CS49892A3 - Refuse incinerating apparatus operating process, a control system thereofand apparatus for making the same - Google Patents

Description

4 3 $> - 32.

Způsob provozu spalovacího zařízení odpadků, regulačnísystém a zařízení k jeho provádění

Oblas chniky

Vynález se týká způsobu provozu spalovacího zařízeníodpadků, které je opatřeno roštem, podle předvýznakové čás-ti nároku 1. Dále se vynález týká regulačního systému pro prováděnízpůsobu podle vynálezu, jakož i spalovacího zařízení odpad-ků s tímto regulačním systémem.

Dosavadní_stav_techniky

Provoz a zejména rovnoměrná výroba tepla v elektrárnách,jejichž provoz se uskutečňuje na olej nebo uhlí, nečiní žád-né problémy. Rovnoměrné vytváření tepla se dosahuje rovno-měrným dávkováním množství paliva, jehož kvalita je kon-stantní a předem známá. Také u spalovacích zařízení odpad-ků je kromě konstantní kvality a konstantního množství spa-lin hlavním úkolem zachovat konstantní tepelný výkon. Kon-trola vytvářeného množství tepla je prostřednictvím dávko-vání jako hlavního prvku u spalovacích zařízení odpadkůnemožná, protože složení a tím i topná hodnota přiváděnéhospalovaného materiálu, který sahá od skla přes papír až kvlhkým zahradním odpadkům, je v průběhu času velmi proměn-livá. V souladu s tím je požadované konstantní množstvívytvářeného tepla a tak i páry velmi problematické. Ještěproblematičtější je konstantní výroba tepla při optimali-zaci ostatních parametrů, například kvality spalin.

Je známý způsob, který se snaží udržet konstantní vy- - 2 - tváření tepla výlučné na podkladě měření množství páry*Tento způsob je neuspokojivý. Získávají se při něm totižkolísavé hodnoty s velkými amplitudami.

Je známé, že při větším podílu spalitelného materiáluv odpadu se pro spalování v topeništi spotřebuje většímnožství kyslíku. V důsledku toho je ve spalinách k dispo-zici méně kyslíku. Tato skutečnost byla již využitaG. Schetterem a E. Leitmeirem. Ti popisují v VGB Kraft-werkstechnik 1987, str. 132, 133 regulaci spalování, u které se rušivá veličina složení odpadu zmenší do té míry,že se zajistí poměrně rovnoměrný způsob spalování. K tomuúčelu se navfchuje využití tří navzájem nezávislých regu-lačních obvodů, z nichž autoři první dva již vyzkoušelia třetí navrhují jako pracovní projekt. V prvním regulač-ním obvodu byl řízen průchod odpadu na podkladě obsahukyslíku ve spalinách jako regulační veličiny. Druhý regu-lační obvod používal jako regulační veličinu množství pá-ry a působil na přívod primárního vzduchu. Třetí regulačnísystém, který byl ve vývojovém stadiu, měl za úkol zapojitdo systému regulaci sekundárního vzduchu.

Tento známý způsob regulace je nákladný a neumožňu-je v praxi požadovaném měřítku rovnoměrnost uvolňovanéhotepla a tím i množství páry; optimalizace dalších para-metrů se přitom vůbec neuvažuje. V technice jsou známá i víceobvodová, případně více-smyčková regulační zařízení, případně regulační obvody.Někdy se označují také jako kaskádní regulace. Jedná sepřitom o nejméně dvousmyčkový regulační obvod, přičemžv hlavní smyčce je uspořádána jedna nebo více pomocnýchsmyček. Jako hlavní regulátor nebo vedoucí regulátor se používá pomalu pracující PI-regulátor, za který je jakopomocný regulátor nebo následný regulátor zapojen rychlepracující P-regulátor. Podle vynálezu se v kaskádové regu-laci snímá jako hlavní regulační veličina vytvořené množ-ství páry s určitým zpožděním· Jako pomocná regulační veli-čina se používá obsah kyslíku ve spalinách, který je rych-le k dispozici. Protože tato veličina je k dispozici prak-ticky bez zpoždění, může se v pomocné smyčce kaskádové re-gulace uskutečňovat bezprostřední působení na regulačníveličinu.

Podstata_yynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit způsob a regulačnísystém pro provoz spalovacího zařízení odpadků, které bys ekonomicky přijatelnými náklady umožňovaly vyrovnávánívytvářeného tepla a současně konstantní udržování množstvípáry a navíc by ještě umožňovaly potřebám přizpůsobenouoptimalizaci zařízení pro spalování odpadu, která jsou vy-bavena rošty.

Vytčený úkol se řeší způsobem, jehož podstata je uve-dena ve význakové části nároku 1. Další výhodná vytvořeníjsou předmětem nároků 2 až 5. Podstatu vynálezu tvoří rov-něž regulační systém podle nároků 6 až 8 a spalovací zaří-zení odpadků podle nároku 9.

