определяют температуру газов на выходе из топки и на их основе вычисляют коэффициенттепловой эффективности экранов топки, по температуре газов за перегревателем в момент после обдувки определяют опорное значение коэффициента эффективности экранов 1р0 и текущее его значение Vw в эксплуатации и при значении VreK/Vo 0,85 включают обдувку, а значение коэффициента определяют по соотношению: гек в 0/ат (1-0т /А)5/3, где VCcp/ оь FCTT3a; Вр- расчетный расход топлива; VCcp - средняя теплоемкость продуктов сгорания; а0 4,9 ккал/м2-ч К; FCT- площадь поверхности стен топки; Зт - степень черноты топки; Та - адиабатическая температура горения; Т т-температура газов на входе топки; 0Т Т т/Та, ,96 М

По I - v таблице vm 1123° С

VCaV8 Qm QРн 0-q3-q«-qe 374ОкКал/кг

1UU - Q4

Va 1613°C

ir - VCa Va VC2 V-m - 374° 2495 -

VL/Cp 1C-II 1111t,

Va -Vm

1613-1123

B0

Bp VCcp 481 103 2.54

Ob FCT Т i 4,9 10 8-7434 18863

0,5

1123+273 Q74 Um Ta 1613+273 Ul/4

1Л( л am v A

,416

A 0,96M (HZO)12 0,96 0,416 (lg§)12 0,296

,„ -0.5И - 0.74.5/3 n ,c -09 0.296 ° 45

II Вариант

Задается Vm 1173° С35

По расчету в поворотной камере v повысится на 50° С против I варианта

v 865 +50 915°С; VCv 2014ккал/кг.

VC2v 2014 +2650 10. (766,8-653,4) + 481 103

+ 2186- ЧСг (848.1 -812,3)-4,9 0.9 481 103

х 0,414 -1060 , 14464 2014 + 481 103

+ 624,8 + 162,7 - 175,9 2625ккал/кг v 1173°C

„г УСа va - УС2 v m 3740 - 2625 9 ,с СР va-v m -1613-1176-2 55

R- 48М03-2.55 п

D о оТ - U,О

5

0

5

0

5

5

0

5

0

Температура за топкой v m служит импульсом для включения обдувки при снижении -ф до 0,36.

Преимущества заявляемого способа по сравнению с прототипом следующие.

Перечисленные выше преимущества в целом повышают достоверность диагностирования загрязнения топки и направлены на повышение надежности котла и экономичности количества включений по системе ИВК.

Формула изобретения Способ управления средствами очистки экранов топки паровых котлов, снабженных системой управления с информационно-вычислительным комплексом, заключающийся в измерении расходов острого и промежуточного пара, расхода впрыска, температуры дымовых газов за перегревателями, расчете теплового баланса котла, определении температуры газов на выходе из топки, на их основе вычислении текущего коэффициента тепловой эффективности экранов топки и периодическом включении обдувки экранов при загрязнении топки, отличающийся тем, что, с целью повышения

достоверности диагностирования загрязне-Вр - расчетный расход топлива; ния (шлакования) топки, дополнительно вVCcp- средняя теплоемкость продуктов момент после предшествующей обдувки оп-сгорания; ределяют опорное значение коэффициентаоъ 4,9 ккал/м2 ч -К; эффективности экранов 1р0, сравнивают его 5 FCT - площадь поверхности стен топки; с текущим значением тек в эксплуатации,ат степень черноты топки; а обдувку включают при значении отноше-Та- адиабатическая температура горения коэффициентовния;

# гек/# - 085 ,Т т-температура газов на выходе топки

1°0т т т/Та,- а значение коэффициента определяют

по соотношению ,96 М(1470/Та)12, М(0,59 ... 0,5) хт;

. В о Л - 0т 5/зхт - отношение высоты установки горе гек ат А .- лок от низа топки к высоте всей топки.

1Ь

Вр VCcp где В 0 р %

оь FCT Т i