CS210949B1

CS210949B1 - Method of indication of fuel supply interruption into fluid fireplace and equipment for execution of the method

Info

Publication number: CS210949B1
Application number: CS838579A
Authority: CS
Inventors: Pavel Novotny; Pavla Svejkovska; Miloslav Opratko
Original assignee: Pavel Novotny; Pavla Svejkovska; Miloslav Opratko
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1982-01-29

Description

Vynález, se týká zjišlovéní přerušení dodávky paliva do fluidního ohniště a řeší tento problém s malým časovým zpožděním.The invention relates to a discontinuous interruption of fuel supply to a fluidized bed and solves this problem with a small time delay.

Při provozu fluidních ohništ s jednostupňovým- i dvoustupňovým fluidním spalováním je jednou z hlavních podmínek jejich stabilního a bezporuchového provozu zajištění rovnoměrného a spolehlivého dodávání paliva do fluidní vrstvy. Přerušení dodávky paliva u jednostupňového fluidního ohniště vede k rychlému vyčerpání obsahu hořlaviny v částicích fluidní vrstvy a k uhasnutí ohniště. U dvoustupňových fluidních ohniší přerušeni dodávky paliva poruší zásadně tepelnou rovnováhu procesu ve fluidní vrstvě a způsobí stoupnutí teploty fluidní vrstvy a její zaškvárování. Dosavadní zjišlování tohoto jevu teplotním čidlem mé nedostatky ve veliké časové prodlevě zjišlovéní změny teploty, které může být až 3 minuty, takže opravný zásah obsluhy se uplatní opožděně. Pokud se použije teplotní čidlo s malou tepelnou setrvačností, je toto řešení spojené se sníženou trvanlivostí čidla.In the operation of fluidized bed fireplaces with single-stage and two-stage fluidized bed combustion, one of the main conditions for their stable and trouble-free operation is to ensure a uniform and reliable fuel supply to the fluidized bed. The interruption of the fuel supply in the single-stage fluidized bed leads to a rapid depletion of the combustible content in the fluidized bed particles and to a fire out. In two-stage fluidized bed fires, the interruption of the fuel supply substantially disrupts the thermal equilibrium of the process in the fluidized bed and causes the fluidized bed temperature to rise and become choked. The current detection of this phenomenon by the temperature sensor has my shortcomings in the large time delay of the detection of the temperature change, which can be up to 3 minutes, so that the corrective intervention of the operator is delayed. If a temperature sensor with low thermal inertia is used, this solution is associated with reduced sensor durability.

Tyto nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že před výstupním hrdlem z fluidního reaktoru se měří obsah kyslíků 0g v horkém plynu vystupujícím z fluidní vrstvy sondou zasunutou do prostoru nad hladinou fluidní vrstvy.These drawbacks are overcome by the method according to the invention, in which the oxygen content of the hot gas exiting from the fluidized bed is measured upstream of the fluidized bed by a probe inserted into the space above the fluidized bed level.

Při náhlém zvýšení obsahu kyslíku 0g v tomto plynu se ručně nebo automaticky uvede v činnost záložní podavač paliva, případně se provede jiný opravný zásah pro navrácení procesu ve fluidní vrstvě do původního stavu, např. otevření přívodu plynu nebo topného oleje, nástřik vody,A sudden increase in the oxygen content of 0g in this gas activates the backup fuel feeder manually or automatically, or else corrective action is taken to restore the fluidized-bed process to its original state, such as opening the gas or fuel oil supply, spraying water,

Zařízeni k provádění tohoto způsobu má ke kyslíkové sondě přiřazený prvek z hmoty zajiěTující krátkodobou tepelnou akumulaci této sondy, přičemž sonda je spojena s vyhodnocovacím členem.The apparatus for carrying out the method has an element of a mass associated with the oxygen probe for providing short-term thermal storage of the probe, the probe being connected to the evaluation member.

