EP1046861A1 - Process to regulate automatically the combustion of a waste incinerator - Google Patents
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- EP1046861A1 EP1046861A1 EP00105630A EP00105630A EP1046861A1 EP 1046861 A1 EP1046861 A1 EP 1046861A1 EP 00105630 A EP00105630 A EP 00105630A EP 00105630 A EP00105630 A EP 00105630A EP 1046861 A1 EP1046861 A1 EP 1046861A1
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- combustion
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- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
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- F23G2207/104—Arrangement of sensing devices for CO or CO2
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- F23G2207/00—Control
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- F23G2900/55—Controlling; Monitoring or measuring
- F23G2900/55003—Sensing for exhaust gas properties, e.g. O2 content
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- F23G2900/55—Controlling; Monitoring or measuring
- F23G2900/55011—Detecting the properties of waste to be incinerated, e.g. heating value, density
Definitions
- the invention is a method for automatic adjustment the combustion of a waste incineration plant.
- a method for controlling the combustion of fuel with a strongly fluctuating calorific value is known from EP 317 731 B1.
- the water content of the fuel and / or the CO 2 content of the combustion gases is measured by the intensity of the radiation in the area of the feed point and the evaporation and degassing zone of the furnace.
- the calorific value of the waste is determined from these values and the air supply is controlled as a function thereof.
- the disadvantage of this prior art is that, in the case of very moist waste, the water content and the CO 2 content in the flue gas also decrease due to a considerably poorer combustion. With automatic firing control, however, this can mean that, contrary to reality, the waste appears to be much drier.
- expensive opto-electrical sensors are required to detect the water content or the CO 2 content.
- the invention overcomes the disadvantages mentioned. It solves the task of creating a method for determining the waste quality that works simply and reliably. If a flue gas scrubber is available, the method should only use temperature, pressure and differential measurements (e.g. volume flow). It should also be easy to integrate into an existing waste incineration plant and be inexpensive. According to the invention, this is achieved in a method according to the preamble of the independent claim in that a fictitious process variable for setting the combustion parameters, such as combustion air distribution, waste layer thickness and rust rate Waste quality "is determined from the calorific value of the waste (Hu) and the water content of the waste (H 2 O waste ). If a flue gas scrubber is available, the method according to the invention makes direct measurement of the water content superfluous.
- the water produced during the combustion can advantageously be determined via a statistical relationship between the heat of combustion and the mass flow of carbon.
- the process can be easily and inexpensively integrated into an existing waste incineration plant, since all the necessary devices are usually already available. Despite the simplicity, it is a very reliable process.
- the method according to the invention is suitable for determining the water content of the waste H 2 O waste and Calorific value of garbage Hu a fictional size in a waste incineration plant Waste quality "and thereby perform an automatic firing setting, for example in relation to essential variables such as the combustion air distribution, the thickness of the waste layer or the rust speed.
- FIGS. 3 and 4 schematically show the first method step in a waste incineration plant 10 with a furnace 40.
- This type of garbage throughput calculation also means that more or less always the same label 30 is loaded in the garbage shaft 50 (e.g. a weld seam, the deflection edge or the field of view of the camera). This means that the volume decrease between 2 loads corresponds to one gripper content.
- the garbage calorific value Hu can be calculated using the boiler efficiency ⁇ boiler , the enthalpy of feed water h SPW and live steam h FD as well as the fresh steam quantity m ⁇ FD .
- the flue gas moisture serves as the basis for determining the water content in the waste.
- the proportion of water in the garbage cannot be detected directly due to the lack of suitable measuring systems.
- the flue gas moisture must therefore also rise.
- FIG. 5 The flue gas moisture H 2 O flue gas can be calculated for an existing scrubber from the flue gas temperature upstream of the scrubber and the saturation temperature in the scrubber.
- FIG. 6 shows this process with the two temperature measurements.
- the drier the flue gas the more water it can absorb and the lower the saturation temperature will be in the scrubber. If there is no scrubber, the flue gas H 2 O flue gas is determined directly, for example, using a measurement based on laser absorption (at the corresponding frequency).
- the flue gas density ⁇ flue gas depends on the composition.