Podle vynálezu se v kaskádové regulaci zjištuje s určitým zpožděním jako hlavní regulační veličina vytvořenémnožství páry. Obsah kyslíku ve spalinách, který je rychlek dispozici, se používá jako pomocná regulační veličina.Protože tato veličina je k dispozici prakticky bez zpož-dění, může se v pomocné smyčce kaskádové regulace uskuteč- - 4 - novat bezprostřední působení na regulační veličinu· Regu-lačními veličinami, které jsou zprostředkovány prostřed-nictvím pomocných regulátorů, se s výhodou řídí pěchovad-lo, rošt a primární vzduchová klapka, případně klapky, toznamená přívod odpadu do spalovacího prostoru, průchod od-padu pecí a přívod vzduchu pro spalování·

Způsobem podle vynálezu se dosahuje vyrovnání, to zna-mená konstantní udržování vytvářeného tepla a tím i množstvípáry. Mimoto lze optimalizovat další parametry způsobu, na-příklad kvalitu spalin, kvalitu strusky, životnost roštua teplotu prostoru ohniště. Současně se dosahuje konstantní-ho množství a kvality spalin.

Další výhodné pomocné regulační veličiny jsou teplotastropu topeniště a teplota roštu, jejichž využití v přídav-ných pomocných regulačních obvodech umožňuje zjemnění re-gulačního procesu a tím i vyloučení malého kolísání množ-ství páry· Měření teploty na stropu topeniště a na roštu přinášíještě další podstatné výhody. To je zcela jasně patrné ztoho, že na roštu probíhající proces trvá zhruba hodinu aže tento proces byl až dosud řízen obsluhou zcela citově.

Je tedy podle vynálezu poprvé možné regulovat spalovacíproces na roštu na podkladě tam skutečně panujících pomě-rů. Jednotlivé výhody zahrnutí teploty stropu topeniště aroštu do regulace spočívají v tom, že se dosáhne maximál-ního využití plochy roštu, prodloužené životnosti roštu,dokonalejšího vyhoření spalin, lepší kvality spalin a úspor-nějšího přebytku vzduchu.

Pokud by byla teplota stropu topeniště například pří 5 liš velká, zpomalí se pohyb pěchovadla a tím i přívod od-padků· Tím se zmenší stupeň překrytí roštu, to znamená,že rošt je méně izolován; tím teplota roštu stoupne. V důsledku toho se zmenší rychlost roštu, aby se dosáhlovětšího stupně překrytí; současně se také zmenší přivádě-né množství primárního vzduchu a množství sekundárníhovzduchu se v souladu s tím zvýší, fĚSbiSá-S^IÉzků^na^yýkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladuprovedení vynálezu ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je schematicky znázorněno průtokové schémaspalovacího zařízeni odpadků. Na obr. 2 je schematickyznázorněn příklad provedení regulace podle vynálezu.

Př í -E£ 2Ϊ--£2 í-XIGÉiSSS

Spalovací zařízení odpadků uvedeného druhu jsou zná-má, Jsou vyráběna mimo jiné také majitelem patentu, kdejsou rovněž provozována. Do detailně neznázorněného tope-niště JL na obr. 1 se prostřednictvím pěchovadla 2 přivádíodpad. Dávkování je funkcí rychlosti pěchovadla 2. Dávkova-ný odpad přichází na neznázorněný spalovací rošt, kde sevysouší, odplynuje a spaluje. Proces spalování je ovlivňo-ván přiváděním primárního vzduchu. Horké spaliny 3 se při-vádějí z topeniště 1 do kotle 4, kde se využívají pro vý-robu páry. Ochlazené spaliny í) a pára 6 opouštějí kotel 4.Do regulačního systému ]_ pro konstanci výkonu, případněpro optimalizaci výkonu se přivádějí naměřené hodnoty pá-ry 8, obsahu kyslíku 9 spalin a případně teploty stropu11 topeniště a roštu 12. Regulační systém 7 poskytuje re- 6 gulační signály 13 pro dávkovači pěchovadlo, rošt a primár-ní vtduchové klapky·

