DE102006031900A1 - Method for regulating the supply of combustion air to a steam generator fueled by fossil fuels - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeuger, wobei die Verbrennungsluft stufenweise in verschiedenen Verbrennungszonen zugegeben wird. Die Erfindung sieht vor, dass eine Regelung der Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit des NOx- und/oder CO-Gehaltes im Rauchgas derart erfolgt, dass zunächst eine Variation der Luftzufuhr zwischen den verschiedenen Verbrennungszonen bei etwa konstanter Luftmenge vorgenommen wird. Dieser Regelung ist eine äußere Regelung der Gesamtluftmenge aufgeschaltet.The invention relates to a method for controlling the combustion air supply to a fossil fuel-fired steam generator, wherein the combustion air is added in stages in different combustion zones. The invention provides that a regulation of the combustion air supply as a function of the NOx and / or CO content in the flue gas is carried out such that initially a variation of the air supply between the different combustion zones is made at approximately constant air volume. This regulation is an external control of the total amount of air switched.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reglung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeuger, wobei die Verbrennungsluft stufenweise in mehreren in Rauchgasströmungsrichtung hintereinander angeordneten Verbrennungszonen zugegeben wird und wobei die Verbrennungsluftzufuhr auch in Abhängigkeit der Brennstoffmenge bemessen wird.The The invention relates to a method for controlling the supply of combustion air on a fossil fuel fired steam generator, wherein the Combustion air in stages in several flue gas flow direction is added in succession combustion zones and wherein the combustion air supply also as a function of the amount of fuel is measured.

Eine solche gestufte Luftzufuhr ist beispielsweise bei der Befeuerung von mit Braunkohlenstaub betriebenen Dampferzeugern bekannt.A such stepped air supply is for example in the firing known from lignite-operated steam generators.

Bei der Verbrennung von festen körnigen Brennstoffen, wie beispielsweise Braunkohle sind in jedem Falle Grenzwerte für den Ausstoß an Stickoxiden und Kohlenmonoxid einzuhalten. Schließlich ist die Feuerung unter Wirkungsgradgesichtspunkten zu optimieren, d. h. dass der Brennstoffverbrauch und der CO2-Ausstoß so gering wie möglich sein sollten.When burning solid granular fuels, such as lignite, emission limits for nitrogen oxides and carbon monoxide must always be observed. Finally, the furnace should be optimized in terms of efficiency, ie fuel consumption and CO 2 emissions should be as low as possible.

Es ist bekannt, dass bei überstöchiometrischer Fahrweise des Kessels Stickoxide anfallen, bei einer entsprechend reduzierten Luftmenge jedoch Kohlenmonoxid entsteht. Sowohl Stickoxide als auch Kohlenmonoxid im Abgas sind nicht wünschenswert.It is known to be at stoichiometric Mode of operation of the boiler to produce nitrogen oxides, with a corresponding reduced amount of air, however, carbon monoxide is formed. Both nitrogen oxides as well as carbon monoxide in the exhaust gas are not desirable.

Aus diesem Grund wird seit geraumer Zeit eine Luftregelung für Feuerungen mit gestufter Zugabe praktiziert, d. h. dass in einer in Rauchgasströmungsrichtung ersten Verbrennungszone etwas weniger Luft zugegeben wird, um die Stickoxidbildung zu verhindern. Hierdurch entstehendes Kohlenmonoxid wird durch die Zugabe von Verbrennungsluft in wenigstens einer nachgeschalteten Verbrennungszone nachverbrannt.Out For this reason, air regulation for furnaces has been going on for quite some time practiced with stepped addition, d. H. that in a direction of flue gas flow the first combustion zone is added a little less air to the Prevent nitrogen oxide formation. Resulting carbon monoxide is due to the addition of combustion air in at least one downstream Combustion zone afterburned.

Bei mit Braunkohlenstaub betriebenen Dampferzeugern sind in der ersten Ausbrandebene des Kessels, der die erste Verbrennungszone darstellt, mehrere Staubbrenner zumeist übereinander angeordnet. Die Nachverbrennung von Kohlenmonoxid erfolgt durch die Zugabe von sogenannten Ausbrandlüften in einer ersten und zweiten Ausbrandebene oberhalb der Brenneranordnung.at lignite-fired steam generators are in the first Burn-out level of the boiler, which is the first combustion zone, several dust burners usually arranged one above the other. The afterburning of carbon monoxide takes place by the addition of so-called burn-out ventilation in a first and second Ausbrandebene above the burner assembly.

