DE4032347A1 - Detecting air leakage in steam generator - measuring quantities of combustion gases, fuel, obtained ash and supplied combustion air - Google Patents
Detecting air leakage in steam generator - measuring quantities of combustion gases, fuel, obtained ash and supplied combustion airInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der in einen Dampfkessel eindringenden Falschluftmenge bzw. des Falsch- und/oder des gesteuerten Verbrennungsluftanteils zur Ableitung der Luftfahrweise sowie der Dichtheit (Falschlufteinbrüche) des Dampfkessels.The invention relates to a method for determining the in a quantity of false air entering the steam boiler Incorrect and / or the controlled proportion of combustion air for the derivation of the aviation style as well as the tightness of the steam boiler.
Zur Bestimmung von Luftmengen und -anteilen bei der Luftfahrweise eines Dampfkessels sind Verfahren bekannt, bei denen mittels Netzmessungen in Luft- und/oder Rauchgaskanälen der dynamische Druck gemessen und in Volumenströme umgerechnet wird. Diese Messungen sind mit hohem manuellen Aufwand verbunden und für kontinuierliche Messungen ungeeignet.For the determination of air quantities and proportions in the aviation mode a steam boiler processes are known at those using network measurements in air and / or flue gas ducts the dynamic pressure measured and in volume flows is converted. These measurements are highly manual Effort connected and unsuitable for continuous measurements.
Eine weitere Lösung ist die Bestimmung des Abgas-/Nutzwärmeverhältnisses und die Abteilung der entsprechenden Werte (DE-PS 8 96 841). Auch diese Lösung ist auf Grund des Aufwandes für eine kontinuierliche Bestimmung ungeeignet. Die Verwendung einer großen Anzahl von Meßwerten beeinflußt das Ergebnis negativ, weil bereits bei Ausfall einer der zahlreichen Meßstellen oder -ketten das Verfahren nicht angewendet werden kann. Zwei weitere Verfahren sind bekannt, bei denen der gesteuerte Verbrennungsluftanteil bzw. der Falschluftanteil kontinuierlich aus einer Wärmebilanz der Luftvorwärmer bestimmt werden (DD-PS 2 31 841, 2 63 109). Neben einigen spezifischen Vorteilen haben beide Verfahren folgende Nachteile:Another solution is to determine the exhaust gas / useful heat ratio and the department of the corresponding Values (DE-PS 8 96 841). This solution is also on the ground the effort is unsuitable for continuous determination. The use of a large number of measurements affects the result negatively, because already in the event of failure one of the numerous measuring points or chains the process cannot be applied. There are two other procedures known in which the controlled amount of combustion air or the proportion of false air continuously from a heat balance the air preheater can be determined (DD-PS 2 31 841, 2 63 109). In addition to some specific advantages, both have The following disadvantages:
- - Anwendung ist nicht auf jedes Luftsystem mit Rezirkulations- und/oder Kaloriferenbetrieb übertragbar. Insbesondere bestehen Schwierigkeiten bei bestimmten Dampfkesseltypen, wenn Kaloriferen in Betrieb sind. - Application is not on every air system with recirculation and / or calorific operation transferable. In particular there are difficulties with certain types of boilers, when calorifers are in operation.
- - Die in großen Rauchgas- und Luftkanälen durchgeführten Temperaturmessungen, insbesondere nach Luftvorwärmern, sind ungenau, falls nicht Netzmessungen mit einem aufwendigen Meßnetz mit vielen Meßpunkten zur Verfügung stehen. Bekannt ist, daß es bei den verwendeten Drehluftvorwärmern "kalte und heiße Ecken" gibt.- The carried out in large flue gas and air ducts Temperature measurements, especially after air preheaters, are inaccurate, if not network measurements with a complex measuring network with many measuring points available stand. It is known that it is in the rotary air preheaters used "cold and hot corners" there.
