СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВАХ Советский патент 1968 года по МПК F23N3/00 G05D11/03 

Известны способы регулирования процесса сжигания топлива в топочных усгройствах, преимущественно в котельных установках.

Потери тепла от неполноты сгорания топлива дз и потери тепла с уходящими газами q2 зависят от избытка воздуха а, поддерживаемого в топке. Сжигаиие газа и мазута в горелочных устройствах с минимальным избытком воздуха позволяет повысить длительность и надежность работы котельных агрегатов, предотвращать коррозию хвостовых поверхностей, особенно сернистую коррозию.

В зтих условиях потери cjz становятся минимальными, и возникает необходимость поддерживать потери 3 также иа минимальном уровне.

Для повышения к.п.д. топки известны схемы регулирования процесса горения с коррекцией по содержанию кислорода в топочных газах и с коррекцией ио химическому недожогу. Но применение схем с коррекцией ио кислороду при сжигании жидких и газообразных топлив ие может обеспечить оптимального к.п.д.

Однако известно, что при недостатке воздуха химический недожог при сжигании газа и мазута характеризуется появлением в топочных газах в первую очередь водорода и окиси углерода, и лишь при серьезных локальных разрушениях горелочных устройств и при избытке воздуха появляется метан. Причем соотношение водорода и окиси углерода в продуктах сгорания находится приблизительно в пределах 1 ; 1 для газа и 1 : 3 для мазута. Вследствие высокой чувствительности хроматографического газоанализатора и, учитывая, что чувствительность по водороду в десять раз .ышс, чем чувствительность по СО, появление химического недожога определять по появлению водорода в топочных газах.

Поскольку миниму.м суммы ()2-гЧз при сжигании жидких и газообразиых топлив соответствует максимуму к.п.д., то, используя данные о наличии водорода, иоступающего от

хроматографического газоанализатора, можно решить задачу оптимизации сжигания этих топлив. Для этого не требуется искать оптимальной точки, а достаточно стабилизировать некоторую минимальную величину водорода Б топочных газах (порядка 0,005%). При этом потери 3 будут пренебрежимо малы (меньше 0,01%), в то же время отклонение в сторону больших HZ будет соответствовать переходу в зону больших дя, а отклонение в

сторону меньших Н2 будет соответствовать переходу в зону больших 2.

Таким образом, задача экстремального регулирования процесса горения решается с помощью стабилизирующего регулятора с импульсом по Яг.

При этом потери q- будут примерно в три раза меньше, чем потерн /з, появляющиеся в режиме поиска.

На чертеже приведена схема устройства для регулирования по предлагаемому способу.

Регулятор воздуха (экономичности) / получает импульс по расходу топлива, изменяя в соответствии с ним подачу воздуха. Таким образом, этот регулятор стабилизирует некоторое соотношение «топливо-воздух. Однако при изменении нагрузок на котле и характеристик горелочных устройств изменяется расположение в пространстве экспремальной характеристики топки. Для экстремального регулирования процесса сжигания топлива в стабилизирующем регуляторе в качестве корректирующего устройства применен автоматический хроматографический газоанализатор топочных газов 2, имеющий специальную интегрирующую приставку 3, позволяющую ему изменять задание регулятора воздуха в зависимости от характера полученной информации.

Корректирующее воздействие является дискретным, однако это не является недостатком.

так как высокое быстродействие регулятора воздуха в динамических режимах достигается благодаря связи «топливо-воздух. Корректирующее устройство должно устранить низкочастотные возмущения. Поэтому принятая дискретность (90 се/с) не ухудшает динамических свойств системы, а, наоборот, способствует стабилизации всего контура регулирования.

Предмет изобретения

Способ оптимизации процесса сжигания топлива в топочных устройствах, например котельных установок, путем поддержания минимума потерь тепла от неполноты сгорания топлива и с уходящими газами, отличающийся тем, что, с целью упрощения системы регулирования, повышения ее эффективности и надежности, измеряют содержание водорода в топочных газах при помощи, например, автоматического хроматографического газоанализатора, и поддерживают содержание водорода на уровне, соответствующем минимуму иотерь теила.

Топка