Hinter dem Kessel werden sowohl der Sauerstoffanteil im Rauchgas als auch der Kohlenmonoxidanteil im Rauchgas gemessen. Der Sauerstoffgehalt im Rauchgas ist ein Maß für die Rauchgasmenge, der Kohlenmonoxidgehalt im Rauchgas soll gewisse Grenzwerte nicht überschreiten.Behind The boiler will both the oxygen content in the flue gas and the carbon monoxide content measured in the flue gas. The oxygen content in flue gas is a measure of the amount of flue gas, The carbon monoxide content in the flue gas should not exceed certain limits.

Bei ansteigendem Kohlenmonoxidanteil im Rauchgas wird bisher üblicherweise so verfahren, dass die dem Kessel zugeführte Gesamtluftmenge erhöht wird. Dies erfolgte bisher gleichmäßig an allen Luftzuführungen, d. h. die Brennerluft und die Ausbrandlüfte wurden gleichmäßig erhöht. Hierdurch steigt die Rauchgasmenge, die von dem Dampferzeuger insgesamt emittiert wird, an. Dies ist insbesondere wegen des dadurch veränderten konvektiven Wärmeübergangs an den Nachschaltheizflächen nicht wünschenswert. Eine Veränderung der Rauchgasmenge zieht immer Wirkungsgradschwankungen nach sich.at Increasing carbon monoxide content in the flue gas has been customary so far move so that the total amount of air supplied to the boiler is increased. This was done so far evenly on all air supply, d. H. the burner air and the burn-out air were increased evenly. This increases the amount of flue gas emitted by the steam generator as a whole we then. This is especially because of the changed convective heat transfer not on the secondary heating surfaces desirable. A change The amount of flue gas always entails fluctuations in efficiency.

Bei der bisher praktizierten Regelung der Verbrennungsluftzufuhr wurde jeder Lufteintrag in den Kessel über eine für den entsprechenden Lufteintrag in einer Regelung hinterlegte Luftkurve gesteuert, wobei über die Luftkurve jeweils die benötigte Luftmenge bezogen auf die Feuerleistung des Kessels abgebildet war. Die Luftkurven standen zwar in einem verfahrenstechnischen Zusammenhang zueinander, wurden jedoch im Allgemeinen isoliert verarbeitet. Bei einer Anpassung der Luftkurven aufgrund von geänderten Feuerungsbedingungen mussten daher alle Einstellungen neu berechnet und eingegeben werden. Dies ist insbesondere regelungstechnisch aufwendig.at the previously practiced control of the combustion air supply was every air entry into the boiler over one for the corresponding air entry in a scheme deposited air curve controlled, over the air curve each needed Air quantity related to the fire performance of the boiler was shown. The air curves were indeed in a procedural context to each other, however, were generally processed in isolation. at An adaptation of the air curves due to changed firing conditions had to therefore all settings are recalculated and entered. This is particularly expensive control technology.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art hinsichtlich der Regelstabilität zu verbessern. Insbesondere soll/das erfindungsgemäße Verfahren eine Fahrweise des Dampferzeugers mit einer möglichst konstanten Rauchgasmenge ermöglichen.Of the Invention is therefore the object of a method of the initially in terms of control stability. Especially should / the inventive method a mode of operation of the steam generator with a constant amount of flue gas enable.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, dass eine Regelung der Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit des NOx- und/oder CO-Gehalts im Rauchgas derart erfolgt, dass zunächst eine Variation der Luftzufuhr zwischen den verschiedenen Verbrennungszonen bei etwa konstanter Luftmenge vorgenommen wird.The The object underlying the invention is achieved by a method of the type mentioned above, which is characterized in that a regulation of the combustion air supply dependent on the NOx and / or CO content in the flue gas such that initially a variation of the air supply between the different combustion zones at approximately constant Air quantity is made.