- the density ⁇ flue gas 1.277kg / Nm 3 applies to the following (average) flue gas composition (volume percent): 14.5% H 2 O, 11% CO 2 , 7.5% O 2 , balance N 2
- m H 2nd O_ smoke gas V Rauchgas_Kesselende ⁇ H 2nd O Flue gas ⁇ ⁇ H 2nd O_ steam
- the C / H ratio is usually 7 to 8. With a constant value of 7.5 for the C / H ratio, the following relationship occurs:
- H 2nd O_combustion air ( V PL + V SL + V False air ) ⁇ H 2nd O Combustion air
- H 2 O combustion air is between 7..12g / Nm 3 and is assumed to be constant in this range.
- the process is designed so that it can be used in any commercially available control system can be installed. It is based on no additional, special hardware or software reliant.
- the grabs 3-10 with the weights w3-w10 are in the garbage shaft: w3 2950kg w4 3120kg w5 2760kg w6 2370kg w7 2590kg w8 3280kg 08:48 w9 2880kg 09:00 w10 3010kg
- H 2nd O Flue gas f ( T Gas_vor_wascher , T Gas_in_washers ):
Abstract
Description
Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur automatischen Einstellung der Feuerung einer Müllverbrennungsanlage.The invention is a method for automatic adjustment the combustion of a waste incineration plant.
Beim Betreiben einer Müllerbrennungsanlage ist es wichtig, die Feuerung der
Müllqualität" entsprechend so anzupassen, dass sie stabil und im Hinblick auf die
Emissionen optimiert wird. Die wichtigsten Einflussfaktoren, welche die Feuerung
dabei beeinflussen, sind die Zündfähigkeit und das Abbrennverhalten des Mülls. Da
die beiden Faktoren nicht messbare Grössen sind, ist eine direkte Messung nicht
möglich. Dem Anmelder ist dadurch bis heute keine Messung oder kein Verfahren
bekannt, welche(s) die
Fahrweise einer Müllverbrennungsanlage bekannt, welche die Luftmenge in Abhängigkeit vom Heizwert regelt. Die Verbrennungsluft kann dabei in einzelnen Zonen eingestellt werden. Dies geschieht kontinuierlich, um die Menge einem schwankenden Heizwert anzupassen. Der Heizwert ergibt sich dabei aus dem Quotient aus aktuell entbundener Wärme und dem Abfallmassenstrom. Bei der Lufteinstellung werden der CO und der O2-Gehalt des Abgases mit einbezogen. Nachteilig wird der Wassergehalt des Müll bei diesem Verfahren aber nicht berücksichtigt, obwohl dieser bei einer Verbrennung eine grosse Rolle spielt.Operation of a waste incineration plant known, which regulates the amount of air depending on the calorific value. The combustion air can be set in individual zones. This is done continuously to adjust the amount to a fluctuating calorific value. The calorific value results from the quotient of currently released heat and the waste mass flow. The CO and the O 2 content of the exhaust gas are included in the air setting. The disadvantage is that the water content of the waste is not taken into account in this process, although it plays a major role in incineration.
Auch aus
Aus der Druckschrift EP 317 731 B1 ist ein Verfahren zum Steuern der Verbrennung von Brennstoff mit stark schwankendem Heizwert bekannt. Dabei wird der Wassergehalt des Brennstoffes und/oder der CO2-Gehalt der Verbrennungsgase durch die Intensität der herrschenden Strahlung im Bereich der Aufgabestelle und der Verdampfungs- und Entgasungzone der Feuerung gemessen. Aus diesem Werten wird unter anderem der Heizwert des Mülls bestimmt und in Abhängigkeit davon die Luftzufuhr gesteuert. Nachteil dieses Standes der Technik ist aber, dass bei sehr feuchtem Müll auch der Wassergehalt und der CO2-Gehalt im Rauchgas durch eine wesentliche schlechtere Verbrennung abnimmt. Dies kann bei einer automatischen Feuerungsführung aber bedeuten, dass der Müll entgegen der Wirklichkeit wesentlich trockener scheint. Zudem werden teure opto-elektrische Sensoren zur Detektion vom Wassergehalt bzw. vom CO2-Gehalt benötigt.A method for controlling the combustion of fuel with a strongly fluctuating calorific value is known from EP 317 731 B1. The water content of the fuel and / or the CO 2 content of the combustion gases is measured by the intensity of the radiation in the area of the feed point and the evaporation and degassing zone of the furnace. Among other things, the calorific value of the waste is determined from these values and the air supply is controlled as a function thereof. The disadvantage of this prior art, however, is that, in the case of very moist waste, the water content and the CO 2 content in the flue gas also decrease due to a considerably poorer combustion. With automatic firing control, however, this can mean that, contrary to reality, the waste appears to be much drier. In addition, expensive opto-electrical sensors are required to detect the water content or the CO 2 content.
