CZ296055B6 - Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW - Google Patents
Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW Download PDFInfo
- Publication number
- CZ296055B6 CZ296055B6 CZ20021173A CZ20021173A CZ296055B6 CZ 296055 B6 CZ296055 B6 CZ 296055B6 CZ 20021173 A CZ20021173 A CZ 20021173A CZ 20021173 A CZ20021173 A CZ 20021173A CZ 296055 B6 CZ296055 B6 CZ 296055B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fluidized bed
- temperature
- boiler
- fuel
- output
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 206010065929 Cardiovascular insufficiency Diseases 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW, jehož podstatou je, že se za podmínek normální teploty a tlaku spalovacím vzduchem přiváděným pod tlakem 3000 až 12 000 Pa s rychlostí fluidace 0,3 až 0,8 metru za sekundu přivede do vznosu do výšky 30 až 80 cm nad tryskami fluidní vrstva z písku o velikosti granulí od 0,6 do 2,5 mm, načež se teplota fluidní vrstvy reguluje změnou množství do fluidní vrstvy dodávaného paliva, které se mísí se směsí spalin a vzduchu s celkovým přebytkem kyslíku 1,35 až 1,75, přičemž výkon kotle se reguluje množstvím spalovacího vzduchu přiváděného do fluidní vrstvy.
Description
Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluid ní vrstvou do výkonu 20 MW
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW, u něhož se za podmínek normální teploty a tlaku spalovacím vzduchem přiváděným pod tlakem 3000 až 12 000 Pa s rychlostí fluidace 0,3 až 1 m.s“1 přivede do vznosu fluidní vrstva z písku o velikosti granulí od 0,6 do 2,5 mm, načež se teplota fluidní vrstvy reguluje změnou množství do fluidní vrstvy dodávaného paliva, které se mísí se směsí spalin a vzduchu, přičemž výkon kotle se reguluje množstvím spalovacího vzduchu přiváděného do fluidní vrstvy.
Dosavadní stav techniky
Základní podmínkou úspěšného chodu každého fluidního kotle je udržení konstantní teploty fluidní vrstvy, to jest zabránění jejího kolísání. Toho lze jen velmi obtížně dosáhnout zejména u kotlů o menším výkonu, to jest o výkonu v rozmezí od 2 do 20 MW. Značným problémem při chodu fluidního kotle je i jeho samotný nájezd, který u kotlů velkých výkonů, tojest nad 50 MW, trvá i několik dní. Z tohoto důvodu se takový kotel obvykle neodstavuje celý rok.
U kotlů menších výkonů je však požadavek celoročního provozu prakticky nemožný a proto je třeba nájezdy kotle často opakovat, u malých výkonů i denně. Proto automatizování nájezdu kotle je základní podmínkou úspěšného provozování kotle. Doposud byl nájezd velmi obtížný a zdlouhavý a musel být ovládán obsluhou s kvalifikací na úrovni výrobce fluidního kotle, čímž se nájezd kotle stal pro běžnou obsluhu nemožný, neproveditelný.
Jsou známy fluidní systémy, u nichž je topeniště tvořeno několika sekcemi, obvykle čtyřmi, z nichž jednotlivé sekce podle požadovaného výkonu kotle se postupně zařazují nebo vyřazují z provozu. Každá sekce musí mít samostatný přívod paliva i vzduchu. Takové systémy jsou zpravidla velmi komplikované a mají také nevhodný regulační rozsah.
Dalším známým systémem je systém s vestavěnými teplosměnnými plochami ve fluidní vrstvě a vynucenou cirkulací částic. V tomto systému mívá teplosměnná plocha vestavěná do fluidní vrstvy výkon 40 až 50 % jmenovitého výkonu kotle. Nevýhodou takového systému je, že jeho nejnižší výkon nemůže být menší než příkon teplosměnných ploch instalovaných do fluidní vrstvy, což činí okolo 50 % jmenovitého výkonu. Další nevýhodou tohoto systému je, že při selhání cirkulačních čerpadel, které musí být u tohoto systému instalovány, musí dojít k přepálení výměníků, umístěných v teplotě asi 800 °C. Při odstavování kotle musí nejdříve dojít k vychlazení fluidní vrstvy. Do fluidní vrstvy proudí fluidním roštem spalovací vzduch, a odděleně cirkulační vzduch, který svou intenzitou mění intenzitu cirkulující vrstvy a mění tím odvod tepla a teplotu fluidní vrstvy. Změna tepelného výkonu kotle se provádí změnou množství přiváděného paliva a směsi spalovacího a cirkulačního vzduchu, čímž se mění i teplota fluidní vrstvy. Vzhledem k tomu, že u této regulace se musí řídit několik prvků najednou a jeden ovlivňuje velikost druhého, je regulace velmi složitým procesem. Komplikovanost regulace u tohoto systému má za následek, že se kotle menších výkonů, to jest výkonů do 20 MW, v tomto systému prakticky neprovozují.
