Способ автоматической оптимизации процесса горения в котле Советский патент 1980 года по МПК F23N1/02 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ В КОТЛЕ Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначается дЛя оптимизации процесса горения в котлоагрегате с многогорелочным топочным устройством. Известны способы автоматического регулирования, процесса горения путем изменения подачи расхода воздуха на ropart ки l. Неравномерность распределения то№лив а и воздуха по горелкам приводит к ограничению снижения общего коэффиди / ента избытка воздуха котлоагрегата, что приводит к снижению КПД, повышению коррозии поверхностей нагрева котла и соответственно К увеличению образования окислов азота, загрязняющих окружающую среду. Из известнЬ1х способов наиболее близким к изобретению $голяется способ автоматической оптимизации процесса го рения в котле с многогорелочным топочным устройством, который осуществляется путем последовательного изменения ра хода воздуха, подводимого к горелкам, с помощью регулятора поиска 2, Недостатком этого способа является низкая надежность оптимизации процесса горения в котле, так ка4 оптимизация производится по минимуму суммы сигналов по оптической плотности дымовых газов и температуре точки росы дымовых газов при постоянном соотношении: давление воздуха перед горёпками - расход мазута. -,/ .. - . . По известному способу предлагается стабилизация соотнощения; давления еозду-i ха перед горелками - расход мазута на границе возникновения механического недожога. Для большинства топочных агрегатов при сжигании жидких и газообразных топлив появлению механического недожога пре пшествует тзоявление химичеоkoro недожога. Таким Ьбразом, предп Ьаемая организация режима горения приведет к значительному снижению КПД из-за потерь с химическим недожогом. В то же время оптическая плотность дымовых газов не является однозначной функцией величины механического недожоч га из-аа различия фракционного состава сажи. В результате этого погрешность измерения дымомеров доходит до 25% диапазона шкалы. Применяемое в известном способе изме рение точки росы дымовых газов характе ризует режим горения только при сжигании сернистых топлив и не может быть применено при сжигании несернистых топлив, так как отсутствует серный ангидрид SO , влияющий на точ)зу росы. В процессе эксплуатации NiHororope- лочного топочного устройства при СЙЕСИгании жидких, газообразных топлив, а особенно при совместном сжигании жидких и газообразных топлив и топлив с разной калорийностью, на горелочнЦе уст ройства подается топливо и воздух в непропорциональных количествах. Этопроисходит ио-за погрешностей измерительны приборов, различия расхьдных характёрйс тик горелок и форсунок, изменения этих характеристик со временем по причинам засорения, коксования, эрозии, температурной деформации, В результате этого в горелках сгорает топливо при разпйчных избытках воз/уха,Для повышения эффективности сжига7 ния стремятся снижа;гь общий избыток , воздуха. В горелках с меньшим избытком воздуха образу.ются продукты химическог и механического недожогов, обн ужение которых в дымовых газах ограничивает дальнейшее снижение расхода общего воздуха, необходимое для уменьшения иэбытка воздуха в других, горелках. Цель изобретения - повышение точности автоматической оптимизации процес са.гс эения. Указанная цель достигается тем, что дополнительно измеряют и саабилизируют величину химического недожога в дымовых газах, соответствующую максимал ному КГЩ котла, измеряют превышение содержания кислорода в дымовых тазах.над заданным значением и последователь но изменяют расход , подводимого к каждой горелке, с помсацью регулятфа поиска до появления в продуктах сгорания соответствующей гсрелки хнмичеоTtOfo недожога, опрёТ елйемого по увели чению химического недожога в дымовыж газах, этом предел стабилизации ве Jra%iHbi химического недожога в jSJMoвых газах устанавливают 0,02%, Кроме того, стабилизацию химического недожога ведут по одному из компонентов, например, по окиси углерода или водороду. .. ; . . . На чертежеприведена структурнаясхема системы автоматической оптимизации процесса горения в котле, реализующая предаагаемый способ. Система автоматической оптимизации ; содержит регулятор соотношения топливовоздух 1, соедин ный с датчиками раохода мазута 2, расхода или давления газообразного топлива 3, расхода или давления общего воздуха 4. Регулятор воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора или шибер общего воздуха 5 в соответствии с тепловой нагру кой. К регулятору соотношения