Die Erfindung lässt sich dahingehend zusammenfassen, dass erfindungsgemäß eine innere Regelung sowie eine äußere Regelung von NOx und/oder CO vorgesehen sind, die so ineinander greifen, dass zunächst bei NOx/CO-Schwankungen/Abweichungen eine Variation der Luftzufuhr zwischen den einzelnen Verbrennungszonen bei weitestgehend konstanter Luftmenge vorgenommen wird.The Invention leaves summarize to the effect that according to the invention an internal control as well as an external regulation provided by NOx and / or CO, which intermesh, that first for NOx / CO fluctuations / deviations a variation of the air supply between the individual combustion zones is carried out at a largely constant amount of air.

Kann unter diesen Voraussetzungen ein maximal zulässiger CO-Wert beispielsweise nicht eingehalten werden, so greift eine äußere Regelung ein, die die Gesamtluftmenge des Dampferzeugers anpasst.can Under these conditions, a maximum allowable CO value, for example are not complied with, so an external regulation intervenes, which the Total air volume of the steam generator adapts.

Auf diese Art und Weise kann eine Regelung verwirklicht werden, die insbesondere unanfällig für Regelschwingungen ist.On this way, a regulation can be realized that especially not susceptible for control vibrations is.

Selbstverständlich wird der Gesamtluftbedarf des Dampferzeugers auch anhand der benötigten Brennstoffmenge und des Heizwertes der Brennstoffe ermittelt.Of course it will the total air requirement of the steam generator also based on the required amount of fuel and the calorific value of the fuels determined.

Vorzugsweise erfolgt die Variation der Luftzufuhr über wenigstens drei in Rauchgasströmungsrichtung hintereinander geschaltete Verbrennungszonen.Preferably the variation of the air supply takes place via at least three in the flue gas flow direction Combustion zones connected in series.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei Überschreiten eines NOx-Grenzwertes die Luftzufuhr einer in Strömungsrichtung des Rauchgases stromaufwärts ersten Verbrennungszone verringert wird und die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Verbrennungszone entsprechend erhöht wird. Ausgehend von wenigstens drei Verbrennungszonen ergibt sich somit eine Art Kaskadenregelung.According to the invention, it is provided that when crossing a NOx limit the air supply one in the flow direction the flue gas upstream first combustion zone is reduced and the air supply of in Flue gas flow direction last combustion zone is increased accordingly. Starting from at least three combustion zones thus results in a kind of cascade control.

Bei Überschreiten eines CO-Grenzwertes wird vorzugsweise zunächst die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung ersten Verbrennungszone erhöht und die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Verbrennungszone entsprechend verringert.When crossing a CO limit value is preferably first the air supply in the flue gas flow direction increased first and combustion zone the air supply of the last combustion zone in the flue gas flow direction reduced accordingly.

Bei Überschreiten einer gegebenen Luftmenge der letzten Verbrennungszone kann die Luftzufuhr der nächsten stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone erhöht werden. Umgekehrt kann bedarfsweise die Luftzufuhr der nächsten stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone verringert werden.When crossing a given amount of air of the last combustion zone, the Air supply the next upstream increased combustion zone become. Conversely, if necessary, the air supply to the next upstream Combustion zone can be reduced.

Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die jeder Verbrennungszone zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit einer für jede Verbrennungszone vorgegebenen Luftzahl (λ-Zahl) ermittelt wird. Die Luftzahl jeder Verbrennungszone kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Feuerleistung/Last vorgegeben werden.at a preferred variant of the method according to the invention is provided that the amount of air supplied to each combustion zone depends on one for each combustion zone predetermined air ratio (λ number) is determined. The air ratio Each combustion zone can, for example, depending on be specified by the fire power / load.

Besonders bevorzugt ist eine Variante des Verfahrens, bei welcher für die letzte Verbrennungszone mittels der Luftzahl dieser Verbrennungszone mittels eines brennstoffspezifischen Luftbedarfs und dem Brennstoffmassenstrom der Gesamtluftbedarf der Feuerung ermittelt wird.Especially preferred is a variant of the method in which for the last Combustion zone by means of the air ratio of this combustion zone means a fuel-specific air requirement and the fuel mass flow the total air requirement of the furnace is determined.

Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass anhand der für die letzte Verbrennungszone vorgegebenen Luftzahl der Sauerstoffgehalt im Rauchgas hinter der Feuerung errechnet wird.at a particularly preferred variant of the method according to the invention it is envisaged that based on the given for the last combustion zone Air ratio The oxygen content in the flue gas calculated behind the furnace becomes.