Byl učiněn i pokus vyřešit tento problém za pomoci způsobu řízení fluidních kotlů a roštových kotlů rekonstruovaných na fluidní spalování, u něhož se za podmínek normální teploty a tlaku spalovacím vzduchem přiváděným pod tlakem 3000 až 12 000 Pa s rychlostí fluidace 0,3 až 1 m.s“1 přivede do vznosu do výšky 10 až 25 cm nad tryskami fluidní vrstva z písku o velikosti granulí od 0,6 do 3 mm, načež se teplota fluidní vrstvy reguluje změnou množství do fluidní vrstvy dodávaného paliva, které se mísí se směsí spalin a vzduchu s celkovým přebytkem kyslíku až
-1 CZ 296055 B6
1,3, přičemž výkon kotle se reguluje množstvím spalovacího vzduchu přiváděného do fluidní vrstvy.
Nevýhody tohoto způsobu spočívají zejména v tom, že vyžaduje velmi vysokou spalovací komoru, která musí být navíc vyzděná, aby v ní nedocházelo k odvodu tepla a tím ke zchlazování spalin a aby došlo k dokonalému shoření oxidu uhelnatého CO na podlimitní hodnoty emisí. Další nevýhodou je, že po výšce spalovací komory musí být zaváděn sekundární a terciární vzduch, přičemž dávkování těchto přídavných vzduchů musí být řízeno podle sond měřících emise CO a kyslík. Další nevýhodou tohoto způsobuje, že takový kotel musí mít zařízení na regulaci výšky fluidní vrstvy v kotli, tj. zařízení, které zajišťuje kontinuální odvod popela z fluidní vrstvy a zařízení na kontinuální doplňování popela do fluidní vrstvy, např. cyklon zařazený těsně za kotlem, který odděluje popel ze spalin kotle.
Vysoká spalovací komora kotle, zařízení na řízení a dávkování sekundárního a terciárního vzduchu a zařízení na regulaci výšky fluidní vrstvy v kotli kotel zdražují a komplikují jeho provoz. Z tohoto důvodu lze uvedeného způsobu ekonomicky využít pouze u kotů s výkonem nad 30 MW a s kontinuálním provozem.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody dosavadních systémů do značné míry odstraňuje způsob řízení chodu fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW, u něhož se za podmínek normální teploty a tlaku spalovacím vzduchem přiváděným pod tlakem 3000 až 12 000 Pa s rychlostí fluidace 0,3 až 1 m.s1 přivede do vznosu fluidní vrstva z písku o velikosti granulí od 0,6 do 2,5 mm, načež se teplota fluidní vrstvy reguluje změnou množství do fluidní vrstvy dodávaného paliva, které se mísí se směsí spalin a vzduchu, přičemž výkon kotle se reguluje množstvím spalovacího vzduchu přiváděného do fluidní vrstvy, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že se fluidní vrstva z písku o velikosti granulí od 0,6 do 2,5 mm přivede do výšky 30 až 100 cm nad tryskami, přičemž směs spalin a vzduchu, která se smísí s palivem dodávaným do fluidní vrstvy, má celkový přebytek kyslíku vrozmezí od 1,35 do 1,75.
Výhodou tohoto řešení je zejména to, že nevyžaduje vysokou spalovací komoru, a vyzdění není vždy nutné. Další výhodou je, že nevyžaduje zavádění terciárního vzduchu po výšce spalovací komory ani jeho řízení podle analýzy spalin, přičemž při vyšších přebytcích spalovacího vzduchu se dosahuje jak podlimitních hodnot emulzí, tak i dokonalého shoření CO. Další výhodou tohoto způsobu pak je, že takový kotel nemusí mít zařízení na regulaci výšky fluidní vrstvy v kotli, tj. zařízení, které zajišťuje kontinuální odvod popela z fluidní vrstvy a zařízení na kontinuální doplňování popela do fluidní vrstvy, např. cyklon zařazený těsně za kotlem, který odděluje popel ze spalin kotle.
Tyto změny, umožněné změnou způsobu řízení chodu fluidních kotlů a roštových kotlů rekonstruovaných na fluidní spalování oproti nejbližšímu stavu techniky, sebou nesou zlevnění a zjednodušení řízení chodu fluidních kotlů, zejména o výkonu do 30 MW. Jen o málo zvýšená komínová ztráta je přitom vyvážena snížením nedopalu v popelovinách při standardně vysoké účinnosti v rozmezí 89 až 90 %.
Přitom jsou zachovány výhody nejbližšího stavu techniky, kdy oproti jiným dosud známým způsobem, u nichž se k řízení teploty fluidní vrstvy v kombinaci s přívodem paliva používá nejen několik druhů přiváděných vzduchů, jako jsou spalovací a fluidační vzduch pro zajištění fluidace, vzduch zajišťující cirkulaci a podobně, ale i odvod teplé fluidní vrstvy z topeniště, přívod vychlazené fluidní vrstvy nebo i výška fluidní vrstvy, vždy ve složité vzájemné korelaci, se takto řízení chodu fluidního kotle výrazně zjednodušuje.
-2CZ 296055 B6
Ve výhodném provedení tohoto způsobu se pro dosažení pracovní teploty fluidní vrstvy nejdříve předehřeje spalovací a fluidační vzduch na teplotu 550 až 650 °C, tímto vzduchem se předehřeje fluidní vrstva kotle na teplotu 450 až 500 °C, pak se do fluidní vrstvy kontinuálně přidává palivo v množství, odpovídajícímu 20 % jmenovitého výkonu kotle, a přívod paliva se reguluje v závislosti na rychlosti nárůstu teploty fluidní vrstvy, přičemž do doby než teplota fluidní vrstvy dosáhne pracovní teploty 800 °C se při vzestupu teploty fluidní vrstvy o méně než 1,5 °C za deset sekund přívod paliva zvýší o množství odpovídající nejvýše 1 % jmenovitého výkonu kotle a při vzestupu teploty fluidní vrstvy o více než 2,4 °C za deset sekund se přívod paliva sníží o množství odpovídající nejvýše 1 % jmenovitého výkonu kotle. Výhodou tohoto způsobu řízení chodu fluidních kotlů je, že se změnami jediné veličiny dosahuje optimálního náběhu kotle za studeného stavu, a to v krátkém čase, avšak současně bez nebezpečí překmitu teploty fluidní vrstvy na hodnoty, kdy parametry kotle nejsou zaručeny.
Poté co teplota fluidní vrstvy dosáhne pracovní teploty 800 °C se při vzestupu teploty fluidní vrstvy o více než 0,5 °C za deset sekund přívod paliva sníží o množství odpovídající nejvýše 1 % jmenovitého výkonu kotle a při poklesu teploty fluidní vrstvy o více než 0,5 °C za deset sekund se přívod paliva zvýší o množství odpovídající nejvýše 1 % jmenovitého výkonu kotle. Tento postup zajišťuje, že se teplota fluidní vrstvy při chodu kotle udržuje v předem stanovených mezích.
Jako pojistky proti nevhodnému přehřátí fluidní vrstvy se přitom podle vynálezu používá toho, že přívod paliva se zastaví, překročí-li teplota fluidní vrstvy hodnotu 860 °C.
Intervaly mezi jednotlivými zvýšeními a/nebo sníženími přívodu paliva mají přitomu tohoto způsobu podle vynálezu délku alespoň jednu minutu. Tímto opatřením se zabrání rozkmitání celého systému.
Příklady provedení vynálezu
Způsob řízení fluidních kotlů, a to včetně nájezdu kotle a jeho odstavení, byl prakticky vyzkoušen na nových kotlích s fluidním spalováním uhlí a pracujících s oxidační pískovou fluidní vrstvou, o výkonu 1,5 a 5 MW.
Pro optimální realizaci tohoto způsobuje výhodné, je-li dávkovač uhlí konstruován tak, aby dávkování paliva bylo plynulé v rozsahu, které odpovídá 20 až 120 % rozsahu jmenovitého výkonu kotle, a je-li možné dálkovým ovládáním rovnoměrně rozdělit jeho celý regulační rozsah na alespoň 100 dílů, takže dávkování paliva lze měnit s jemností 1 % rozsahu dávkování, a to v celém uvedeném rozsahu.
V příkladném provedení způsobu řízení fluidních kotlů a roštových kotlů rekonstruovaných na fluidní spalování se při startu fluidního kotle pomocí startovací spalovací komory předehřeje spalovací a fluidační vzduch na teplotu 600 °C, tímto vzduchem se předehřeje fluidní vrstva u kotlů na teplotu 450 až 500 °C. Nárůst teploty fluidní vrstvy v této oblasti teplot je již při ohřevu horkými spalinami velmi pomalý. Při teplotě 450 až 500 °C se začne přidávat, zpravidla ručním spouštěním palivo s dávkováním minimálního množství, při evidentním vzrůstu teploty fluidní vrstvy vlivem přívodu paliva se přenese ovládání dávkovače do automatického chodu.
Spalovací vzduch je tvořen směsí spalin a vzduchu a jeho složení lze seřídit například systémem dvou regulačních klapek. Jedna klapka seřizuje přívod recyklovaných spalin, druhá pak přívod čerstvého vzduchu. Složení spalovacího vzduchu musí být takové, aby v přívodním spalovacím vzduchu byl 1,35 až 1,75 přebytek kyslíku pro spalování přiváděného paliva. Takový přebytek kyslíku slouží pro dokonalé spálení hořlaviny a zajištění optimálního přebytku vzduchu při současném splnění povolených emisních koncentrací. Recyklované spaliny pak slouží pro zajištění potřebného média pro potřebný přenos tepla a pro odběr tepla fluidní vrstvě, a tím zajištění sníže
-3 CZ 296055 B6 ní požadované teploty hoření na rozmezí 800 až 850 °C. Nepřítomnost vložených teplosměnných ploch ve fluidní vrstvě, které obvykle slouží pro odběr tepla fluidní vrstvě, umožňuje značné zvýšení regulačního rozsahu do té míry, že je možné například i odstavení kotle během 2 až 3 sekund do tak zvané teplé zálohy. Současně je takto umožněno použití potřebného neutrálního média pro zajištění vznosu fluidní vrstvy neboli fluidace. Rychlosti fluidace se pak musí pohybovat v rozmezí 0,3 až 1 m.s”1 při podmínkách normální teploty a tlaku, přičemž rychlost 0,3 m.s4 je prahem fluidace. Při této rychlosti je výkon kotle minimální. Při rychlosti 1 m.s1 je výkon kotle maximální. Zvyšováním rychlosti nad tuto hodnotu by docházelo k úletu fluidní vrstvy a bez doplňování fluidní vrstvy by došlo k zastavení fluidace a tím i k zastavení činnosti kotle.
Rychlost fluidace se udává v podmínkách normální teploty a tlaku z následujícího důvodu: Při zvýšení teploty dochází ke zřeďování vzduchu, při zvyšování tlaku naopak k jeho zhušťování. Aby bylo lze v poměrně širokých mezích teploty a tlaku dostatečně přesně definovat rychlost fluidace, to jest dráhu, kterou hmotnostní jednotka spalovacího vzduchu urazí za jednotku času, je hmotnostní jednotka definována jako takové množství spalovacího vzduchu, které je v objemové jednotce nikoliv v reálných podmínkách, to jest při teplotě 800 až 860 °C a tlaku 3 až 12 kPa, ale v téže objemové jednotce za teoretického předpokladu normální teploty a tlaku.
Rozsah potřebného tlaku spalovacího vzduchu je v rozmezí 3000 Pa až 12 000 Pa, použitá granulometrie písku je 0,6 až 2,5 mm, výška pískové vrstvy 30 až 100 cm nad tryskami, rychlosti fluidace 0,3 až 0,8 m.s-1 při podmínkách normální teploty a tlaku, přebytek kyslíku v přívodním spalovacím vzduchuje v rozmezí 1,35 až 1,75, výhřevnost paliva je v rozmezí od 8 do 27 MJ/kg, zrnění paliva je 0 až 100 mm zrna. Přebytkem kyslíku v přívodním spalovacím vzduchu je zde míněno množství kyslíku, které není ve fluidní vrstvě spáleno. Přebytek kyslíku 1,35 znamená, že v přívodním spalovacím vzduchuje o 35 % kyslíku více, než kolik se za daného nastavení kotle ve fluidní vrstvě skutečně spálí. Kouřová klapka se nastavuje na maximální možné škrcení tak, aby nedocházelo k pronikání spalin netěsnostmi kotle do prostoru kotelny, a byl tak zajištěný dostatečný dotah spalin z kotle.