подключен корректирукиций регулятор 6, соединенный с датчиком химического недожога в дымовых газах 7, В качестве датчика химического недожога может использоват ся автоматический хроматограф или недожогомер. Датчик химического недожога связан также с запоминающим устройством 8, к которому подсоединен датчик содержания кислорода в дымовых газах 9, Запоминающее устройство соединено с регулятором поиска 1О, который воздействует на горелки 11.1-11. VI, Регу- лятор поиска также связан с контактом 12 в цепи управления корректирующим регулятс ом б. Способ автоматической оптимизации процесса горения в котле с многогорелочным устройством 1эсуществляется следук ихим образом, Регулятор соотношения Tofrливо-воздгх 1 изменяет положение направляющего аппарата дутьевого вентилятора или шибера общего воздуха 5 в соответствии с тепловой нагрузкой. При отклонении режима горения от оптимального корректирующий регулятор 6, получающий информацию о величине химического недожога в дымовых газах, изменяет задание регулятора 1 так, чтобы стабили31яровать заданную величину химического недожога, например 0,02%, Величину химнчебкого недожога можно оценивать по одному из компонентов - водороду или окиси углерода, или их сумме. При не1фопорцвовальном распределении ъоэгуха по горелкам содержание кислорода в дь мовых газах выше желаемого уровня, Запоминающее устройство 8 получает сигналы по химическому недожогу 7 и по содержёняю кислорода в дымовых газах 9 и включает регулятор поиска 10 в том случае, когда содержание кислорода в ды мовых газах вьпие желаемого уровня. Регулятор поиска 10 отключает корректирук пХий регулятор б контактом 12, производит постепенное уменьшение расхода воэffyx.a на одной из горелок шибером 11 до появдания в прод/ктах горения этой горелки химического недожога, о чем свиде тельствует увеличение химического недожога в дымовых газах. При увеличении химического недожога в дымовых газах запоминающее устройство 8 дает команду регулятору 10 на небольшое увеличение расхода воздуха на ту же горелку до уменьшения химического недожога на прежний уровень и включения регулятора б для стабилизации режима. Если после этого содержание кислорода в дымовых газах уменьшилось, но выше желаемого уровня, то запоминающее устройство 8 вновь дает коман; регу- лятору 1О повторить операции, но на .сле;ующей горелке. После обегания всех горелок избытки воздуха в горелках выравниваются, что позвол51ет снизить общий избыток воздуха многог релоч- .ного топочного устройства. Использование сигналов по химичес кому недожогу и содержанию кислорода в дымовых газах позволяет повысить то ность распределения воздуха по горелкам при сжигании различных жидких и газо- . образных топлив, а также их совместного сжигания с целью уменьшения, содержа ния кислорода в дымовых газах. Одаовременно с этим стабилизируется незначительная величина, химического недожога, соответствующая максимальному КПД котла.. От снижения коэффициента избытка Воз с 1,05 до 1,01 уменьшается потеря тепла с уходящими газами на 0,2-0,25% а удельный расход электроэнергии на TSJгу и дутье уменьшается на 0,10,15 кВт.ч/т пара. Для парогенератора 800 МВт это Приведет к экономиии топ- лива на 6О-75 тыс. рублей в год. Использование 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 кампаншо котла. Формула изобретения 1. Способ автоматической оптимизадии процесса горения в котле с многогорело ным топочным устройством путем последовательного изменения расхода воздуха, подводимого к горелкам, с помощью регулятора поиска, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оптимизадии, дополнительно измеряют и стабилизируют величину химического недожога в дымовых газах, соответствую Шую максимальному КПД котла,. измеряют превышение содержания кислорода в Дымовых газах йад заданным значением и последовательно изменяют расход воздуха, подводимого к каждой горелке, с помощью регулятора поиска до появления в продуктах сгорания соответствующей горелки химического недожога, определяемого по увеличению химического недожога в дымовых газах. 2.Способ по п. 1, отличаюи и с я тем, что, предел стабилизации величины химического недожога в дымовых газах устанавливают 0,02%. 3.Способ по п. 1, о т л И ч а и и с я тем, что стабилизацию химического недожога sefiyr по одному из компонентов, например, по окисИ углерода или водороду. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Спейшер В. А. Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических установках.-М,: Энергия, 1974, с. 198. 2.ABTqpcKoe свидетельство СССР № 411274, кл. F 23.14 1/02, 1974.