Regulační systém znázorněný na obr. 2 má známá měřicíústrojí 14 množství páry, měřicí ústrojí 15 obsahu kyslíku,měřicí ústrojí 16 teploty topeniště a měřicí ústrojí 17 teploty roštu· Naměřená hodnota množství páry se přivádí jakovstupní signál 18 do hlavního regulátoru 19. Ten je vytvo-řen jako pomalu pracující PI-regulátor· Jeho výstupní sig-nál 27 se přivádí do tří následných rychlejších pomocnýchregulátorů 21, 22, 23· V daném případě se jedná o rychlejipracující P-regulátory. Jmenovitá hodnota pomocných regulá-torů 21· 22, 23 se nastavuje prostřednictvím výstupníhosignálu 27 hlavního regulátoru 19 na základě naměřenýchhodnot páry· Jako vstupní signál 20 se do pomocných regu-látorů 21, 22, 23 přivádí naměřená hodnota kyslíku Og vespalinách· To je okamžitý proces, protože měření kyslíku seuskutečňuje bez zpoždění· Výstupy každého pomocného regu-látoru 21, 22, 23 jsou spojeny s regulačními členy, to jes pěchovadlem 24 pro dávkování odpadu, s roštem 25 pro do-bu prodlevy odpadu na roštu a s primárními vzduchovýmiklapkami 26 pro přívod vzduchu pro spalování. Regulačnísignály 32, 33, 34 pomocných regulátorů 21, 22, 23 se pře-dávají prakticky bez zpoždění na regulační členy, to je napěchovadlo 24, rošt 25 a primární vzduchové klapky 26,

Podle zvláště výhodného provedení se odpovídajícímiměřicími ústrojími 16, 17 přídavně měří teplota v topeniš-ti a/nebo teplota roštu. Naměřená hodnota se přivádí jakovstupní signál 35, 36 vždy do jednoho dalšího pomocnéhoregulátoru 37, 38, jejichž výstupní signály 39, 41 se při-vádějí do pomocných regulátorů 21, 22, 23. Tímto způsobem se zajistí konstantní udržování a optimalizace uvolňovánítepla ve spalovacím zařízení odpadků.

Pro další zdokonalení způsobu může být pomocný regulá-tor 23 pro primární vzduch spojen s ovládáním sekundárníhovzduchu. Tím lze ovládat množství sekundárního vzduchu tak,aby součet primárního vzduchu a sekundárního vzduchu, toznamená celkové množství spalovacího vzduchu, zůstávalkonstantní. JUDr. Zdeňka KOnZJZOVÁaúvukátka

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob provozu spalovacího zařízení odpadků, které je opat-řeno roštem, vyznačující se tím, že po rozdmýchání ohně se vytváření tepla vyrovnává víceobvo-dovým regulačním ústrojím, do kterého se přivádí vytvořenémnožství páry jako hlavní regulační veličina a obsah kyslí-ku ve spalinách jako pomocná regulační veličina.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím,že prostřednictvím rychle reagujících pomocných regulátorů se řídí přidávání odpadků, doba setrvání na roštu a množ-ství primárního vzduchu.
3. 3. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyzna-čující se tím, že jako další pomocná re-gulační veličina se využije teplota stropu topeniště.
4. 4. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyzna-čující se tím, že jako další pomocná re-gulační veličina se využije teplota roštu.
5. 5. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyzna-čující se tím, že celkové množství spalova-cího vzduchu se udržuje konstantní.
6. 6. Regulační systém pro provádění způsobu podle jednoho zpředcházejících nároků, vyznačující setím, že je opatřen měřicím ústrojím (14) množstvípáry jako hlavní regulační veličiny a měřicím ústrojím(15) obsahu kyslíku ve spalinách jako pomocné regulačníveličiny, jakož i pomalým hlavním regulátorem (19) promnožství páry, za kterým jsou zapojeny nejméně tři rych- - 9 - lejší pomocné regulátory (21, 22, 23), jejichž výstupy jsouspojeny s regulačními členy, to je s pěchovadlem (24), sroštem (25) a s primárními vzduchovými klapkami (26).
7. 7, Regulační systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že v topeništi (1) je upraveno měřicí ústro-jí (16) teploty topeniště (1) jako pomocné regulační veli-činy a za ním je upraven pomocný regulátor (37), jehož vý-stup je spojen se třemi následnými rychlejšími pomocnýmiregulátory (21, 22, 23)O
8. 8, Regulační systém podle nároku 6 nebo 7, vyznaču-jící se tím, že je opatřen měřicím ústrojím(17) teploty roštu (12) jako pomocné regulační veličiny a za ním upraveným pomocným regulátorem (38), jehož výstupje spojen se třemi následnými rychlejšími pomocnými regu-látory (21, 22, 23)o
9. 9, Spalovací zařízení odpadků s topeništěm, které je opatře-no roštem, s kotlem a s regulačním systémem topení k pro-vádění způsobu podle jednoho z nároků 1 až 5, vyzna-čující se tím, že regulační systém má mě-řicí ústrojí (14) množství páry jako hlavní regulační ve-ličiny a měřicí ústrojí (15) obsahu kyslíku ve spalináchjako pomocné regulační veličiny, jakož i pomalý hlavní re-gulátor (19) pro množství páry, za kterým jsou připojenynejméně tři rychlejší pomocné regulátory (21, 22, 23), je-jichž výstupy jsou spojeny s regulačními členy, to je spěchovadlem (24), s roštem (25) a s primárními vzduchový-mi klapkami (26).