ES2207056T3 - Procedimiento para regular la potencia de fuego de instalaciones de combustion. - Google Patents
Procedimiento para regular la potencia de fuego de instalaciones de combustion.Info
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Abstract
PARA REALIZAR EL PROCEDIMIENTO DE REGULACION DE LA POTENCIA CALORIFICA DE UNA INSTALACION DE COMBUSTION, LA PARRILLA (1) ESTA DOTADA DE VARIAS ZONAS DE AIRE POR DEBAJO DEL EMPARRILLADO (7.1 A 7.5). PARA LA DETERMINACION DE LA SEÑAL DE REGULACION, LA ZONA DE AIRE POR DEBAJO DEL EMPARRILLADO (POR EJEMPLO, 7.2) PRESENTA AL PRINCIPIO DE LA ZONA DE COMBUSTION PRINCIPAL, SISTEMAS DE MEDICION, A SABER, UN SENSOR DE TEMPERATURA (17) Y UN SENSOR DE PRESION (19), ESTANDO EL CONDUCTO DE APORTACION DE AIRE (POR EJEMPLO, 8.2), DOTADO DE UN CAUDALIMETRO. EN LA CAMARA DE COMBUSTION (3) SE PREVE OTRO SENSOR DE PRESION (20) PARA PODER DETERMINAR LA DIFERENCIA DE PRESION ESTATICA ENTRE LA ZONA DE AIRE POR DEBAJO DEL EMPARRILLADO Y LA CAMARA DE COMBUSTION. LOS VALORES DE MEDICION DE ESTE SISTEMA SE APORTAN A UN ORDENADOR CENTRAL ZR QUE EMITE UNA SEÑAL DE REGULACION R A UN SISTEMA DE REGULACION RE, EN SU CASO, TENIENDO EN CUENTA UN COEFICIENTE DE FLUENCIA AL , QUE ESTA CONECTADO A DISTINTOS MECANISMOS DE REGULACION (21 A 24) PARA INFLUIR EN LA VELOCIDAD DE ATIZADO DE LA PARRILLA, LA CANTIDAD DE CARGA DE CARBURANTE, LA CANTIDAD DE ESCORIA Y, EN SU CASO, LA CANTIDAD DE AIRE A LAS DISTINTAS ZONAS DE AIRE POR DEBAJO DEL EMPARRILLADO.
Description
Procedimiento para regular la potencia de fuego
de instalaciones de combustión.
La invención se refiere a un procedimiento para
regular la potencia de fuego de instalaciones de combustión,
especialmente instalaciones de incineración de residuos, en el que
el material a quemar es cargado al principio de una parrilla de
hogar y sometido sobre ésta a un movimiento de atizado y de avance,
y al final de la parrilla de hogar se descarga la escoria
producida.
Aparte de una reducida emisión de contaminantes
en el gas de escape, en la incineración de residuos se aspira a una
liberación uniforme del calor del combustible. Dado que la cantidad
de calor aportada a una parrilla de hogar por unidad de volumen de
basuras o residuos está sometida a fuertes fluctuaciones, se tiene
que variar, por un lado, la cantidad de basura cargada en función
del respectivo poder calorífico existente y, por otro lado, el
atizado o circulación del combustible, así como la alimentación de
aire comburente, para hacer posible una liberación del calor lo más
uniforme posible.
En instalaciones de combustión con hogares de
parrilla, en las que no se efectúa una regulación automática de la
velocidad de atizado de la parrilla en función de la altura
detectada del lecho de combustión, esto conduce a la desventaja
técnica de combustión de alturas de lecho de combustión cambiantes.
Las alturas de lecho de combustión cambiantes adolecen del
inconveniente de una permeabilidad cambiante al aire comburente del
lecho de combustión. Tales permeabilidades cambiantes al aire
comburente del lecho de combustión conduce a índice de exceso de
aire cambiantes y, por tanto, a desarrollos cambiantes de la
combustión, con lo que resultan las consecuencias de ausencia de un
proceso de combustión estable y, por tanto, ausencia de valores de
O_{2} estables en el gas de escape, diferentes emisiones de CO y
NO_{x}, diferentes cantidades de polvo volante y una combustión
total diferente de la escoria.