Der so errechnete Sauerstoffgehalt kann als Sollwert für eine äußere Regelung der Gesamtluftmenge verwendet werden.Of the so calculated oxygen content can be used as setpoint for an external control the total amount of air used.

Dies ist insbesondere deshalb besonders vorteilhaft, da so die Hinterlegung von Sollwertkurven für den Sauerstoffgehalt des Rauchgases über verschiedene Lastzustände der Feuerung entbehrlich ist. Die äußere Regelung der Gesamtluftmenge erfolgt über den Vergleich eines gemessenen Sauerstoffgehalts hinter dem Kessel mit einem errechneten Sauerstoffgehalt, der sich, wie nachstehend noch erläutert wird, ausschließlich aus der für die letzte Verbrennungszone vorgegebenen Luftzahl ergibt.This is therefore particularly advantageous, since so the deposit of setpoint curves for the oxygen content of the flue gas over different load conditions of the Firing is dispensable. The outer regulation the total amount of air is over the comparison of a measured oxygen content behind the boiler with a calculated oxygen content, which is as below still explained will, exclusively from the for gives the last combustion zone predetermined air ratio.

Zweckmäßigerweise wird der brennstoffspezifische Luftbedarf durch fortlaufende Brennstoffanalyse ermittelt.Conveniently, the fuel-specific air requirement is determined by continuous fuel analysis determined.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Regelung an einem mit Braunkohle befeuerten Kessel nach Anspruch 1, wobei der Brennstoff und wenigstens ein erster Teilstrom der Verbrennungsluft in einer Brennerebene als erste Ausbrandebene einer Brennkammer zugeführt werden und wenigstens ein weiterer Teilstrom der Verbrennungsluft als Ausbrandluft in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts in wenigstens einer nachgeschalteten Ausbrandebene zugegeben wird.The The invention further relates to a method for controlling a Lignite-fired boiler according to claim 1, wherein the fuel and at least a first partial flow of the combustion air in one Burner level are supplied as the first Ausbrandebene a combustion chamber and at least one further partial flow of the combustion air as combustion air in the flue gas flow direction downstream is added in at least one downstream Ausbrandebene.

Jede der Ausbrandebenen einschließlich der Brennerebene bilden eine Verbrennungszone, wobei eine Variation der Luftzufuhr über wenigstens drei Ausbrandebenen einschließlich der Brennerebene erfolgt. Die Brennerebene bildet die erste Ausbrandebene des Kessels, wobei dort mehrere Staubbrenner zumeist übereinander angeordnet sind. Der Einfachheit halber wird dieser Bereich des Kessels als Brennerebene oder erste Ausbrandebene bezeichnet, streng geometrisch betrachtet handelt es sich aber nicht um eine Ebene, sondern um den unteren Bereich des Feuerrands des Kessels.each including the burnout levels the burner level form a combustion zone, with a variation the air supply over at least three Ausbrandebenen including the burner level takes place. The burner level forms the first Ausbrandebene of the boiler, wherein There are several dust burner usually arranged one above the other. For simplicity, this area of the boiler is used as a burner level or first burnout level, strictly geometrically considered but it is not a level but the lower level the fire edge of the boiler.

Die Erfindung ist für den Fachmann ohne Weiteres so zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Regelschema auf jede Feuerung von fossilen Brennstoffen mit gestufter Luftzufuhr Anwendung finden kann und dass die Art des verfeuerten Brennstoffs für das Verfahren grundsätzlich nicht beschränkend ist. So ist es beispielsweise bei der Befeuerung von Dampferzeugern mit Steinkohle bekannt, eine Luftstufung bereits innerhalb der Brenner vorzunehmen. Auch bei einer solchen gestuften Luftzufuhr ist es Ziel, sowohl den NOx-Ausstoß als auch den CO-Ausstoß zu minimieren; auch dort gilt es, die Regelstabilität der gestuften Luftzugabe in Hinblick auf Wirkungsgradschwankungen des Dampferzeugers zu verbessern.The Invention is for the skilled person readily understand that the inventive control scheme every firing of fossil fuels with staged air supply Can find application and that the type of fuel burned for the Procedure basically not restrictive is. This is the case, for example, with the firing of steam generators known with hard coal, an air grading already inside the burner make. Even with such a stepped air supply is Target, both the NOx emissions as also the CO emissions too minimize; Here, too, the rule stability of the staged air allowance applies to improve in terms of efficiency fluctuations of the steam generator.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Darstellungen erläutert.The Invention will be explained below with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1: eine graphische Veranschaulichung der Auswirkungen des der Erfindung zugrunde liegenden Regelschemas, 1 FIG. 4 is a graphical illustration of the effects of the control scheme on which the invention is based;