- - Bei den ausgeführten Anlagen ist die Entnahmestelle des Rauchgases für die O₂-Messung örtlich weit von der Luvo- Heizfläche entfernt, über die die Wärmebilanz gebildet wird. Dies führt zu einem relativ großen systematischen Fehler bei der Bestimmung des gesteuerten Verbrennungsluftanteils bzw. der Falschluft, insbesondere in dem Fall, wenn größere Falschluftmengen zwischen O₂-Entnahmestelle und Luftvorwärmer eindringen.- The withdrawal point of the Flue gas for O₂ measurement locally far from the Luvo Removed heating surface over which the heat balance is formed becomes. This leads to a relatively large systematic Error in determining the controlled amount of combustion air or the false air, especially in the case if larger quantities of false air between the O₂ extraction point and air preheaters penetrate.
- - Die überströmenden Luftmengen innerhalb eines Luftvorwärmers (insbesondere eines Drehluftvorwärmers) werden teilweise durch konstante Faktoren berücksichtig. Da diese Undichtheiten sich aber infolge Verschleiß und Verschmutzung ständig ändern, ergibt sich ein weiterer systematischer Fehler.- The overflowing amounts of air within an air preheater (especially a rotary air preheater) partly taken into account by constant factors. There these leaks are due to wear and tear Constantly changing pollution results in another systematic error.
Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Falschlufteinbrüche in den Dampferzeuger durch Variation des Feuerraumdruckes und Erfassung des O₂-Gehaltes sowie spezieller Druckdifferenzen bestimmbar sein soll (DD-PS 2 17 628). Nachteilig an dieser Methode ist ihre Einschränkung auf von Dampfkessel mit unabhängig betriebenen Brennstofflaufbereitungssystemen.Furthermore, a method is known in which the false air inlets in the steam generator by varying the Combustion chamber pressure and detection of the O₂ content as well special pressure differences should be determinable (DD-PS 2 17 628). The disadvantage of this method is its limitation on from steam boiler with independently operated Fuel processing systems.
Ziel der Erfindung ist, kontinuierliche Information über den Dichtheitszustand eines Dampfkessels zu erhalten, um rechtzeitig Maßnahmen zur optimalen Fahrweise sowie zu Abdichtmaßnahmen einzuleiten. The aim of the invention is to provide continuous information about to maintain the tightness of a steam boiler in order to timely measures for optimal driving style as well Initiate sealing measures.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur kontinuierlichen Bestimmung der in einem Dampfkessel einbrechenden Falschluftmenge bzw. des Falsch- und des gesteuerten Verbrennungsluftanteils notwendigen direkten Meßgrößen aus den Massen- und Volumenströmen zur Verfügung zu stellen.The invention is based, to continuous Determination of those breaking into a steam boiler False air volume or the wrong and the controlled Combustion air share necessary direct Measured variables from the mass and volume flows are available deliver.
Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die erzeugte Rauchgasmenge, die verbrannte Brennstoffmenge und die gesteuert zugeführte Luftmenge sowie der Aschegehalt des verbrannten Brennstoffs in an sich bekannter Weise aus der Betriebsführung des Dampferzeugers gemessen werden und die Falschluftmenge nach der BeziehungThis is achieved in that the generated according to the invention Amount of flue gas, the amount of fuel burned and the controlled amount of air and the ash content of the burned fuel in a manner known per se the management of the steam generator can be measured and the quantity of false air according to the relationship
ermittelt wird, wobei bedeuten:is determined, where mean:
VLf = Falschluftmenge
ρLo = Dichte der Luft
RG = Menge des erzeugten Rauchgases
Br = Menge des verbrannten Brennstoffes
a = Aschemenge
Lgest = Menge der gesteuert zugeführten LuftV Lf = quantity of false air
ρ Lo = density of air
RG = amount of flue gas generated
Br = amount of fuel burned
a = amount of ash
Lgest = amount of air supplied under control
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die Teildarstellung eines Dampfkessels mit Luft- und Abgassystem.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. The drawing shows the partial representation of a Steam boiler with air and exhaust system.