Při takto nastaveném spalovacím vzduchu a takových parametrech stacionární pískové oxidační fluidní vrstvy se za předpokladu stálého, to jest neměněného výkonu kotle teplota fluidní vrstvy stává jedinou řízenou veličinou. Stanovení optimální teploty hoření a její udržování na optimální teplotě s minimem výkyvů pro udržení optimálních spalovacích podmínek, včetně minimální koncentrace exhalací, zejména CO, NOX a SO2, je tak značně ulehčeno.
Otáčky dávkovače paliva, tedy jeho výkon, se při náběhu kotle řídí tak, aby se teplota fluidní vrstvy zvyšovala v rozmezí 1,5 až 2,4 °C za 10 sekund, přičemž řídicí systém dělá zásahy do regulace otáček dávkovače v následujících případech:
- zvyšuje-li se teplota fluidní vrstvy o více než 2,4 °C za 10 sekund, řídicí systém snižuje otáčky dávkovače uhlí o 1 %,
- zvyšuje-li se teplota fluidní vrstvy o méně než 1,5 °C za 10 sekund, řídicí systém zvyšuje otáčky dávkovače o 1 %.
Zvyšuje-li se teplota fluidní vrstvy o 1,5 až 2,4 °C za 10 sekund, řídicí systém nedělá žádný zásah.
Po zvýšení nebo snížení otáček dávkovače uhlí řídicí systém blokuje další zvýšení nebo snížení otáček na 1 minutu. Po dosažení optimální teploty fluidní vrstvy nad 800 °C se řídicí systém automaticky přepne do režimu ustálené teploty fluidní vrstvy.
Tímto postupem lze spolehlivě startovat fluidní kotle. Tento technologický postup lze plně automatizovat. Doba startu ze studeného stavu, kdy teplota fluidní vrstvy je přibližně 20 °C, nepřekračuje u příkladného kotle dobu 120 minut, doba startu kotle z teploty fluidní vrstvy cca 450 °C
-4CZ 296055 B6 se pohybuje v rozmezí 30 až 45 minut. Interval 10 sekund, v němž se měří rychlost zvyšování teploty fluidní vrstvy, je zvolen jako optimální. Bylo zjištěno, že zvyšování nebo snižování rychlosti nájezdu je nežádoucí. Zvyšování rychlosti nájezdu kotle je prakticky nemožné, neboť zkrácení nájezdu by znamenalo zvýšení dávkování uhlí, a tím vytvoření zásoby uhlí ve fluidní vrstvě, což by při dosažení teploty kolem 800 °C vyvolalo rychlý nezvládnutelný nárůst teploty i přes 1000 °C. Tato teplota by způsobila zapečení fluidní vrstvy a kolaps kotle. Snižování rychlosti nájezdu je rovněž nežádoucí, neboť by se zbytečně prodlužoval nájezd kotle a zároveň by došlo k nadměrnému kolísání teplot ve fluidní vrstvě a k destabilizaci nájezdu kotle.
Nájezd kotle dle tohoto způsobuje spolehlivý a byl odzkoušen denním najížděním kotle.
Teplota po nájezdu kotle se dostane a pak ustálí na optimální hodnotě, jejíž hodnota v příkladném provedení dosahuje 830 až 840 °C, přičemž řídicí systém kontroluje a řídí otáčky dávkovače tak, aby teplota fluidní vrstvy splňovala požadavek ustáleného stavu. Řídicí systém dělá zásahy do otáček dávkovače jen v následujících případech:
- zvyšuje-li se teplota fluidní vrstvy o více než 0,5 °C za 10 sekund, řídicí systém snižuje otáčky dávkovače uhlí o 1 %,
- snižuje-li se teplota fluidní vrstvy o více než o 0,5 °C za 10 sekund, řídicí systém zvyšuje otáčky dávkovače uhlí o 1 %,
- zvyšuje-li se teplota fluidní vrstvy o méně než o 0,5 °C za 10 sekund, řídicí systém nedělá žádný zásah,
- snižuje-li se teplota fluidní vrstvy o méně než o 0,5 °C za 10 sekund, řídicí systém nedělá žádný zásah,
- je-li teplota fluidní vrstvy vyšší než 840 °C, zablokuje se zvyšování otáček dávkovače, a při 860 °C dávkovače vypne,
- po zvýšení nebo snížení otáček dávkovače uhlí řídicí systém blokuje další zvýšení nebo snížení otáček po dobu jedné minuty,
- z bezpečnostních důvodů, a při regulaci výkonu kotle směrem dolů, je blokován chod dávkovače při překročení optimální teploty, tedy 830 až 840 °C, o 30 až 40 °C. Ovládání kotle je v příkladném provedení tedy nastaveno tak, že po dosažení teploty 860 °C dojde k přerušení dávkování paliva, a až po poklesu teploty fluidní vrstvy pod tuto hodnotu je činnost dávkovače opět obnovena,
-jestliže se teplota fluidní vrstvy zvyšuje o méně než 0,5 °C za 10 sekund, potom teplota fluidní vrstvy stoupne jen o omezenou hodnotu, a to asi o 10 °C a vytvoří se autoregulační termodynamická rovnováha. Při tomto pomalém zvýšení se vlivem zvýšení teploty fluidní vrstvy zvýší přenos tepla do trámců kotle a fluidního topeniště a dojde k odběru tepla z fluidní vrstvy a tím k jejímu pomalému ochlazení,
- při pomalém poklesu teploty fluidní vrstvy pod 0,5 °C za 10 sekund klesne teplota fluidní vrstvy jen o omezenou hodnotu, a to asi o 10 °C, a klesání se zastaví. Snížená teplota má za následek nižší přenos tepla do trámců kotle a fluidního topeniště, takže opětovně stoupne teplota fluidní vrstvy. Takto teplota pomalu kolísá kolem optimální teploty.
Takto navržený způsob řízení teploty fluidní vrstvy je schopen plné automatizace. Tímto způsobem je zajištěno zcela minimální kolísání teploty fluidní vrstvy. V ustáleném chodu kotle při použití způsobu podle vynálezu teplota fluidní vrstvy nekolísala o více než 10 °C. Automatizace řízení teploty fluidní vrstvy přitom umožňuje regulování výkonukotle změnou pouze jednoho pa
-5CZ 296055 B6 rametru, a to změnou množství spalovacího vzduchu přiváděného do fluidní vrstvy, což je dalším zjednodušením řízení fluidního kotle.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW, u něhož se za podmínek normální teploty a tlaku spalovacím vzduchem přiváděným pod tlakem 3000 až 12 000 Pa s rychlostí fluidace 0,3 až 1 m.s-1 přivede do vznosu fluidní vrstva z písku o velikosti granulí od 0,6 do 2,5 mm, načež se teplota fluidní vrstvy reguluje změnou množství do fluidní vrstvy dodávaného paliva, které se mísí se směsí spalin a vzduchu, přičemž výkon kotle se reguluje množstvím spalovacího vzduchu přiváděného do fluidní vrstvy, vyznačující se t í m, že se fluidní vrstva z písku o velikosti granulí od 0,6 do 2,5 mm přivede do výšky 30 až 100 cm nad tryskami, přičemž směs spalin a vzduchu, která se mísí s palivem dodávaným do fluidní vrstvy, má celkový přebytek kyslíku vrozmezí od 1,35 do 1,75.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro dosažení pracovní teploty fluidní vrstvy se nejdříve předehřeje spalovací a fluidační vzduch na teplotu 550 až 650 °C, tímto vzduchem se předehřeje fluidní vrstva kotle na teplotu 450 až 500 °C, pak se do fluidní vrstvy kontinuálně přidává palivo v množství, odpovídajícím 20 % jmenovitého výkonu kotle, a přívod paliva se reguluje v závislosti na rychlosti nárůstu teploty fluidní vrstvy, přičemž do doby než teplota fluidní vrstvy dosáhne pracovní teploty 800 °C se při vzestupu teploty fluidní vrstvy o méně než 1,5 °C za deset sekund přívod paliva zvýší o množství odpovídající nejvýše 1 % jmenovitého výkonu kotle a při vzestupu teploty fluidní vrstvy o více než 2,4 °C za deset sekund se přívod paliva sníží o množství odpovídající nejvýše 1 % jmenovitého výkonu kotle, zatímco poté co teplota fluidní vrstvy dosáhne pracovní teploty 800 °C se při vzestupu teploty fluidní vrstvy o více než 0,5 °C za deset sekund přívod paliva sníží o množství odpovídající nejvýše 1 % jmenovitého výkonu kotle a při poklesu teploty fluidní vrstvy o více než 0,5 °C za deset sekund se přívod paliva zvýší o množství odpovídající nejvýše 1 % jmenovitého výkonu kotle.
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přívod paliva se zastaví, překročili teplota fluidní vrstvy hodnotu 860 °C.
- 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že intervaly mezi jednotlivými zvýšeními a/nebo sníženími přívodu paliva mají délku alespoň jednu minutu.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20021173A CZ296055B6 (cs) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW |
SK4292003A SK4292003A3 (en) | 2002-04-04 | 2003-04-07 | Method for controlling fluidized bed boilers and grate boilers reconstructed to fluidized bed boilers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20021173A CZ296055B6 (cs) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20021173A3 CZ20021173A3 (cs) | 2003-11-12 |
CZ296055B6 true CZ296055B6 (cs) | 2005-12-14 |
Family
ID=29260652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20021173A CZ296055B6 (cs) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ296055B6 (cs) |
SK (1) | SK4292003A3 (cs) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ301744B6 (cs) * | 2004-08-18 | 2010-06-09 | Ptácek@Milan | Kotel s fluidním spalováním |
-
2002
- 2002-04-04 CZ CZ20021173A patent/CZ296055B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-04-07 SK SK4292003A patent/SK4292003A3/sk unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ301744B6 (cs) * | 2004-08-18 | 2010-06-09 | Ptácek@Milan | Kotel s fluidním spalováním |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ20021173A3 (cs) | 2003-11-12 |
SK4292003A3 (en) | 2003-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5626085A (en) | Control of staged combustion, low NOx firing systems with single or multiple levels of overfire air | |
WO2020015694A1 (zh) | 生物质锅炉的燃烧风量控制系统及控制方法 | |
CA2081945C (en) | Method for operating an incinerator with simultaneous control of temperature and products of incomplete combustion | |
AU2007330307B2 (en) | Batch waste gasification process | |
CZ296055B6 (cs) | Způsob řízení fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou do výkonu 20 MW | |
RU2680778C1 (ru) | Система автоматического регулирования процесса горения в котлоагрегате для сжигания твердого топлива в кипящем слое | |
CZ284969B6 (cs) | Způsob řízení chodu fluidních kotlů a roštových kotlů rekonstruovaných na fluidní spalování | |
JP2023168095A (ja) | 排ガス中のn2o排出量低減方法および制御装置 | |
CN118687151B (zh) | 一种流化床焚烧炉的供风系统及方法 | |
JPH0361090B2 (cs) | ||
JP4386195B2 (ja) | 二流体サイクル用低NOx燃焼器とその運転方法 | |
CN113136218B (zh) | 一种固体热载体炉床层差压的控制系统 | |
CN112696657B (zh) | 一种锅炉停炉控制系统 | |
JPS59167627A (ja) | 産業廃棄物溶融炉の自動制御法 | |
JP7154888B2 (ja) | 湿潤バイオマス焼却システム | |
CN114278927A (zh) | 一种循环流化床锅炉低负荷燃烧控制方法 | |
RU2686130C1 (ru) | Котел малой мощности высокотемпературного кипящего слоя с системой автоматического регулирования процесса горения | |
CN119084939A (zh) | 循环流化床锅炉的压火运行方法 | |
Lu et al. | Application of Plasma Ignition in the Middle Storage-Type Lean Coal-fired Boiler | |
JP2024132055A (ja) | 汚泥乾燥焼却システム | |
TH2301006075A (th) | วิธีการทำงานของหม้อต้มและอุปกรณ์ควบคุมหม้อต้ม | |
JPH03199806A (ja) | 流動層燃焼装置 | |
JPS6154128B2 (cs) | ||
JPS6363808B2 (cs) | ||
GB2073910A (en) | Controls for fluidised bed burners |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20180404 |