2: eine graphische Darstellung des dem Dampferzeuger zugeführten Luftmassenstroms und 2 a graph of the steam generator supplied air mass flow and

3: ein Schaltbild einer Luftregelung an einem Dampferzeuger gemäß der Erfindung. 3 a circuit diagram of an air control on a steam generator according to the invention.

Nachstehend wird das Verfahren gemäß der Erfindung am Beispiel einer Regelung der Verbrennungsluftzufuhr eines mit Braunkohle befeuerten Dampferzeugers erläutert, wobei die Braunkohle über Staubbrenner mit der den Staubbrennern zugeführten Primärluft in der Brennerebene in den Kessel eingeblasen und dort verbrannt wird. Weiterhin wird dem Verbrennungsvorgang Luft über die Sekundärluftzuteilung der Brenner und über stromabwärts bezogen auf den Rauchgasstrom zugeführte Ausbrandlüfte zugeführt.below becomes the method according to the invention the example of a control of the combustion air supply with a Lignite-fired steam generator explained, with brown coal over dust burner with the supplied to the dust burners primary air blown into the boiler in the burner level and burned there becomes. Furthermore, the combustion process over the air Secondary air allocation the burner and over downstream supplied supplied to the flue gas stream supplied Ausbrandlüfte.

In dem Kessel des Dampferzeugers sind üblicherweise mehrere Brenner gruppenweise, zumeist übereinander angeordnet. Die Verbrennung findet unmittelbar im Bereich der Brennerflammen sowie auch oberhalb der in den Kessel hineinreichenden Brennerflammen statt. Der Feuerraum des Kessels wird in drei Ausbrandebenen unterteilt, wobei die Brennerebene eine erste Ausbrandebene bildet, eine zweite Ausbrandebene durch eine Ausbrandluftzufuhr 1 (ABL 1) und eine dritte Ausbrandebene durch eine Ausbrandluftzufuhr 2 (ABL 2) definiert wird.In The boiler of the steam generator are usually several burners in groups, mostly one above the other arranged. The combustion takes place directly in the area of the burner flames as well as above the burner flames extending into the boiler instead of. The firebox of the boiler is divided into three burnout levels, wherein the burner level forms a first Ausbrandebene, a second Ausbrandebene by a burned air 1 (ABL 1) and a third Ausbrandebene defined by a combustion air supply 2 (ABL 2) becomes.

Bei Dampferzeugern, die mit Braunkohlenstaub betrieben werden, unterliegt die Kohlenqualität häufig starken Schwankungen. Manche Kohlen sind alkalienreich, Alkalien sind bekanntlich Schlackebildner.at Steam generators, which are operated with lignite dust is subject the coal quality is often strong Fluctuations. Some coals are alkaline, alkalies are known Slag.

In Versuchen hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung bestimmter Einsatzkohlen eine Anhebung der Luftzahl oberhalb der Brennerebene vorteilhaft für das Verschmutzungsverhalten in der Brennkammer und der heißliegenden Nachschaltheizflächen ist. Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Luftzahl von λ = 1,05 oberhalb der Brennerebene als günstig für das Verschmutzungsverhalten und die hieraus resultierende Reisezeit des Dampferzeugers erwiesen.In It has been found that when using certain Carburetor an increase in the air above the burner level advantageous for the fouling behavior in the combustion chamber and the hot downstream heating is. In the embodiment described below, an air ratio of λ = 1.05 above the burner level as favorable for the pollution behavior and the resulting travel time of the steam generator proved.