Se conoce por los Resúmenes de Patentes de Japón,
vol. 1998, Nº 06, 30 de Abril de 1998
(30-04-1998) & JP 10 054531 A
(Sumitomo Heavy Ind Ltd), 24 de Febrero de 1998
(24-02-1998), un procedimiento en
el que se mide un coeficiente de pérdida de presión sobre la base de
una presión diferencial entre la presión dentro de la zona de la
parrilla y la cámara de combustión al faltar carga en la parrilla,
para calcular un índice de espesor de capa de combustión para cada
una de las zonas de la parrilla partiendo de la presión diferencial
por debajo de la zona respectiva y en la cámara de combustión y de
la cantidad de aire primario a alimentar. Un equipo de regulación
regula las cantidades de carga del material combustible y el
movimiento de atizado de la parrilla, así como la cantidad de aire
primario basándose en el índice de espesor del material combustible
para cada zona, estableciéndose un valor nominal previamente
conocido para el índice de espesor de capa combustible a fin de
regular este espesor en las distintas zonas de la parrilla.
Se conoce por Resúmenes de Patentes de Japón,
vol. 008, Nº 258 (M-340), 27 de Noviembre de 1984
& JP 59 129136 A (Kawasaki Juko-Gyo KK), 25 de
Julio de 1984, un procedimiento en el que se efectúa el control del
dispositivo de carga con miras a una mejor regulación del proceso de
combustión en función de una señal de regulación que se obtiene
determinando la resistencia del aire en función de la diferencia de
presión entre el lado inferior de la parrilla y el lado superior de
la misma, así como la cantidad de aire introducida.
Se conoce por Albert von F A et al: "Medidas
primarias para aminorar emisiones en la incineración de
residuos", VGB Kraftwerkstechnik, DE, VGB Kraftwerkstechnik GmbH,
Essen, tomo 76, Nº 8, páginas 635-642, XP000623076
ISSN: 0372-5715, el recurso de atender al
mantenimiento de una permeabilidad uniforme al aire que se ajusta
por control de la presión del viento inferior en función de la
potencia del aire de la primera zona de la parrilla.
Se conoce por el documento EP 0 661 500 B1 el
recurso de detectar la distribución de la masa combustible sobre una
parrilla de hogar por medio de un radar y emplear esta señal, por
ejemplo, para regular la velocidad de atizado. Este procedimiento es
ciertamente ventajoso, pero requiere la utilización de equipos de
medida costosos. Además, no se puede deducir la permeabilidad al
aire del lecho de combustión partiendo de la altura detectada de
este lecho.
El cometido de la invención consiste en
proporcionar con medios sencillos un procedimiento en el que se
pueda adoptar la potencia de combustión de forma relativamente
exacta a los requisitos de la capacidad de vapor, debiendo
satisfacerse requisitos técnicos de combustión importantes en lo que
respecta a la composición del gas de escape y aquí especialmente con
miras al CO, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno y las demás
materias nocivas.
Este problema se resuelve según la invención en
un procedimiento de la clase explicada al principio por el hecho de
que se efectúa al menos una influenciación del movimiento de atizado
y de avance del material combustible en función de la permeabilidad
al aire comburente de la parrilla del hogar y del lecho de
combustión, y porque el cálculo de la señal de regulación
correspondiente a la permeabilidad al aire comburente se efectúa
captando la superficie libre de salida de aire de todo el cuerpo de
resistencia al aire comburente de la región de la parrilla
considerada, compuesto del revestimiento de la parrilla y el lecho
de combustión, según la fórmula
R =
\frac{PLB}{V}
en donde R es la señal de regulación, PLB es la
cantidad de aire primario que circula por el lecho de combustión en
las condiciones de funcionamiento y V es la velocidad de flujo a
través del cuerpo de resistencia al aire comburente compuesto del
revestimiento de la parrilla y del lecho de combustión y se calcula
según la
fórmula
V =
\sqrt{\frac{2g}{\gamma_{L}}}\cdot \Delta
p
en la que g es la aceleración terrestre,
\gamma_{L} es el peso específico del aire en las condiciones de
funcionamiento y \Deltap es la diferencia de presión estática
entre la zona de viento inferior y la cámara de
fuego.
Mediante la variación del movimiento de atizado
de una parrilla se puede ajustar la distribución de la masa
combustible de modo que se mantenga constante la permeabilidad al
aire de la parrilla del hogar y del lecho de combustión, con lo que
se llega a un exceso de aire estable y, por tanto, a una combustión
ampliamente constante con valores de O_{2} estables en el gas de
escape. Además, se consiguen así emisiones constantes de gases
contaminantes a un bajo nivel. Con una permeabilidad constante al
aire comburente a través del lecho de combustión, las velocidades
del gas a través de dicho lecho de combustión permanecen ampliamente
constantes y, por tanto, se consigue también una baja descarga de
polvo volante cuantitativamente constante desde el hogar. Dado que
con la medida según la invención se puede mantener el desarrollo de
la combustión en un nivel uniformemente favorable, se obtiene por
esto una buena combustión completa de la escoria incluso durante la
combustión de materias de desecho pesadas con grandes diferencias de
poder calorífico. Esta clase de cálculo indicada de la magnitud de
regulación es suficiente en principio para resolver el problema
inicialmente planteado. Sin embargo, se pueden presentar
desviaciones respecto de las condiciones reales fundadas en que el
cuerpo de resistencia al aire comburente compuesto del revestimiento
de la parrilla y del lecho de combustión opone al aire comburente
circulante a su través, según la velocidad de flujo de éste, unas
resistencias de flujo o de rozamiento más o menos fuertes. En
efecto, el aire circula, por un lado, a través de rendijas muy
estrechas entre las distintas barras de la parrilla de combustión y,
por otro lado, a través del montón consistente en materias de
desecho o basura, que no ofrece vías de flujo definidas y cuya
permeabilidad al aire depende no sólo de la altura del lecho de
combustión, sino también de la composición de la masa combustible,
es decir, de la calidad de la basura. Se presentan aquí condiciones
de flujo que no pueden ya captarse exactamente por medio de fórmulas
matemáticas y que conducen a que los fundamentos de cálculo no
siempre coincidan con las condiciones reales.
Partiendo de estas dificultades, se propone según
la presente invención una clase de cálculo de la señal de regulación
que está ligada ciertamente a un mayor coste, pero que permite una
adaptación más exacta de la magnitud de regulación calculada a las
condiciones reales y que se obtiene según la invención debido a que
el cálculo de la señal de regulación correspondiente a la
permeabilidad al aire comburente se efectúa captando la superficie
libre de salida de aire de todo el cuerpo de resistencia al aire
comburente, compuesto del revestimiento de la parrilla y el lecho de
combustión, y un coeficiente de flujo experimentalmente obtenible,
dependiente de la velocidad de flujo del aire comburente, según la
fórmula
R_{K} = F :
\alpha
en la que R_{K} es la señal de regulación
corregida, F es la superficie libre de salida de aire y \alpha es
el coeficiente de flujo, y la superficie libre de salida de aire se
calcula según la
fórmula
F =
\frac{PLB}{V}
en donde V es la velocidad de flujo a través del
cuerpo de resistencia al aire comburente compuesto del revestimiento
de la parrilla y el lecho de combustión y se calcula según la
fórmula
V =
\sqrt{\frac{2g}{\gamma_{L}}}\cdot\Delta p
en la que g es la aceleración terrestre,
\gamma_{L} es el peso específico del aire en las condiciones de
funcionamiento y \Deltap es la diferencia de presión estática
entre la zona de viento inferior y la cámara de
fuego.
Por tanto, el coeficiente de flujo
experimentalmente obtenible es una magnitud de corrección que tiene
en cuenta las pérdidas de flujo por rozamiento y formación de
remolinos para el flujo del aire a través del revestimiento de la
parrilla, es decir, a través de la parrilla del hogar constituida
por barras individuales y el lecho de combustión, que consiste en
una acumulación irregular de materias de desecho combustibles e
inertes de los más diferentes órdenes de tamaños.
Para hacer posibles de forma segura todas las
repercusiones ventajosas anteriormente indicadas incluso en el caso
de poderes caloríficos fuertemente fluctuantes del material
combustible cargado, es ventajoso que, en un perfeccionamiento de la
invención, se efectúe una influenciación de la cantidad de carga
del material combustible y, en un complemento adicional de esta
medida, se efectúe una influenciación de la cantidad de descarga de
escoria en función de la permeabilidad al aire comburente de la
parrilla del hogar y el lecho de combustión.
La influenciación de la cantidad de carga del
material combustible en función de la permeabilidad al aire
comburente de la parrilla del hogar y el lecho de combustión se
efectúa en forma superpuesta con respecto a la regulación de la
carga de material combustible de la clase usual hasta ahora, por
ejemplo en función del caudal másico de vapor, y, por tanto,
representa una medida de corrección cuando se comprueba que la
regulación de la velocidad de atizado por sí sola no conduce a los
resultados óptimos.
Para excluir una influenciación de la
distribución de la masa combustible por medio de la regulación de la
velocidad de atizado en un aspecto negativo, es ventajoso que se
efectúe una influenciación de la cantidad de descarga de escoria en
función de la permeabilidad al aire comburente de la parrilla del
hogar y el lecho de combustión, dado que aquí la descarga de escoria
puede adaptarse al flujo de masa combustible de la parrilla del
hogar.
Con ayuda de estas medidas según la invención es
posible conseguir una estabilización de la potencia de fuego con
fluctuaciones de menos del 5% incluso en la combustión de basura,
con fluctuaciones del poder calorífico a corto plazo de más del
50%.
Considerado en toda la longitud de la parrilla
del hogar, la permeabilidad al aire comburente varía de conformidad
con el progreso de la combustión, puesto que el combustible recién
cargado presenta una permeabilidad al aire diferente de la del
combustible que ya se encuentra en fase de combustión o que ya está
casi completamente quemado. Según la presente invención, es
recomendable calcular la permeabilidad al aire comburente del lecho
de combustión en la región del comienzo de la combustión sobre la
parrilla del hogar. Se trata aquí del primer tramo de la zona de
combustión principal. Este tramo deberá aprovecharse
preferiblemente para calcular la permeabilidad al aire comburente,
ya que aquí existe en forma más clara la influencia de la altura del
lecho de combustión y de la permeabilidad al aire de este lecho
sobre la liberación deseada del calor. Por este motivo, esta región
se ofrece de manera ventajosa para calcular la magnitud de
regulación. Se tienen que realizar aquí también las mayores
variaciones para conseguir una liberación uniforme del calor a pesar
de la característica variable del combustible. Sin embargo, en
principio, la técnica de regulación propuesta puede emplearse en
cada región de una parrilla de combustión en la que se desarrollen
reacciones de combustión en volumen apreciable.
Se explica seguidamente la invención con más
detalle en combinación con la representación gráfica de un ejemplo
de ejecución de una instalación de combustión y ayudándose de
resultados de funcionamiento en relación con esta instalación de
combustión.
En el dibujo muestran:
La Figura 1, una sección longitudinal a través de
una instalación de combustión esquemáticamente representada;
la Figura 2, un esquema de regulación para la
instalación de combustión; y
la Figura 3, la representación de la dependencia
entre la velocidad de atizado de la parrilla y la señal de
regulación calculada durante un intervalo de tiempo
determinado.
La instalación de combustión representada en la
Figura 1 comprende una parrilla de hogar 1, un equipo de carga 2 y
una cámara de fuego 3 con chimenea de gas adyacente 4, a la que se
unen otras chimeneas de gas y grupos pospuestos a la instalación de
combustión, especialmente instalaciones de generación de vapor y de
depuración de gases de escape, que no se representan ni se explican
aquí con detalle.
La parrilla 1 del hogar comprende etapas de
parrilla individuales 5 que a su vez están formadas por barras de
parrilla individuales yuxtapuestas. Cada segunda etapa de la
parrilla del hogar configurada como parrilla de retroceso está unida
con un accionamiento designado en conjunto con 6, el cual permite
que se ajuste la velocidad de atizado. Por debajo de la parrilla del
hogar están previstas unas cámaras de viento inferior 7.1 a 7.5
subdivididas tanto en dirección longitudinal como en dirección
transversal, las cuales son solicitadas por separado con aire
primario a través de tuberías individuales 8.1 a 8.5. En el extremo
de la parrilla del hogar se descarga la escoria completamente
quemada por medio de un dispositivo de descarga de escoria - en el
ejemplo de ejecución representado un rodillo de escoria 9 - en un
pozo 10 de caída de escoria, desde donde la escoria cae en un
desescoriador no representado.
El equipo de carga 2 comprende una tolva de carga
11, un plano inclinado de carga 12, una mesa de carga 13 y uno o
varios pistones de alimentación yuxtapuestos, regulables
eventualmente con independencia uno de otro, los cuales empujan la
basura que resbala hacia abajo en el plano inclinado de carga 12
para hacerla pasar por un canto de alimentación 15 de la mesa de
carga 13 hasta la cámara de fuego 3 y hasta la parrilla 1 del
hogar.
El combustible 16 amontonado sobre la parrilla 1
del hogar es presecado por el aire que llega de la zona de viento
inferior 7.1 y calentado y encendido por la radiación que reina en
la cámara de fuego 3. En la región de las zonas de viento inferior
7.2 y 7.3 está la zona de combustión principal, mientras que en la
región de las zonas de viento inferior 7.4 y 7.5 se quema
completamente la escoria que se forma y ésta llega después al pozo
10 de caída de escoria.
Para calcular la magnitud de regulación deseada,
que corresponde en primera aproximación a la superficie libre de
salida de aire a través del revestimiento de la parrilla y el lecho
de combustión, se han previsto en la tubería 8.2 de alimentación de
aire un equipo 18 de medida de la cantidad de aire y en la cámara de
viento inferior 7.2 un sensor de temperatura 17, así como un sensor
de presión 19, mientras que en la cámara de fuego 3 está dispuesto
otro sensor de presión 20 para poder medir la diferencia de presión
estática entre las zonas de viento inferior y la cámara de
fuego.
En la Figura 1 se han indicado de forma
esquemática diferentes equipos de ajuste que sirven para regular
diferentes magnitudes de influencia o dispositivos para poder
realizar la regulación deseada de la potencia de fuego. El equipo de
ajuste para influir sobre la velocidad de atizado se ha designado
aquí con 21, el previsto para influir sobre el número de
revoluciones del rodillo de escoria con 22, el previsto para la
frecuencia de conexión y desconexión o para la velocidad de los
pistones de alimentación con 23 y el previsto para la cantidad de
aire primario con 24, el cual está en condiciones de alimentar la
cantidad de aire primario requerida a cada una de las distintas
cámaras de viento interior.
A continuación, se explica el procedimiento según
la invención haciendo referencia adicional a las Figuras 2 y 3.
Una unidad de regulación RE usual hasta ahora,
que está en condiciones de regular la potencia de fuego de una
instalación de combustión, por ejemplo en función de la corriente
másica de vapor respecto de la carga de combustible y de la
alimentación de aire primario, por citar solamente algunos
parámetros de regulación, está preparada de modo que los valores
nominales necesarios para la realización del procedimiento según la
invención y los valores reales detectados pueden ser transmitidos en
forma de magnitudes de regulación a los distintos equipos de ajuste.
A este fin, está prevista una unidad de cálculo central ZR que está
unida con el sensor de temperatura 17, el equipo 18 de medida de la
cantidad de aire y los dos sensores de presión 19 y 20 y que procesa
los valores medidos por estos sensores o equipos.
Para poder entregar las distintas magnitudes de
regulación a través de la unidad de regulación RE, la señal de
regulación que influye sobre la unidad de regulación tiene que ser
calculada por el ordenador central ZR partiendo de los valores
medidos. Por tanto, el ordenador central ZR calcula la magnitud real
de la superficie libre de salida de aire, la cual es comparada
después en la unidad de regulación RE con el valor nominal para esta
superficie libre de salida de aire, de lo que resulta luego la señal
para influir sobre los distintos equipos de ajuste 21 a 24.
Partiendo de la temperatura medida del aire
primario en la cámara de viento inferior 7.2 y de la presión allí
medida se calcula la densidad del aire primario PL de una manera
conocida. Este valor se emplea en unión del valor de la diferencia
de presión estática entre la zona de viento inferior y la cámara de
fuego, medida por los dos sensores 19 y 20, para calcular por medio
de la fórmula
V =
\sqrt{\frac{2g}{\gamma_{L}}}\cdot\Delta
p
la velocidad del aire primario al circular por el
cuerpo de resistencia al aire comburente compuesto del revestimiento
de la parrilla y el lecho de combustión. En unión del valor
-detectado por el equipo 18 de medida de la cantidad de aire- de la
cantidad de aire, que se transforma por cálculo en las condiciones
de funcionamiento reinantes respecto de temperatura y presión, este
valor así obtenido sirve para calcular la superficie libre de salida
de aire definida según la
fórmula
F =
\frac{PLB}{V}
Este valor así obtenido es el valor real de la
superficie libre de salida de aire y se le proporciona como señal de
regulación F o R a la unidad de regulación RE, en donde este valor
se compara con el valor nominal para la superficie libre de salida
de aire F. Resultan de esto las magnitudes de ajuste para los
distintos equipos de ajuste 21 a 24. En la regulación de la
velocidad de atizado SG de la parrilla de hogar se compara entonces
el valor necesario sobre la base de la señal de regulación R con el
intervalo de valor nominal para la velocidad de atizado a fin de
asegurar que puedan efectuarse correcciones o pasos de ajuste
solamente en regiones plausibles y admisibles.
En esta clase de cálculo y regulación se pueden
presentar aún ciertas desviaciones que resultan del hecho de que el
aire tiene que circular a través de un "cuerpo de resistencia al
aire comburente" consistente en el revestimiento de la parrilla y
el lecho de combustión, el cual no sólo presenta secciones
transversales muy estrechas, sino también extremadamente irregulares
para el paso del aire primario. Se presentan aquí pérdidas por
rozamiento que se tienen en cuenta para lograr una regulación más
exacta en forma de un coeficiente de flujo \alpha. Dado que no se
pueden calcular las condiciones de flujo en tal lecho de combustión,
este coeficiente de flujo \alpha tiene que calcularse
experimentalmente. Para calcular este coeficiente de flujo se mide
primero el flujo a través de una parrilla de hogar descargada y
luego en una parrilla de hogar cargada con masa combustible, a
diferentes cantidades de aire y diferentes presiones de partida en
la zona de viento inferior. Las diferencias así detectadas en las
pérdidas de presión o en la respectiva diferencia de presión
estática entre la zona de viento inferior y la cámara de fuego son
una medida de la formación del coeficiente de flujo, que adopta el
valor 0 cuando ya no es posible un flujo a través de la parrilla del
hogar y de la masa combustible, y que se hace tanto mayor (hasta un
máximo de \alpha = 1) cuanto más libremente pueda circular el aire
a través del revestimiento de la parrilla y la masa combustible. En
la práctica, se han calculado coeficientes de flujo del orden de
magnitud de 0,6 a 0,95. Este coeficiente de flujo \alpha calculado
de manera experimental es introducido en el ordenador central ZR
para que la señal de regulación F o R calculada de la manera
descrita más arriba pueda ser corregida en correspondencia con este
coeficiente de flujo \alpha, de modo que el ordenador central
envía entonces una señal de regulación corregida R_{K} a la unidad
de regulación. Estos procesos de regulación están esquemáticamente
representados en la Figura 2, en la que puede apreciarse que el
ordenador central ZR está unido con los diferentes sensores de
medida 17 a 20 y con una posibilidad de entrada para el coeficiente
de flujo \alpha, mientras que la unidad de regulación RE puede
recibir entradas de valores nominales para la velocidad de atizado
SG y la superficie libre de salida de aire F a fin de poder enviar a
partir de ellos los respectivos impulsos de regulación a los equipos
de ajuste 21 a 24 que están unidos con la unidad de regulación.
La Figura 3 muestra el resultado del
procedimiento de regulación según la invención. Se han registrado
aquí en ordenadas la superficie libre de salida de aire F como señal
de regulación y, además, el número de carreras por hora, y en
abscisas el tiempo medido. Con F_{nom} se representa el valor
nominal constante para la superficie libre de salida de aire. La
curva F representa los respectivos valores reales de la señal de
regulación R_{K} corregida con el coeficiente de flujo \alpha.
Puede apreciarse aquí que sólo existen fluctuaciones relativamente
pequeñas con respecto al valor nominal prefijado, lo que permite
sacar la conclusión de que esta combustión se desarrolla casi
uniformemente. Con SG se representa la velocidad de atizado de la
parrilla como número de movimientos de carrera del accionamiento 6
de la parrilla por hora. Puede apreciarse aquí que al producirse una
disminución de la superficie libre de salida de aire, por ejemplo
hasta el punto F1, se incrementa de manera correspondiente la
velocidad de atizado hasta el punto SG1. Una superficie libre
reducida de salida de aire significa que la permeabilidad al aire
del lecho de combustión se ha reducido debido a una mayor altura de
dicho lecho o debido a una mayor compacidad de la masa combustible a
consecuencia de porciones inertes húmedas. Aumentando la velocidad
de atizado se puede anular este estado o se puede influir sobre él
hasta el punto de que la superficie libre de salida de aire se
aproxime nuevamente al valor nominal, lo que ocurre en el punto F2.
Se puede apreciar aquí que la velocidad de atizado se mantiene
constante en el tramo correspondiente SG2. Cuando disminuye después
nuevamente en el punto F3 la superficie libre de salida de aire,
aumenta la velocidad de atizado de manera correspondiente en la
región SG3, para mantenerse después ampliamente constante en la
región SG4, ya que en la región F4 casi no pueden detectarse
desviaciones respecto del valor nominal.
Las actuaciones técnicas de regulación según la
presente invención no sólo se refieren a la velocidad de atizado de
la parrilla, aun cuando ésta es la magnitud de influencia principal.
Para que se puede homogeneizar en amplio grado el desarrollo de la
combustión a través de la regulación de la velocidad de flujo, es
también necesario influenciar la cantidad de carga de la masa
combustible sobre la parrilla del hogar y la cantidad de descarga de
escoria en función de la señal de regulación R o R_{K} explicada.
Esto se efectúa haciendo que la unidad de regulación RE influya no
sólo sobre la velocidad de atizado a través del equipo de ajuste 21,
sino también sobre la cantidad de carga del combustible sobre la
parrilla 1 del hogar a través del equipo de ajuste 23 y sobre la
cantidad de descarga en el rodillo de descarga 9 a través del equipo
de ajuste 22. Por medio del equipo de ajuste 24 se puede realizar
también una influenciación de la cantidad de aire primario,
partiendo esta influenciación en primer lugar de la regulación usual
de la potencia de fuego.