Die Erfindung überwindet die erwähnten Nachteile. Sie löst die Aufgabe, ein
Verfahren zur Bestimmung der Müllqualität zu schaffen, welches einfach und
zuverlässig arbeitet. Ist ein Rauchgaswäscher vorhanden, soll das Verfahren
lediglich Temperatur-, Druck- und Differenzmessungen (bspw. Volumenstrom)
anwenden. Es soll auch einfach in eine bestehende Müllverbrennungsanlage
integriert werden können und kostengünstig sein.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren gemäss dem Oberbegriff des
unabhängigen Anspruchs dadurch erreicht, dass zur Einstellung der
Feuerungsgrössen, wie Verbrennungsluftverteilung, Müllschichtdicke und
Rostgeschwindigkeit, eine fiktive Prozessgrösse
Ist ein Rauchgaswäscher vorhanden, wird durch das erfindungsgemässe Verfahren
die direkten Messung des Wassergehalts überflüssig. Weiter kann vorteilhaft über
eine statistische Beziehung zwischen der Verbrennungswärme und dem
Kohlenstoffmassenstrom das bei der Verbrennung entstandene Wasser ermittelt
werden. Zudem ist das Verfahren einfach und kostengünstig in eine bestehende
Müllverbrennungsanlage integrierbar, da meist alle notwendigen Geräte bereits
vorhanden sind. Trotz der Einfachheit ist es ein sehr zuverlässiges Verfahren. The invention overcomes the disadvantages mentioned. It solves the task of creating a method for determining the waste quality that works simply and reliably. If a flue gas scrubber is available, the method should only use temperature, pressure and differential measurements (e.g. volume flow). It should also be easy to integrate into an existing waste incineration plant and be inexpensive.
According to the invention, this is achieved in a method according to the preamble of the independent claim in that a fictitious process variable for setting the combustion parameters, such as combustion air distribution, waste layer thickness and rust rate
If a flue gas scrubber is available, the method according to the invention makes direct measurement of the water content superfluous. Furthermore, the water produced during the combustion can advantageously be determined via a statistical relationship between the heat of combustion and the mass flow of carbon. In addition, the process can be easily and inexpensively integrated into an existing waste incineration plant, since all the necessary devices are usually already available. Despite the simplicity, it is a very reliable process.
Die weiteren Ausgestaltungsmöglichkeiten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The other design options are the subject of the dependent Expectations.
Es zeigen:
- Fig.1
- eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens,
- Fig.2
- ein Diagramm
- Fig.3
- eine schematische Darstellung zur Ermittlung des Mülldurchsatzes,
- Fig.4
- eine schematische Darstellung zur Ermittlung des Mülldurchsatzes,
- Fig.5
- eine schematische Darstellung zur Ermittlung des Wassergehalts im Rauchgas,
- Fig.6
- eine schematische Darstellung zur Ermittlung des Wassergehalts im Rauchgas mit einer Temperaturmessung vor und im Rauchgaswäscher,
- Fig.7
- das Diagramm zur Ermittlung des Wassergehalts im Rauchgas aus Rauchgaseintrittstemperatur und Sättigungstemperatur der Rauchgase im Wäscher,
- Fig.8
- eine statistische Beziehung zwischen entbundener Wärme und Massenstrom an Kohlenstoff und
- Fig.9
- ein Diagramm über die Fehleranfälligkeit des erfindungsgemässen Verfahrens.
- Fig. 1
- 2 shows a schematic representation of the method according to the invention,
- Fig. 2
- a diagram
- Fig. 3
- a schematic representation for determining the waste throughput,
- Fig. 4
- a schematic representation for determining the waste throughput,
- Fig. 5
- a schematic representation for determining the water content in the flue gas,
- Fig. 6
- 1 shows a schematic representation for determining the water content in the flue gas with a temperature measurement before and in the flue gas scrubber,
- Fig. 7
- the diagram for determining the water content in the flue gas from the flue gas inlet temperature and the saturation temperature of the flue gases in the scrubber,
- Fig. 8
- a statistical relationship between released heat and mass flow of carbon and
- Fig. 9
- a diagram of the susceptibility to errors of the inventive method.
Es sind nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Gleiche Elemente sind in unterschiedlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Only the elements essential to the invention are shown. Same Elements are provided with the same reference symbols in different figures.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist geeignet, durch Ermittlung der Werte
Wassergehalt des Mülls H2OMüll und
Heizwert des Mülls Hu
in einer Müllverbrennungsanlage eine fiktive Grösse
Calorific value of garbage Hu
a fictional size in a waste incineration plant
Die Figur 1 zeigt schematisch das Verfahren, um zu den Werten Heizwert (Hu) und Müllfeuchte (A) zu gelangen. Dabei wird zunächst der Müllmassenstrom (F Müll) durch die einzelnen Müllkranchargen ermittelt. Danach wird der Heizwert des Mülls (Hu) mit dem Müllmassenstrom und mit der produzierten Frischdampfmenge über die übertragende Wärmemenge berechnet. Durch Temperaturmessungen kann über pysikalische Beziehungen weiter die Rauchgasfeuchte (A) und über die statistische Beziehung daraus der Wassergehalt (A) des Mülls ermittelt werden. Aus dem Heizwert des Mülls und der Müllfeuchte wird eine Müllqualität ermittelt, welche zur automatischen Einstellung der Feuerung verwendet wird. Zur Bestimmung der genannten Werte sind folgende Messungen oder Komponenten, welche in jeder Müllverbrennungsanlage üblicherweise vorhanden sind, erforderlich:
- Müllkrananlage mit Wägeeinrichtung der einzelnen, beschickten Müllchargen
- Kessel
- Frischdampfmengenmessung
- Temperatur und Druck von Frischdampf und Speisewasser
- Verbrennungsluft Volumenstrom
- Entweder Wäscher mit Temperaturmessung der Rauchgase vor Eintritt und im
Wäscher,
oder H2O Messung im Rauchgas am Kesselende
- Garbage crane system with weighing device for the individual, loaded waste batches
- boiler
- Live steam quantity measurement
- Temperature and pressure of live steam and feed water
- Combustion air volume flow
- Either scrubber with temperature measurement of the flue gases before entering and in the scrubber,
or H 2 O measurement in the flue gas at the end of the boiler
In der Figur 2 wird die
Folgende Schritte sind bei dem erfindungsgemässen Verfahren auszuführen:The following steps are to be carried out in the method according to the invention:
Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch den ersten Verfahrensschritt in einer Müllverbrennungsanlage 10 mit einer Feuerung 40. Um eine schnelle Berechnung des Mülldurchsatzes m ˙Müll zu ermöglichen berechnet man den Durchsatz aufgrund der Pausenzeit zwischen den Beschickungen und der Beschickungsmenge des Mülls in einem Trichter 20. Dabei geht man davon aus, dass das beschickte Volumen konstant (=Greiferinhalt 1-12) ist und sich nur das spezifische Gewicht ändert. Weiter kennt man die Anzahl Greifer, die notwendig sind, um den Müllschacht 50 zu füllen (1 mal ermitteln). In den Figur 3 und 4 sind die Greifer von 1 bis 12 durchnumeriert. Diese Art der Mülldurchsatzberechnung bedingt weiter, dass mehr oder weniger immer bei einer gleichen Marke 30 im Müllschacht 50 beschickt wird (z. B. eine Schweissnaht, die Umlenkkante oder der Sichtbereich der Kamera). Damit ist gegeben, dass die Volumenabnahme zwischen 2 Beschickungen einem Greiferinhalt entspricht.FIGS. 3 and 4 schematically show the first method step in a waste incineration plant 10 with a furnace 40. In order to enable a rapid calculation of the waste throughput m ˙ waste , the throughput is calculated on the basis of the pause time between the feedings and the loading quantity of the waste in a hopper 20. It is assumed that the volume fed is constant (= gripper content 1-12) and only the specific weight changes. You also know the number of grippers that are necessary to fill the garbage shaft 50 (determine once). 3 and 4, the grippers are numbered from 1 to 12. This type of garbage throughput calculation also means that more or less always the same label 30 is loaded in the garbage shaft 50 (e.g. a weld seam, the deflection edge or the field of view of the camera). This means that the volume decrease between 2 loads corresponds to one gripper content.
Der Ablauf für die Bestimmung des Mülldurchsatzes m ˙Müll ist wie folgt:
- der Müllschacht 50 ist z.B. mit 8 Greifern (Nr 3-10) bis zur Marke 30 gefüllt,
- von jedem der beschickten Greifer kennt man das Gewicht (gespeichert im Prozessleitsystem)
- der Kranführer legt einen 11. Greifer in den Trichter 20
- durch den Müllnachschub für die Verbrennung rutscht der Müll im Müllschacht 50 langsam nach unten, bis die Marke 30 erreicht ist.
- in diesem Moment wird ein neuer Greifer beschickt (Nr. 12)
- man misst die Zeit t11-12 die der 11. Greifer gebraucht hat, um die Marke 30 zu erreichen (entspricht der Volumenabnahme)
- während dieser Zeit müssen die w3 kg des Greifers 3 in die Feuerung transportiert worden sein
- Durch den Müllnachschub für die Verbrennung rutscht der Müll im Müllschacht 50 langsam nach unten, bis die Marke 30 wiederum erreicht ist.
- ein neuer Greifer wird beschickt (Nr. 13)
- man misst die Zeit t12-13 die der 12. Greifer gebraucht hat, um die Marke 30 zu erreichen (entspricht der Volumenabnahme)
- während dieser Zeit müssen die w4 kg des Greifers 4 in die Feuerung transportiert worden sein
- the garbage shaft 50 is filled, for example, with 8 grippers (No. 3-10) up to the mark 30,
- the weight of each of the loaded grippers is known (stored in the process control system)
- the crane operator places an 11th gripper in the hopper 20
- due to the refill of refuse for the combustion, the refuse in the refuse shaft 50 slowly slides down until the mark 30 is reached.
- at this moment a new gripper is being loaded (No. 12)
- one measures the time t 11-12 that the 11th gripper took to reach the mark 30 (corresponds to the decrease in volume)
- during this time the w 3 kg of the gripper 3 must have been transported into the furnace
- Due to the refill of refuse for the combustion, the refuse slowly slides down in the refuse shaft 50 until the mark 30 is reached again.
- a new gripper is loaded (No. 13)
- measure the time t 12-13 that the 12th gripper took to reach mark 30 (corresponds to the decrease in volume)
- during this time the w 4 kg of the gripper 4 must have been transported into the furnace
Der Mülldurchsatz m ˙Müll in dieser Zeit über 2 Greifer war
Um die Einflüsse der Fehler bezüglich der Annahmen (gleichmässige Beschickung, konstantes Volumen etc.) zu minimieren wird diese Berechnung über einige Greifer gemittelt (je nach Volumen des Greifers, Grösse der Anlage und Fahrweise der Kranführer).The influences of the errors regarding the assumptions (uniform loading, constant volume, etc.) will minimize this calculation using a few grippers averaged (depending on the volume of the gripper, size of the system and driving style of the Crane operator).
Ist der Mülldurchsatz m ˙Müll bekannt, kann mit Hilfe des Kesselwirkungsgrades ζKessel, der Enthalpie von Speisewasser hSPW und Frischdampf hFD sowie der Frischdampfmenge m ˙FD der Müllheizwert Hu berechnet werden.If the garbage throughput m ˙ garbage is known, the garbage calorific value Hu can be calculated using the boiler efficiency ζ boiler , the enthalpy of feed water h SPW and live steam h FD as well as the fresh steam quantity m ˙ FD .
Eingebrachte Müll-Feuerungswärmeleistung:
Eingebrachte Wärmeleistung bei Einsatz eines Zusatzbrenners (z.B. Stützfeuerung
für 17. BlmSchV):
Daraus ergibt sich für den Müllheizwert unter Einbeziehung von (1) und (2):
Die Rauchgasfeuchte dient als Grundlage für die Bestimmung des Wasseranteils im
Müll. Der Wasseranteil im Müll kann mangels geeigneter Messsysteme nicht direkt
detektiert werden. Je höher der Wasseranteil im Müll ist, desto mehr Wasser muss
vor oder in der Feuerung verdampfen. Somit muss auch die Rauchgasfeuchte
ansteigen. Dieser Vorgang ist in der Figur 5 dargestellt.
Die Rauchgasfeuchte H2ORauchgas kann bei einem vorhandenen Wäscher aus der
Rauchgastemperatur vor Wäscher und der Sättigungstemperatur im Wäscher
berechnet werden. Die Figur 6 stellt diesen Vorgang mit den beiden
Temperaturmessungen dar. Aus diesen Messung kann über ein Diagramm, welches
in Figur 7 dargestellt ist, die Rauchgasfeuchte H2ORauchgas ermittelt werden.
The flue gas moisture H 2 O flue gas can be calculated for an existing scrubber from the flue gas temperature upstream of the scrubber and the saturation temperature in the scrubber. FIG. 6 shows this process with the two temperature measurements. The flue gas moisture H 2 O flue gas can be determined from these measurements using a diagram which is shown in FIG.
Dabei gilt: Je trockener das Rauchgas, desto mehr Wasser kann es aufnehmen und desto tiefer wird die Sättigungstemperatur im Wäscher sein. Ist kein Wäscher vorhanden, wird die Rauchgasfeuchte H2ORauchgas beispielsweise mit einer auf Laserabsorption (bei der entsprechenden Frequenz) basierenden Messung direkt bestimmt.The following applies: the drier the flue gas, the more water it can absorb and the lower the saturation temperature will be in the scrubber. If there is no scrubber, the flue gas H 2 O flue gas is determined directly, for example, using a measurement based on laser absorption (at the corresponding frequency).
Über eine Massenbilanz kann unter Berücksichtigung der jeweiligen Dichten der
Rauchgasvolumenstrom berechnet werden:
wobei gilt:
Aus Abnahmeversuchen und Leistungsmessungen ist aus verschiedenen Anlagen
bekannt, dass 20..30% des Müllmassenstromes m ˙müll als Aschemassenstrom (Flug- und
Rostasche) anfällt und im Mittel ziemlich konstant ist.
Die Rauchgasdichte ρRauchgas hängt von der Zusammensetzung ab. Die Dichte
ρRauchgas=1,277kg/Nm3 gilt für folgende (mittlere) Rauchgaszusammensetzung
(Volumenprozent): 14,5% H2O, 11% CO2, 7,5% O2, Rest N2 From acceptance tests and performance measurements it is known from various plants that 20..30% of the garbage mass flow garbage accumulates as ash mass flow ( fly and grate ash) and is fairly constant on average.
The flue gas density ρ flue gas depends on the composition. The density ρ flue gas = 1.277kg / Nm 3 applies to the following (average) flue gas composition (volume percent): 14.5% H 2 O, 11% CO 2 , 7.5% O 2 , balance N 2
Der gesamte Wassermassenstrom m ˙H2O_Rauchgas am Kesselende berechnet sich unter
Einbeziehung von (7) und (8) aus:
Das Wasser das im Rauchgas zu finden ist, hat 4 verschiedene Quellen:
- H-Verbrennung Müllfeuerung
- H-Verbrennung Zusatzfeuerung (Öl)
- H2O aus der Verbrennungsluft
- H2O aus dem Müll
- H-combustion waste incineration
- H-combustion additional combustion (oil)
- H 2 O from the combustion air
- H 2 O from the trash
Aus Abnahmeversuchen und Leistungsmessungen mit einer installierten CO2-Messung
im Rauchgas wurde über eine statistische Auswertung der Messdaten ein
linearer Zusammenhang
Setzt man ein konstantes C/H-Verhältnis im Müll ein, kann man über den erwähnten Zusammenhang auch den H2O-Massenstrom aus der Müllverbrennung berechnen. Das C/H-Verhältnis ist üblicherweise 7 bis 8. Mit einem konstanten Wert von 7,5 für das C/H-Verhältnis kommt man auf folgenden Zusammenhang: If you use a constant C / H ratio in the waste, you can also calculate the H 2 O mass flow from the waste incineration using the above-mentioned relationship. The C / H ratio is usually 7 to 8. With a constant value of 7.5 for the C / H ratio, the following relationship occurs:
Für die Zusatzfeuerung mit Heizöl gilt:
Für das über die Verbrennungsluft eingebrachte Wasser gilt:
Setzt man den Wassermassenstrom m ˙H2O_Müll aus dem Müll (11) ins Verhältnis zum
Mülldurchsatz m ˙Müll (2), erhält man den Wasseranteil im Müll:
Allen Berechnungen liegen Konstanten oder Annahmen zu Grunde. Sie verfälschen
das Resultat bezogen auf den effektiven, physikalischen Wert. Die fiktive Grösse
"Müllqualität" als Grundlage für die Feuerungseinstellung basiert auf diesen
berechneten Werten. Im Sinne der Müllverbrennung spielen aber die absoluten
Werte keine tragende Rolle. Es ist jedoch von entscheidender Wichtigkeit, wann sich
der absolute Wert ändert. Erst eine Änderung des Wertes bewirkt über die fiktive
Grösse "Müllqualität" schlussendlich eine veränderte Feuerungseinstellung.
Systematische Fehler (durch unzutreffende Annahmen oder unkorrekte Konstanten),
die sich hauptsächlich auf den absoluten Wert auswirken, können demzufolgen
keinen Einfluss auf den Feuerungsprozess nehmen. Den grössten Einfluss auf die
letztendlich entscheidende Grösse "Müllqualität" hat jedoch der Müllmassenstrom
m ˙Müll. Die vorgestellte Methode ist aber so aufgebaut, dass dieser Einfluss auf
elegante Art und Weise vernachlässigt werden kann:
Allen Berechnungen liegen ausschliesslich (bei Einsatz eines Wäscher in der Rauchgasreinigung)
- Temperatur-
- Druck-
- Differenzdruck (Durchfluss, Volumenstrom)-
All calculations are exclusive (when using a scrubber in flue gas cleaning)
- Temperature-
- Print-
- Differential pressure (flow, volume flow) -
Messungen zu Grunde. Diese Messungen gelten auch im Einsatzgebiet
Müllverbrennung als hoch verfügbar. Somit muss auch die Verfügbarkeit der fiktiven
Prozessgrösse "Müllqualität" hoch verfügbar sein.
In allen Berechnungen werden kleine Fehler gemacht, die sich entweder gegenseitig
aufheben oder verstärken. Die vorliegende Methode zu Bestimmung der
"Müllqualität", die als Basis für die Feuerungseinstellung dienen muss, hat sich aber
unabhängig von diesen Fehlern in verschiedenen Anlagen als sehr zuverlässig
herausgestellt. Die fiktive Prozessgrösse "Müllqualität" stimmt in 95% aller
Betriebsfällen mit den im Feuerraum beobachteten Feuerungszuständen überein.
Somit eignet sich das Signal bestens, von dessen Wert über Funktionen und
Tabellen eine Feuerungseinstellung abzuleiten (Verbrennungsluftverteilung,
Müllschichtdicke, Rostgeschwindigkeiten etc.).Measurements. These measurements are also considered highly available in the waste incineration area. The availability of the fictitious process variable "waste quality" must therefore be highly available.
Small errors are made in all calculations, which either cancel or reinforce each other. The present method for determining the "waste quality", which must serve as the basis for the furnace setting, has proven to be very reliable in various plants, regardless of these errors. The fictitious process size "waste quality" corresponds in 95% of all operating cases with the combustion conditions observed in the combustion chamber. The signal is therefore ideally suited for deriving a combustion setting from its value via functions and tables (combustion air distribution, garbage layer thickness, rust speeds, etc.).
Das Verfahren ist so konzipiert, dass sie in jedes handelsübliche Leitsystem eingebaut werden kann. Sie ist auf keine zusätzliche, spezielle Hard- oder Software angewiesen.The process is designed so that it can be used in any commercially available control system can be installed. It is based on no additional, special hardware or software reliant.
Nachfolgend ist beispielsweise ein Rechenbeispiel (Momentaufnahme) aus einer Müllverbrennungsanlage aufgeführt. Das Leitsystem rechnet die Werte online alle 250ms neu.Below is an example of a calculation (snapshot) from a Waste incineration plant listed. The control system calculates all the values online 250ms new.
Im Müllschacht befinden sich die Greifer 3-10 mit den Gewichten w3-w10:
Der Greifer 10 hat die Marke nach 10min erreicht und es wird ein Greifer w11 und
später (w11 bei Marke) ein Greifer w12 aufgegeben:
- 1-121-12
- GreiferinhaltGripper content
- 2020th
- Trichterfunnel
- 3030th
- Markebrand
- 4040
- FeuerungFiring
- 5050
- MüllschachtGarbage chute
- 6060
- MüllverbrennungsanlageIncinerator
- hFD h FD
- Enthalpie des FrischdampfesEnthalpy of live steam
- hSPW h SPW
- Enthalpie des SpeisewassersEnthalpy of the feed water
- H2OH 2 O
- Wasserwater
- HuHu
- Heizwertcalorific value
- kk
- ProportionalitätsfaktorProportionality factor
- m ˙m ˙
- MassenstromMass flow
- m ˙Müll m ˙ garbage
- Massenstrom des MüllsMass flow of garbage
- PFD P FD
- Druck des FrischdampfsLive steam pressure
- PSPW P SPW
- Druck des SpeisewassersFeed water pressure
- PLPL
- PrimärluftPrimary air
- WärmeleistungHeat output
- QBQB
- Wärmeleistung der FeuerungThermal output of the furnace
- SLSL
- SekundärluftSecondary air
- TT
- Temperaturtemperature
- TFD T FD
- Temperatur des FrischdampfsLive steam temperature
- TSPW T SPW
- Temperatur des SpeisewassersFeed water temperature
- tt
- Zeittime
- VV
- Volumenvolume
- V ˙Rauchgas V ˙ flue gas
- Volumenstrom des RauchgasesVolume flow of the flue gas
- w3 w 3
- Masse des 3. GreifersMass of the 3rd gripper
- w4 w 4
- Masse des 4. GreifersMass of the 4th gripper
- ρρ
- Dichtedensity
- ζKessel ζ boiler
- Wirkungsgrad des KesselsEfficiency of the boiler
Claims (4)
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Einstellung der Feuerungsgrössen, wie Verbrennungsluftverteilung, Müllschichtdicke und Rostgeschwindigkeit, eine fiktive Prozessgrösse Müllqualität" aus dem Heizwert des Mülls (Hu) und dem Wassergehalt des Mülls (H2OMüll) bestimmt wird, wobei der Wassergehalt des Mülls (H2OMüll) nach der Gleichung
mit m ˙H2O_Müll Wassermassenstrom des Mülls,
und wobei sich der Wassermassenstrom des Mülls m ˙H2O_Müll aus
mit
characterized in that
a fictitious process variable for setting the combustion parameters such as combustion air distribution, waste layer thickness and rust speed Waste quality "is determined from the calorific value of the waste (Hu) and the water content of the waste (H 2 O waste ), the water content of the waste (H 2 O waste ) according to the equation
with m ˙ H2O_Müll water mass flow of waste,
and the water mass flow of the garbage m ˙ H2O_garbage
With
dadurch gekennzeichnet, dass
die Feuchte im Rauchgas (H2ORauchgas) am Ende des Feuerungsraums direkt gemessen wird.Method according to claim 1,
characterized in that
the humidity in the flue gas (H 2 O flue gas ) is measured directly at the end of the furnace.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Feuchte im Rauchgas (H2ORauchgas) über die Temperatur vor dem Eintritt des Rauchgases in einen der Müllverbrennungsanlage nachgeschalteten Rauchgaswäscher und über die Sättigunstemperatur der Rauchgase im Rauchgaswäscher bestimmt wird.Method according to claim 1,
characterized in that
the humidity in the flue gas (H 2 O flue gas ) is determined via the temperature before the flue gas enters a flue gas scrubber downstream of the waste incineration plant and via the saturation temperature of the flue gases in the flue gas scrubber.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Proportionalitätskonstante kH2O über eine statistische Beziehung Kohlendioxidmassenstrom
characterized in that
the proportionality constant k H2O over a statistical relationship carbon mass flow
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