Bekanntlich ist eine leicht überstöchiometrische Fahrweise der Brenner (λ = 1,05) in Bezug auf die Einhaltung der zulässigen NOx-Grenzwerte kritisch. Eine unterstöchiometrische Fahrweise der Feuerung hingegen ist für die Einhaltung der CO-Grenzwerte kritisch und fördert zusätzlich die Bildung von festen anbackenden Verschmutzungen.generally known is a slightly superstoichiometric Operating mode of the burners (λ = 1.05) in terms of compliance with permissible NOx limits. A substoichiometric Driving the fuel, however, is for compliance with the CO limits critical and encouraging additionally the formation of solid caked contaminants.

Aus diesem Grunde ist es bekannt, wie eingangs bereits beschrieben, die für die Verbrennung benötigte Luftmenge gestuft zuzugeben, wobei ein Teilstrom der Verbrennungsluft mit der Primär- und Sekundärluft der Brenner der Feuerung zugeführt wird, ein weiterer Teilstrom der Verbrennungsluft als Ausbrandluft 1 in der oberhalb der Brennerebene angeordneten Ausbrandebene und ein weiterer Teilstrom stromabwärts der Rauchgasströmung als Ausbrandluft 2 in der dritten Ausbrandebene dem Verbrennungsraum zugeführt wird.Out For this reason it is known, as already described, the for the burning needed Gradually add air quantity, with a partial flow of combustion air with the primary and secondary air the burner is fed to the furnace, a further partial flow of the combustion air as combustion air 1 in the above the burner level arranged Ausbrandebene and a further partial stream downstream the flue gas flow as combustion air 2 in the third Ausbrandebene the combustion chamber supplied becomes.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Gesamtmenge der dem Dampferzeuger zuzuführenden Luft einerseits in Abhängigkeit von Brennstoffmassenstrom und der eingesetzten Brennstoffqualität ermittelt und anderseits in Abhängigkeit vom NOx- und CO-Ausstoß des Dampferzeugers geregelt wird. Dabei wird zunächst bei einer inneren Regelung, die nachstehend veranschaulicht wird, in Abhängigkeit der gemessenen NOx/CO-Emissionen eine Variation der Luftzufuhr innerhalb der verschiedenen Ausbrandebenen vorgenommen. Ziel dieser Regelung ist es, innerhalb gewisser Grenzen, die dem Dampferzeuger zugeführte Gesamtluftmenge bei einer bestimmten Feuerleistung möglichst konstant zu halten.According to the invention is now provided that the total amount of the steam generator to be supplied Air on the one hand in dependence determined by fuel mass flow and the fuel quality used and on the other hand in dependence the NOx and CO emissions of the Steam generator is regulated. It is initially at an internal control, which is illustrated below, depending on the measured NOx / CO emissions Variation of air supply within the various burnout levels performed. The aim of this scheme, within certain limits, is to which supplied to the steam generator Total amount of air for a given fire performance as possible to keep constant.

In der Regelung wird dabei für jede Ausbrandebene (Bezugnahme auf das obere Diagramm in 1) eine Luftzahlkurve hinterlegt, d. h. die gewünschte Luftzahl in Abhängigkeit der Feuerleistung festgelegt. Aus der Luftzahl bezogen auf die gefahrene Feuerleistung ergibt sich der Luftbedarf der einzelnen Ausbrandebene. Wie dies in 2 andeutungsweise dargestellt ist, wird anhand der Luftzahl der letzten Ausbrandebene (Luftzahl ABL 2) und eines brennstoffspezifischen Luftbetrages sowie dem Brennstoffmassenstrom eine Gesamtluftmenge Ende Feuerraum ermittelt.In the scheme, for each burnout level (refer to the upper diagram in FIG 1 ) a Luftzahlkurve deposited, ie the desired air ratio determined depending on the fire performance. The air requirement of the individual burn-out level is calculated from the air ratio based on the amount of fire produced. Like this in 2 is shown hinted, is determined based on the air ratio of the last Ausbrandebene (air ratio ABL 2) and a fuel-specific air amount and the fuel mass flow, a total amount of air end combustion chamber.