El procedimiento de regulación según la invención
puede utilizarse como procedimiento de regulación autónomo, al menos
referido a la velocidad de la parrilla, pero puede servir también
solamente como corrección para la regulación de la velocidad de
atizado cuando ésta se regule a través de la unidad usual de
regulación de la potencia de fuego sobre la base de otros
parámetros.
Claims (5)
1. Procedimiento para regular la potencia de
fuego de instalaciones de combustión, especialmente instalaciones de
combustión de residuos, en el que se carga material combustible al
principio de una parrilla de hogar (1) y se le somete sobre ésta a
un movimiento de atizado y de avance, y al final de la parrilla (1)
del hogar se descarga la escoria producida, caracterizado
porque se efectúa al menos una influenciación del movimiento de
atizado y de avance del material combustible (16) en función de la
permeabilidad al aire comburente de la parrilla del hogar y del
lecho de combustión, y porque el cálculo de la señal de regulación
correspondiente a la permeabilidad al aire comburente se efectúa
captando la superficie libre de salida de aire de todo el cuerpo de
resistencia al aire comburente, compuesto del revestimiento de la
parrilla y el lecho de combustión, según la fórmula
R =
\frac{PLB}{V}
en donde R es la señal de regulación, PLB es la
cantidad de aire primario que circula por el lecho de combustión en
las condiciones de funcionamiento y V es la velocidad de flujo en el
cuerpo de resistencia al aire comburente compuesto del revestimiento
de la parrilla y del lecho de combustión y se calcula según la
fórmula
V =
\sqrt{\frac{2g}{\gamma_{L}}}\cdot\Delta
p
en la que g es la aceleración terrestre,
\gamma_{L} es el peso específico del aire en las condiciones de
funcionamiento y \Deltap es la diferencia de presión estática
entre la zona de viento inferior (7.2) y la cámara de fuego
(3).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cálculo de la señal de regulación
correspondiente a la permeabilidad al aire comburente se efectúa
captando la superficie libre de salida de aire de todo el cuerpo de
resistencia al aire comburente, compuesto del revestimiento de la
parrilla y del lecho de combustión, y captando un coeficiente de
flujo experimentalmente obtenible, dependiente de la velocidad de
flujo del aire comburente, según la fórmula
R_{K} = F :
\alpha
en la que R_{K} es la señal de regulación
corregida, F es la superficie libre de salida de aire y \alpha es
el coeficiente de flujo, y la superficie libre de salida de aire se
calcula según la
fórmula
F =
\frac{PLB}{V}-
en la que V es la velocidad de flujo a través del
cuerpo de resistencia al aire comburente, compuesto del
revestimiento de la parrilla y del lecho de combustión, y se calcula
según la
fórmula
V =
\sqrt{\frac{2g}{\gamma_{L}}}\cdot\Delta p
en la que g es la aceleración terrestre,
\gamma_{L} es el peso específico del aire en las condiciones de
funcionamiento y \Deltap es la diferencia de presión estática
entre la zona de viento inferior (7.2) y la cámara de fuego
(3).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se efectúa una influenciación de la
cantidad de carga del material combustible (16) en función de la
permeabilidad al aire comburente del revestimiento de la parrilla y
del lecho de combustión.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se efectúa una
influenciación de la cantidad de descarga de escoria en función de
la permeabilidad al aire comburente de la parrilla del hogar y del
lecho de combustión.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se calcula la
permeabilidad al aire comburente del lecho de combustión en la
región del comienzo de la combustión sobre la parrilla de hogar
(1).
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|---|---|---|---|---|
| NL1013209C2 (nl) * | 1999-10-04 | 2001-04-05 | Tno | Regelsysteem voor een verbrandingsinstallatie, zoals bijvoorbeeld een afvalverbrandingsinstallatie. |
| WO2001081827A1 (en) * | 2000-04-21 | 2001-11-01 | Seghers Better Technology Group | A process for the incineration of solid combustible material |
| WO2003002911A2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Invectoment Limited | Thermal treatment apparatus and method |
| DE10213789B4 (de) * | 2002-03-27 | 2006-04-20 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsrückständen einer Verbrennungsanlage |
| DE10213790B4 (de) * | 2002-03-27 | 2006-05-24 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verfahren zur Abfallverbrennung in einer Abfallverbrennungsanlage |
| DE10213788B4 (de) * | 2002-03-27 | 2007-04-26 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verfahren zur Beeinflussung der Eigenschaften von Verbrennungsrückständen aus einer Verbrennungsanlage |
| EP1411295B1 (de) * | 2002-10-19 | 2007-02-07 | Wodtke GmbH | Ofen oder Kleinfeuerungsanlage |
| DE10327471B3 (de) * | 2003-06-18 | 2005-04-07 | Sar Elektronic Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Feuerleistung von Verbrennungsanlagen |
| DE102004050098B4 (de) * | 2004-10-14 | 2007-05-31 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verbrennungsanlage, insbesondere Abfallverbrennungsanlage |
| EP1906092B1 (de) | 2006-09-30 | 2014-04-30 | STEAG Powitec GmbH | Verfahren zur Regelung eines Verbrennungsprozesses |
| PL383941A1 (pl) * | 2007-12-03 | 2009-06-08 | Witold Kowalewski | Kocioł rusztowy, sposób modernizacji kotła rusztowego oraz sposób likwidowania szkodliwych przedmuchów powietrza, nie biorącego udziału w procesie spalania w kotle rusztowym |
| DK2324288T3 (en) * | 2008-06-10 | 2018-12-17 | Babcock & Wilcox Voelund As | Method of controlling an incinerator using a combination of resistance coefficient and flame front estimation |
| CN102865582A (zh) * | 2012-09-04 | 2013-01-09 | 吕庆忠 | 一种可测量垃圾厚度的垃圾焚烧炉及其测量方法 |
| CN103216834B (zh) * | 2012-11-28 | 2015-02-18 | 上海康恒环境股份有限公司 | 一种生活垃圾焚烧炉自动燃烧蒸汽流量控制系统 |
| JP5756499B2 (ja) * | 2013-08-16 | 2015-07-29 | バブコック アンド ウイルコックス ボルンド エイ／エス | 抵抗係数と火炎前面推定との組合せを用いた燃焼設備の制御方法 |
| CN106090996A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-09 | 无锡锡能锅炉有限公司 | 一种燃煤锅炉的燃烧控制工艺 |
| JP6831200B2 (ja) * | 2016-09-21 | 2021-02-17 | リンナイ株式会社 | 燃焼装置 |
| US11867391B2 (en) * | 2017-09-11 | 2024-01-09 | Enero Inventions Inc. | Dynamic heat release calculation for improved feedback control of solid-fuel-based combustion processes |
| CN112815353B (zh) * | 2021-01-12 | 2023-05-12 | 桂林理工大学 | 一种工业炉燃烧供风系统及其控制方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5512368A (en) * | 1978-07-12 | 1980-01-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of controlling waste incinerator |
| JPS5556514A (en) * | 1978-10-20 | 1980-04-25 | Takuma Co Ltd | Method of automatic combustion control for refuse incinerating furnace |
| JPS59129316A (ja) * | 1983-01-08 | 1984-07-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ごみ焼却炉における給塵制御装置 |
| JPH07111247B2 (ja) * | 1989-11-10 | 1995-11-29 | 石川島播磨重工業株式会社 | 廃棄物処理方法 |
| JPH079288B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1995-02-01 | 株式会社日立製作所 | 固形燃焼装置の燃料供給制御方法 |
| JPH04371712A (ja) * | 1991-06-21 | 1992-12-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ごみ焼却炉の燃焼制御方法 |
| FR2683027B1 (fr) * | 1991-10-25 | 1994-02-04 | Pillard Entr Gle Chauffage Indl | Procede et dispositif de regulation de charge pour chaudiere a grille mecanique. |
| DE4215997C2 (de) * | 1992-05-13 | 1995-09-07 | Noell Abfall & Energietech | Verfahren zur Regelung der Müllmenge bzw. der Müllschicht auf Verbrennungsrosten |
| DE4344906C2 (de) * | 1993-12-29 | 1997-04-24 | Martin Umwelt & Energietech | Verfahren zum Regeln einzelner oder sämtlicher die Verbrennung auf einem Feuerungsrost beeinflussender Faktoren |
| DE4428159C2 (de) * | 1994-08-09 | 1998-04-09 | Martin Umwelt & Energietech | Verfahren zur Regelung der Feuerung bei Verbrennungsanlagen, insbesondere Abfallverbrennungsanlagen |
| JPH1068514A (ja) * | 1996-06-21 | 1998-03-10 | Nkk Corp | ごみ焼却炉の燃焼制御方法 |
| JP3030614B2 (ja) * | 1996-08-08 | 2000-04-10 | 住友重機械工業株式会社 | ごみ層厚指標の推定方法及びこれを利用したごみ焼却炉の燃焼制御方式 |
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