Способ управления процессом горения Советский патент 1976 года по МПК F23N1/02 

1

Изобретение относится к котельной технике и может быть использовано для оперативной корректировки режима горения в топочных камерах котельных агрегатов.

Определение потерь с механическим и химическим недожогами в процессе эксплуатации осуществляется посредством лабораторного химического анализа средних за несколько часов проб золы уноса и дымовых газов, что практически исключает возможность оперативного принятия мер для снижения этих потерь.

Регулирование режима горения по известному способу сводится к поддержанию заданного режимной картой избытка воздуха в нродуктах горения. Однако в условиях эксплуатации, где имеют место случайного характера изменения режимных факторов, влияющих на полноту сгорания топлива, такой способ ведения режима горения недостаточно эффективен. Так, например, при увеличении по какой-либо причине недол ога топлива концентрация свободного кислорода (Ог) в дымовых газах возрастает. Регулятор горения, действуя по известному способу и поддерживая заданный избыток воздуха (содержание Ог), уменьшает расход воздуха, что приводит к дальнейшему возрастанию потерь с недожогом.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность управления режимом горения и снизить недожоги. Это достигается определением амплитуды или размаха колебаний концентрации кислорода в продуктах горения.

При постоянном расходе воздуха амплитуда колебаний текущего избытка воздуха относительно сгоревшей части топлива определяется величиной амплитуды колебаний расхода топлива и величиной потерь с механическим и химическим недожогами

дз,л + А

оа,

где Qa+i - среднеинтегральная сумма потерь с механическим и химическим недожогами за контрольный период;

0максQMHH

„ MiiKC мин22

2 (21 - )

- средняя за тот же период относительная амплитуда колебаний избытка свободного кислорода;

Л - средняя за тот же период амплитуда колебаний прореагировавшего расхода топлива.

Так как в левой части приведенного соотношения стоит сумма недожога и амплитуды пульсаций прореагировавшего расхода топлива, то уменьшение ба отражает как снижение потерь с недожогом, так и уменьшение нестабильности подачи топлива. В обоих случаях с уменьшением 5а возрастает надежность и экономичность работы топочной камеры, что указывает на целесообразность использования амплитуды (или размаха) колебаний избытка свободного кислорода как критерия качества процесса горения. На чертеже представлена одна из возможных схем управления процессом горения по описываемому способу с использованием импульса по 8а или (амакс - «мин) . С датчика 1 содержания свободного кислорода в конечных продуктах горения топочной камеры 2 котла подается сигнал в преобразователь 3, определяющий величину амплитуды или размаха колебаний концентрации Оо за заданное время по соотношению 2 (21 - ) Сигнал с преобразователя подается в регулятор 4 процесса горения и сигнализатор 5. Система регулирования может строиться как поисковая. За заданный период времени определяется относительная амплитуда пульсаций ба. Если в очередном цикле определения ба ее значение увеличивается, то регулятор 4 подает на исполнительный орган 6 команду на увеличение расхода воздуха на один шаг. Шаговое увеличение расхода воздуха продолжается до тех пор, пока ба не стабилизируется на минимальном значении или не начнет возрастать. В первом случае поиск прекращается. Во втором случае поиск направляется в противоположную сторону до тех пор, пока не будет достигнута минимальная величина ба или заданный минимальный избыток воздуха. Импульс по величине ба может быть использован по аналогичной схеме также на другие режимные факторы: распределение воздуха между горелками, величину крутки вторичного воздуха (при турбулентных горелках), угол наклона горелок (при поворотных горелках) и др. В тех случаях, когда причина увеличения амплитуды пульсаций 02 заключается в факторах, на которые регулятор воздействовать не может, но сигналу увеличения ба обслуживающий персонал может принять меры для устранения этой причины. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность управления процессом горения за счет оперативной корректировки режима в сторону его оптимизации - поддержания величины ба на минимальном уровне. По экспериментальным данным снижение ба на 1 % приводит к повышению к.п.д. котлоагрегатов также на 1 абс. %. Кроме того, способ повышает надежность работы поверхностей нагрева котлоагрегатов благодаря уменьшению амплитуд пульсаций тепловыделения в топочной камере и температур газов в поверхностях нагрева. Формула изобретения Способ управления процессом горения путем измерения критерия качества горения и воздействия на соотношение топливо - воздух, отличающийся тем, что, с целью снижения недожога, в качестве критерия используют амплитуду пульсаций концентрации кислорода в продуктах горения.