Die Verbrennungsluft wird über das Ansaugrohr 1 durch den Frischlüfter 2 angesaugt und anschließend gegebenenfalls durch Kaloriferen, Luftvorwärmer 3 und über die Heißluftleitung 4 zu den Heißluftverbrauchern, hauptsächlich den Kohlestaubbrennern, gedrückt. Im Bereich des Krümmer- Konfusor-Systems 5 wird die Luftmenge durch die Druckdifferenzanordnung gemessen, indem an der Außenfaser des Krümmers eine statische oder Gesamt-Druckanzapfung vorgesehen und gegen ein von einer weiteren Druckanzapfung beaufschlagtes Meßgerät geschaltet ist. Dabei ist am kleinsten Querschnitt des Konfusors als weitere Druckanzapfung eine statische oder Gesamt-Druckanzapfung vorgesehen. Dadurch wird ein höherer Differenzdruck erreicht und so ein korrekter Wert für die Luftmenge erzielt. Das Abgas des Kessels wird über einen langen senkrechten Abgaskanal 6 über den Luftvorwärmer 3, den Elektro-Filter 7 und den Elektro-Filter-Konfusor 8 vom Saugzug 9 angesaugt und anschließend in den Schornstein gedrückt.The combustion air is sucked in via the intake pipe 1 through the fresh fan 2 and then optionally pushed through calorifers, air preheaters 3 and via the hot air line 4 to the hot air consumers, mainly the coal dust burners. In the area of the manifold-confuser system 5 , the amount of air is measured by the pressure difference arrangement, in that a static or total pressure tap is provided on the outer fiber of the manifold and is connected to a measuring device acted upon by a further pressure tap. At the smallest cross-section of the confuser, a static or total pressure tap is provided as a further pressure tap. This achieves a higher differential pressure and thus a correct value for the air volume. The exhaust gas from the boiler is drawn in by a long vertical exhaust gas duct 6 via the air preheater 3 , the electrical filter 7 and the electrical filter confuser 8 by the suction draft 9 and then pressed into the chimney.
Im Bereich des Konfusor-Krümmer-Systems 10 nach Elektro- Filter 7 vor Saugzug 9 ist die Druckdifferenz-Meßanordnung angeordnet. Dabei ist im Bereich der Innenfaser des Krümmers die statische Druckanzapfung und im Bereich des größten Querschnitts des Konfusors eine weitere statische Druckanzapfung angeordnet. Die Druckwerte werden gegeneinander auf ein Meßgerät geschaltet. Dadurch wird eine höhere Druckdifferenz und so ein korrekter Wert für die Rauchgasmessung erreicht.The pressure difference measuring arrangement is arranged in the area of the confuser manifold system 10 after the electric filter 7 before the suction draft 9 . The static pressure tap is arranged in the area of the inner fiber of the manifold and a further static pressure tap is arranged in the area of the largest cross section of the confuser. The pressure values are switched against each other on a measuring device. This results in a higher pressure difference and thus a correct value for the flue gas measurement.
Im Bereich des Konfusor-Krümmer-Systems 11 befindet sich die Sonde zur Absaugung eines Teilstromes des Rauchgases zur Bestimmung des O₂-Gehaltes des Rauchgases. Die Entnahme von Kohlenproben zur Bestimmung des unteren Heizwertes des Brennstoffs sowie des Aschegehaltes wird vor dem Dampfkessel durchgeführt. Weist der Dampfkessel eine Heißluftrezirkulation auf, so wird die Bestimmung der wirklichen Verbrennungsluftmenge angewendet. Dabei werden die Temperaturen der Teilströme und des Gesamtstromes des Heißluftrezirkulationssystems gemessen. Über ein erstes Rechenglied wird ein Signal nach ThermIn the area of the confuser-manifold system 11 is the probe for extracting a partial flow of the flue gas for determining the O₂ content of the flue gas. Coal samples are taken in front of the steam boiler to determine the lower calorific value of the fuel and the ash content. If the steam boiler has hot air recirculation, the determination of the actual amount of combustion air is used. The temperatures of the partial flows and the total flow of the hot air recirculation system are measured. A signal according to Therm
erzeugt, in bekannter Weise die Menge des Gesamtstromes gemessen und über ein zweites Rechenglied ein Signal nach dem Thermgenerates the amount of the total current in a known manner measured and a signal via a second computing element the therm