Výhodou způsobu podle vynálezu je okamžitá reagování kyslíkové sondy na změnu koncentrace kyslíku v horkém plynu, a to tak, žě při zvýšení obsahu kyslíku v horkém plynu, vystupujícím z fluidní vrstvy, tedy při zvýšení jeho parciálního tlaku Pp se podle matematického vztahu ^P1An advantage of the invention is the instantaneous response of the oxygen probe to change the oxygen concentration in the hot gas, so that by increasing the oxygen content of the hot gas exiting from the fluidized bed, i.e. by increasing the partial pressure Pp according to the mathematical relationship ^P 1

E = 0,496.10^-4.T.log0,21 okamžitě sníží hodnota elektromotorické síly E, přičemž E je elektromotorické napětí mV,E = 0,496.10 ^-4 .T.log0,21 immediately reduces the value of the electromotive force E, where E is the electromotive voltage mV,

T je teplota ^CK, p, je parciální tlak kyslíku v měrném plynu v barech.T is the temperature ^C K, p, is the partial pressure of oxygen in the specific gas in bar.

Změna koncentrace kyslíku v horkém plynu vystupujícím z fluidní vrsty při přerušení dodávky paliva do vrstvy je okamžité; v případě spalování uhelné drtě okamžitě zmizí čéstioový mrak ulétajících částic uhlí z fluidní.vrstvy, v případě spalování tekutých paliv vymizí z prostoru nad hladinou fluidní vrstvy hořlavé páry nebo plyny vzniklé odpařením nebo tepelným štěpěním tekutého paliva. Kyslík, který společně a fluidizačním vzduchem proráží vrstvou též v bublinách, nemůže se nad hladinou fluidní vrstvy sloučit s hořlavinou a zvýší tak svou koncentraci, čímž sé zvýší jeho parciální tlak v plynu vystupujícím z fluidní vrstvy.The change in oxygen concentration in the hot gas exiting the fluidized bed when the fuel supply to the bed is interrupted is immediate; in the case of coal pulp combustion, the carbon dioxide cloud of flying particles of coal immediately disappears from the fluidized bed; in the case of liquid fuel combustion, flammable vapors or gases formed by evaporation or thermal fission of liquid fuel disappear from the space above the fluidized bed. Oxygen which, together with the fluidizing air, also penetrates the layer also in bubbles, cannot merge with the combustible above the surface of the fluidized bed and thus increase its concentration, thereby increasing its partial pressure in the gas exiting the fluidized bed.

Další výhodou způsobu podle vynálezu je trvanlivost sondy, nenáročnost na obsluhu a údržbu a nízké pořizovací náklady. V případě poškození sondy zmizí na vyhodnocovacím členu napětí a příslušný signál upozorní obsluhu na nutnost výměny sondy.A further advantage of the method according to the invention is the durability of the probe, low maintenance and low cost. In the event of damage to the probe, the voltage evaluator will disappear and the signal will alert the operator of the need to replace the probe.

Umístění kyslíkové sondy do dutého silnostěnného keramického válce, který svou tepelnou setrvačností kompenzuje snížení nebo zvýšení teploty fluidní vrstvy v důsledku přerušení dodávky paliva, zvyšuje přesnost způsobu podle vynálezu.Placing an oxygen probe in a hollow thick-walled ceramic cylinder, which compensates for a decrease or increase in the temperature of the fluidized bed due to the interruption of fuel supply by thermal inertia, increases the accuracy of the method of the invention.