Erfindungsgemäß ist ein NOx-Regler hinter dem Kessel vorgesehen, der bei Überschreiten eines vorgegebenen NOx-Sollwertes die Sekundärluft an den Brennern verringert und die verringerte Sekundärluftmenge der Ausbrandluft 2 zuschlägt. Bei Überschreiten eines vorgegebenen CO-Sollwertes wird die Ausbrandluftmenge von ABL 2 in Richtung auf den Brenner stufenweise verringert, möglichst unter Einhaltung des NOx-Sollwertes, wobei die bei ABL 2 verringerte Luftmenge dem Sekundärluftstrom des Brenners zugegeben wird.According to the invention is a NOx regulator provided behind the boiler, which when exceeded a predetermined NOx target value reduces the secondary air at the burners and the reduced secondary air amount the combustion air 2 strikes. When crossing a predetermined CO setpoint, the Ausbrandluftmenge of ABL 2 gradually reduced in the direction of the burner, if possible in compliance with the NOx target value, which is reduced in ABL 2 Air quantity to the secondary air flow the burner is added.

Bei der erfindungsgemäßen Regelung ist vorgesehen, dass die auf der jeweiligen Ausbrandebene ermittelte erforderliche Luftmenge jeweils als Gesamtluftmenge unter Abzug der bereits zugeführten Luftmenge ermittelt wird. Der Sollwert für die Ausbrandluft 1 ergibt sich dabei aus der hinterlegten Luftzahl für die Ausbrandluft 1, wobei von dem errechneten Wert die bis zu dieser Ebene bereits zugeführte Luftmenge (im Wesentlichen die Brennerluftmenge) abgezogen wird. Ähnlich erfolgt die Berechnung für die Ausbrandluft 2. Hier wird von der errechneten Gesamtluftmenge die Ausbrandluft 1 und die Brennerluftmenge abgezogen.In the regulation according to the invention, it is provided that the required amount of air determined on the respective burn-out level is determined in each case as the total amount of air with deduction of the already supplied air quantity. The setpoint for the burn-out air 1 results from the stored air ratio for the burn-out air 1, wherein the calculated value already supplied up to this level Air quantity (essentially the amount of burner air) is subtracted. Similarly, the calculation for the combustion air 2. Here, the burned air 1 and the amount of burner air is deducted from the calculated total air volume.

Aus der für die letzte Ausbrandebene vorgegebenen Luftzahl wird anhand der Formel O2 = 21-21:λ der Sauerstoffgehalt berechnet. Der berechnete Wert wird als Sollwert für die äußere Regelung der Gesamtluftmenge hinter dem Kessel verwendet, wobei der Sauerstoffgehalt ein Maß für die insgesamt emittierte Rauchgasmenge ist. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, aus der errechneten Luftzahl für die letzte Ausbrandebene über die zuvor genannte Formel einen Sollwert für den Sauerstoffgehalt des Rauchgases zu ermitteln, wird die Hinterlegung von Sollwertkurven für den Sauerstoffgehalt des Rauchgases in Abhängigkeit von der Feuerungsleistung des Kessels entbehrlich. Der betreffende Wert ist in dem Regelschema in 3 als Funktionsgeber f(x) dargestellt, welcher wiederum in der Formel 21-21:f(x) abgebildet ist. In dem in 3 dargestellten Regelschema bedeuten: X = Multiplizierfunktion, Σ = Summierfunktion, f(x) = Funktionsgeber und PI = PI-Regler (proportional/integrativ).From the air ratio given for the last combustion level, the oxygen content is calculated using the formula O 2 = 21-21: λ. The calculated value is used as the setpoint for the external control of the total volume of air behind the boiler, the oxygen content being a measure of the total amount of flue gas emitted. By the inventive measure to determine from the calculated air ratio for the last Ausbrandebene over the aforementioned formula a target value for the oxygen content of the flue gas, the deposit of setpoint curves for the oxygen content of the flue gas in dependence on the firing capacity of the boiler is unnecessary. The value in question is in the rule scheme in 3 is represented as a function generator f (x), which in turn is represented in the formula 21-21: f (x). In the in 3 shown control scheme mean: X = multiplier function, Σ = summing function, f (x) = function generator and PI = PI controller (proportional / integrative).

Claims (13)

Verfahren zur Reglung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeuger, wobei die Verbrennungsluft stufenweise in mehreren in Rauchgasströmungsrichtung hintereinander angeordneten Verbrennungszonen zugegeben wird und wobei die Verbrennungsluftzufuhr auch in Abhängigkeit der Brennstoffmenge bemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung der Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit des NOx- oder CO-Gehaltes im Rauchgas derart erfolgt, dass zunächst eine Variation der Luftzufuhr zwischen den verschiedenen Verbrennungszonen bei etwa konstanter Luftmenge vorgenommen wird.A method for controlling the combustion air supply to a fossil fuel-fired steam generator, wherein the combustion air is gradually added in a plurality of flue gas flow direction in succession combustion zones and wherein the combustion air supply is also measured in dependence of the amount of fuel, characterized in that a control of the combustion air supply in dependence of the NOx - Or CO content in the flue gas is carried out such that initially a variation of the air supply between the different combustion zones is made at approximately constant air flow. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der Luftzufuhr über wenigstens drei verschiedene Verbrennungszonen erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that the variation of the air supply over at least three different Combustion zones takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines NOx-Grenzwertes die Luftzufuhr einer in Rauchgasströmungsrichtung ersten Verbrennungszone verringert wird und die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Verbrennungszone entsprechend erhöht wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized that when crossing a NOx limit, the air supply in a flue gas flow direction first combustion zone is reduced and the air supply of in Flue gas flow direction last combustion zone is increased accordingly. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines CO-Grenzwertes die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung ersten Verbrennungszone erhöht wird und die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Verbrennungszone entsprechend verringert wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that when crossing a CO limit, the air supply in the flue gas flow direction first combustion zone is increased and the air supply of the last combustion zone in the flue gas flow direction is reduced accordingly. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer gegebenen Luftmenge in der letzten Verbrennungszone die Luftzufuhr der nächsten stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone erhöht wird.Method according to claim 3, characterized that when crossing a given amount of air in the last combustion zone the air supply the next upstream increased combustion zone becomes. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bedarfsweise die Luftzufuhr in der nächsten stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone verringert wird.Method according to claim 4, characterized in that if necessary, the air supply in the next upstream Combustion zone is reduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeder Verbrennungszone zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit einer für jede Verbrennungszone vorzugebende Luftzahl (λ-Zahl) ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that the amount of air supplied to each combustion zone depends on one for Each combustion zone to be specified air ratio (λ number) is determined. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzahl jeder Verbrennungszone in Abhängigkeit der Feuerleistung vorgegeben wird.Method according to claim 7, characterized in that that the air ratio of each combustion zone depending on the fire performance is given. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die letzte Verbrennungszone mittels der Luftzahl dieser Verbrennungszone, mittels einem brennstoffspezifischen Luftbedarf und mittels dem Brennstoffmassenstrom der Gesamtluftbedarf der Feuerung ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized that for the last combustion zone by means of the air ratio of this combustion zone, by means of a fuel-specific air requirement and by means of Fuel mass flow of the total air demand of the furnace determined becomes. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der für die letzte Verbrennungszone vorgegebenen Luftzahl der Sauerstoffgehalt im Rauchgas hinter der Feuerung errechnet wird.Method according to claim 8, characterized in that that on the basis of for the last combustion zone predetermined air ratio the oxygen content in the flue gas behind the furnace is calculated. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der errechnete Sauerstoffgehalt des Rauchgases hinter der Feuerung als Sollwert für eine äußere Regelung der Gesamtluftmenge verwendet wird.Method according to claim 10, characterized in that that the calculated oxygen content of the flue gas behind the furnace as setpoint for an external control the total amount of air is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Sauerstoffgehalt des Rauchgases als Istwert für die Regelung der Gesamtluftmenge verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized that the measured oxygen content of the flue gas as the actual value for the control the total amount of air is used. Verfahren zur Regelung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff und wenigstens ein erster Teilstrom der Verbrennungsluft in einer Brennerebene als erste Ausbrandebene einer Brennkammer zugeführt werden und wenigstens ein weiterer Teilstrom der Verbrennungsluft als Ausbrandluft in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts in wenigstens einer, vorzugsweise zwei nachgeschalteten Ausbrandebenen, zugegeben wird.Method for controlling the combustion air supply on a lignite fired steam generator after one of the claims 1 to 12, characterized in that the fuel and at least a first partial flow of the combustion air in a burner level be supplied as the first Ausbrandebene a combustion chamber and at least one Another partial flow of combustion air as Ausbrandluft in the flue gas flow direction downstream in at least one, preferably two downstream burnout levels, is added.
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