erzeugt. Beide Signale werden über ein drittes Rechenglied multipliziert, derart, daß das Ausgangssignal des dritten Rechengliedes proportional der Menge des Teilstromes ist. Dabei bedeuten:generated. Both signals are via a third computing element multiplied such that the output signal of the third Calculator is proportional to the amount of partial flow. Mean:
tML = Temperatur der Mischluft
tHL = Temperatur der Heißluft
tKL = Temperatur der Kaltluft
ΔPdiff = Differenzdruck
K′ = Eichkonstantet ML = temperature of the mixed air
t HL = temperature of the hot air
t KL = temperature of the cold air
ΔP diff = differential pressure
K ′ = calibration constant
Aus den gemessenen Mengen und den Analysewerten wird die Falschluftmenge, gegebenenfalls mit Rechner, nach der Beziehung wie folgt ermittelt:From the measured quantities and the analysis values the Quantity of false air, if necessary with a computer, according to the relationship determined as follows:
Dabei bedeuten:Mean:
VLf = Falschluftmenge
ρLo = Dichte der Luft
RG = Menge des erzeugten Rauchgases
Br = Menge des verbrannten Brennstoffes
a = Aschemenge
Lgest = Menge der gesteuert zugeführten LuftV Lf = quantity of false air
ρ Lo = density of air
RG = amount of flue gas generated
Br = amount of fuel burned
a = amount of ash
Lgest = amount of air supplied under control
Die Falschluftmenge wird als Näherung nach der Beziehung wie folgt ermittelt: The amount of false air is used as an approximation according to the relationship determined as follows:
Dabei bedeuten:Mean:
VRG = Rauchgasvolumen
VLgest = Volumen der gesteuerten Luft
ρRG = Dichte des Rauchgases
Hu = unterer Heizwert des Brennstoffs
a = Aschegehalt des Brennstoffs
K₁ = 0,0253 m³N/kJ bei O₂-Gehaltsbestimmung bezogen auf trockenes Rauchgas
K₂ = -1,1117 m³N/kJ bei O₂-Gehaltsbestimmung bezogen auf trockenes Rauchgas
K₁ = 0,116 m³N/kJ bei O₂-Gehaltsbestimmung bezogen auf feuchtes Rauchgas
K₂ = -0,903 m³N/kJ bei O₂-Gehaltsbestimmung bezogen auf feuchtes Rauchgas
ρLo = Dichte der LuftV RG = flue gas volume
V Lgest = volume of controlled air
ρ RG = density of the flue gas
H u = lower heating value of the fuel
a = ash content of the fuel
K₁ = 0.0253 m³ N / kJ with O₂ content determination based on dry flue gas
K₂ = -1.1117 m³ N / kJ with O₂ content determination based on dry flue gas
K₁ = 0.116 m³ N / kJ with O₂ content determination based on moist flue gas
K₂ = -0.903 m³ N / kJ with O₂ content determination based on moist flue gas
ρ Lo = density of air
Der gesteuerte Verbrennungsluftanteil wird nach der Beziehung wie folgt ermittelt:The controlled amount of combustion air is according to the relationship determined as follows:
Dabei bedeuten:Mean:
fL = gesteuerter Verbrennungsluftanteil
mLgest = Menge der gesteuert zugeführten Luft
VLf = Falschluftmenge
Lo = Dichte der Luftf L = controlled amount of combustion air
m Lgest = amount of controlled air supply
V Lf = quantity of false air
Lo = density of air
Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Ermittlung der Falschluftmenge und/oder des Falsch- und des gesteuerten Verbrennungsluftanteils als direkte Meßgrößen aus dem Massen- und Volumenströmen des Dampfkessels durchführbar ist.The advantage of the invention is that the Determination of the quantity of false air and / or the false and the controlled combustion air proportion as direct measured variables from the mass and volume flows of the steam boiler is feasible.
Claims (17)
VLf = Falschluftmenge
ρLo = Dichte der Luft
RG = Menge des erzeugten Rauchgases
Br = Menge des verbrannten Brennstoffes
a = Aschemenge
Lgest = Menge der gesteuert zugeführten Luft.1. A method for determining the amount of false air flowing into a steam generator, characterized in that the amount of flue gas generated, the amount of fuel burned and the amount of air supplied as well as the ash content of the burned fuel are measured in a manner known per se from the operation of the steam generator and the amount of false air after the relationship is determined, where mean:
V Lf = quantity of false air
ρ Lo = density of air
RG = amount of flue gas generated
Br = amount of fuel burned
a = amount of ash
Lgest = amount of air supplied under control.