Příklad provedení způsobu podle vynálezu je naznačen na připojeném obrázku, kde fluidní ohniště g má ve své spodní části fluidní rošt. 2 nad vzduchovou komorou J. Nad roštem 2 je vlastní fluidní vrstva g žhayých částic paliva a inertní hmoty, do níž je zaústěn podavač g pevného paliva, spojený se zásobníkem 6,. Před výstupním hrdlem 2 z fluidního ohniště g je umístěn dutý keramický válec 8, do něhož je zasunuta kyslíková sonda g, připojená na milivoltmetr 10.An exemplary embodiment of the method according to the invention is shown in the attached figure, where the fluidized bed g has a fluidized bed in its lower part. 2 above the air chamber J. Above the grate 2 is a fluidized bed g of glowing particles of fuel and inert matter, into which a solid fuel feeder g connected to the reservoir 6 is connected. A hollow ceramic cylinder 8 is placed in front of the outlet orifice 2 of the fluidized bed, into which an oxygen probe g connected to a millivoltmeter 10 is inserted.

Jakmile přestane podavač g podávat palivo, zvýší se v prostoru nad hladinou fluidní P vrstvy okamžitě obsah kyslíku, tedy parciální tlak a absolutní hodnota logaritmu θ počne rychle klesat, oož se projeví změnou výstupní hodnoty elektromotorického napětí E na milivoltrnetru Jg. Tak např. u jednostupňového fluidního ohniště bývá obsah kyslíku ve spalinách na výstupu z ohniště asi 4 %, oož odpovídá hodnotě napětí E kyslíkové sondy při teplotě spalin 850 °C 40 mV. Stoupne-li obsah kyslíku na 8 %, klesne napětí E na 25 mV při stejné teplotě. I kdyby teplota plynu se změnila např. o 50 °C, bude tento rozdíl činit pouze v tomto sledovaném intervalu teplot hodnotu asi 1 až 2 mV.As soon as the feeder g stops feeding the fuel, the oxygen content immediately increases in the space above the level of the fluidized bed, i.e. the partial pressure and the absolute value of logarithm θ begins to decrease rapidly, which results in a change in the output value of electromotive force E. For example, in a single-stage fluidized bed, the oxygen content of the flue gas at the furnace exit is about 4%, which corresponds to an oxygen probe voltage E at a flue gas temperature of 850 ° C of 40 mV. If the oxygen content rises to 8%, the voltage E drops to 25 mV at the same temperature. Even if the temperature of the gas is changed, for example, by 50 ° C, this difference will only be about 1 to 2 mV in this monitored temperature range.

U dvoustupňového fluidního ohniště bývá obsah kyslíku v plynu odcházejícím z prvního stupně ohniště fluidního reaktoru asi 1 %, což při teplotě 850 °C odpovídá napětí E asi 72 mV. Stoupne-li obsah kyslíku např. na 3 %, klesne hodnota napětí E na 47 mV. I v tomto případě změna teploty např. o 50 °C by znamenala změnu napětí E asi o 2 až 3 mV, což v porovnání s hodnotou E, - Eg = 72 - 47 = 25 mV je nepodstatné.In a two-stage fluidized bed, the oxygen content of the gas leaving the first stage of the fluidized bed is about 1%, which corresponds to a voltage E of about 72 mV at 850 ° C. If, for example, the oxygen content rises to 3%, the E-value drops to 47 mV. Even in this case, a temperature change of e.g. 50 ° C would mean a voltage change of about 2 to 3 mV, which is irrelevant compared to the value of E, - Eg = 72 - 47 = 25 mV.

Změna hodnoty milivoltmetru 10 může uvést do provozu zvukovou nebo optickou signalizaci a upozorni obsluhu na nutnost ručního zásahu.Changing the value of the millimeter meter 10 can actuate audible or optical signaling and alert the operator of manual intervention.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

What is claimed is: 1. A method of detecting a fuel supply interruption to a fluidized bed, the method comprising measuring the oxygen content of the O ₂ in the hot gas exiting the fluidized bed in front of the outlet of the fluidized bed by a probe inserted into the space above the surface of the fluidized bed.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that an oxygen probe located upstream of the outlet of the fluidized bed reactor is associated with a mass element providing short-term thermal accumulation of the probe and the probe is connected to the biasing member.