VRG = Rauchgasvolumen
VLgest = Volumen der gesteuerten Luft
ρRG = Dichte des Rauchgases
Hu = unterer Heizwert des Brennstoffs
a = Aschegehalt des Brennstoffs
O₂ = Sauerstoffgehalt des Rauchgases
K₁ = 0,0253 m³N/kJ bei O₂-Gehaltsbestimmung bezogen auf trockenes Rauchgas
K₂ = -1,1117 m³N/kJ bei O₂-Gehaltsbestimmung bezogen auf trockenes Rauchgas
K₁ = 0,116 m³N/kJ bei O₂-Gehaltsbestimmung bezogen auf feuchtes Rauchgas
K₂ = -0,903 m³N/kJ bei O₂-Gehaltsbestimmung bezogen auf feuchtes Rauchgas
ρLo = Dichte der Luft14. The method according to claim 1, characterized in that the amount of false air as an approximation according to the relationship is determined, where mean:
V RG = flue gas volume
V Lgest = volume of controlled air
ρ RG = density of the flue gas
H u = lower heating value of the fuel
a = ash content of the fuel
O₂ = oxygen content of the flue gas
K₁ = 0.0253 m³ N / kJ with O₂ content determination based on dry flue gas
K₂ = -1.1117 m³ N / kJ with O₂ content determination based on dry flue gas
K₁ = 0.116 m³ N / kJ with O₂ content determination based on moist flue gas
K₂ = -0.903 m³ N / kJ with O₂ content determination based on moist flue gas
ρ Lo = density of air
fL = gesteuerter Verbrennungsluftanteil
mLgest = Menge der gesteuert zugeführten Luft
VLf = Falschluftmenge
Lo = Dichte der Luft16. The method according to claim 1 and 14, characterized in that a controlled amount of combustion air according to the relationship from the measured amount of the supplied air and the amount of false air is determined, where mean:
f L = controlled amount of combustion air
m Lgest = amount of controlled air supply
V Lf = quantity of false air
Lo = density of air
fLf = Falschluftanteil
VLf = Falschluftmenge
ρLo = Dichte der Luft
mLgest = Menge der gesteuert zugeführten Luft.17. The method according to claim 1 and 14, characterized in that a false air compartment according to the relationship from the measured amount of controlled air and the amount of false air is determined, where mean:
f Lf = proportion of false air
V Lf = quantity of false air
ρ Lo = density of air
m Lgest = amount of controlled air supply .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4032347A DE4032347A1 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Detecting air leakage in steam generator - measuring quantities of combustion gases, fuel, obtained ash and supplied combustion air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4032347A DE4032347A1 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Detecting air leakage in steam generator - measuring quantities of combustion gases, fuel, obtained ash and supplied combustion air |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4032347A1 true DE4032347A1 (en) | 1992-04-16 |
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ID=6416119
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4032347A Withdrawn DE4032347A1 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Detecting air leakage in steam generator - measuring quantities of combustion gases, fuel, obtained ash and supplied combustion air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4032347A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111637438A (en) * | 2020-05-21 | 2020-09-08 | 广西壮族自治区特种设备检验研究院 | Quantitative detection device for deflagration phenomenon of biomass boiler |
WO2020255090A1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-12-24 | Onpoint Technologies, Llc | Systems and methods for detecting discrepancy in a combustion system |
US11719435B2 (en) | 2019-06-21 | 2023-08-08 | Onpoint Technologies, Llc | Combustion heater control system with dynamic safety settings and associated methods |
US11732891B2 (en) | 2019-06-21 | 2023-08-22 | Onpoint Technologies, Llc | Combustion system with inferred fuel and associated methods |
-
1990
- 1990-10-09 DE DE4032347A patent/DE4032347A1/en not_active Withdrawn
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |