FI114116B - Menetelmä ja laitteisto voimakattilan yhteydessä - Google Patents
Menetelmä ja laitteisto voimakattilan yhteydessä Download PDFInfo
- Publication number
- FI114116B FI114116B FI20021059A FI20021059A FI114116B FI 114116 B FI114116 B FI 114116B FI 20021059 A FI20021059 A FI 20021059A FI 20021059 A FI20021059 A FI 20021059A FI 114116 B FI114116 B FI 114116B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- power
- boiler
- solid fuel
- fuel
- fed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/002—Regulating fuel supply using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/50—Control or safety arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2207/00—Control
- F23G2207/20—Waste supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2207/00—Control
- F23G2207/30—Oxidant supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
- F23G2900/55—Controlling; Monitoring or measuring
- F23G2900/55006—Measuring material flow rates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
- F23G2900/55—Controlling; Monitoring or measuring
- F23G2900/55011—Detecting the properties of waste to be incinerated, e.g. heating value, density
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2221/00—Pretreatment or prehandling
- F23N2221/10—Analysing fuel properties, e.g. density, calorific
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2241/00—Applications
- F23N2241/10—Generating vapour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
114116
Menetelmä ja laitteisto voimakattilan yhteydessä Keksinnön ala
Menetelmä voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen poltto-tehoa kuvaavan suureen määrittämiseksi.
Edelleen keksinnön kohteena on laitteisto voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen polttotehoa kuvaavan suureen määrittämiseksi.
Keksinnön tausta
Voimalaitoksissa olevilla voimakattiloilla tapahtuva sähkö- ja lämpö-energian tuotanto perustuu voimakattiloissa tapahtuvien polttoaineiden palamiseen. Voimakattiloissa käytettäviä polttoaineita ovat öljy, kaasu ja kiinteät polttoaineet. Kiinteitä polttoaineita ovat hiili, turve, biopolttoaineet sekä erilaiset yhdyskuntajätteet ja lajitellut jätteet. Voimakattilan toimintaperiaate voi perustua ainoastaan joko öljyn, kaasun tai kiinteiden jätteiden polttamiseen, mutta usein samassa voimakattilassa voidaan polttaa useita eri polttoaineita. Kiinteätä polttoainetta polttavien voimakattiloiden polttotekniikat voivat vaihdella. Tavallisimmat kiinteitä polttoaineita polttavien voimakattiloiden polttotekniikat ovat nykyisin pölypoltto, arinapoltto tai leijupoltto.
Ongelmana kiinteätä polttoainetta käyttävissä voimakattiloissa on kiinteän polttoaineen laadun tai syötön vaihtelut, mikä aiheuttaa vaihtelua kiin-•. teän polttoaineen polttotehossa. Polttotehon suoran arvon sijaan kiinteän polt- toaineen polttotehoa voidaan kuvata esimerkiksi kiinteän polttoaineen tuliteho-/ na tai tulitehon ja syötettävän polttoaineen määrän mittauksen perusteella saatavana kiinteän polttoaineen lämpöarvona. Voimakattilaan syötettävän kiin-‘ | teän polttoaineen määrää säädetään polttoaineen polttotehon perusteella.
’· Polttoaineen polttotehon vaihtelu vaikeuttaa kattilaan syötettävän polttoaineen • < * määrän säätämistä siten, että kattilasta saadaan ulos haluttu teho. Kiinteän polttoaineen laadun vaihtelu voi johtua esimerkiksi polttoainelähteiden ominai-;* suuksista itsestään, kuten esimerkiksi ominaisuuksien vaihtelu eri hiililaatujen välillä. Polttoaineen laadun vaihtelua aiheuttaa myös polttoaineen kosteuden , ‘ . vaihtelu. Polttoaineen kosteus voidaan mitata laboratoriossa, mutta kosteuden määritys kestää liian kauan jotta mainittua kosteustietoa voitaisiin käyttää te-*·;·* hokkaasti polttoaineen syötön säätämisessä. Polttoaineen syötön vaihtelut johtuvat tavallisesti polttoaineen syöttöjärjestelmissä esiintyvistä häiriöistä. ··,··; Vaikka kattilaan syötettävän polttoaineen määrä pystytäänkin mittaamaan luo tettavasti, kestää polttoaineen polttotehon määritys laboratoriossa noin yhden 2 114116 vuorokauden, mikä on jälleen liian pitkä aika polttoaineen syötön tehokasta säätöä varten.
Kiinteän polttoaineen tuliteho on laskettu joko voimakattilan energiataseen perusteella tai voimakattilan hapenkulutuksen perusteella. Kummallakaan polttoaineen tulitehon laskentatavalla ei kuitenkaan pystytä määrittämään voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen tulitehoa tai lämpöarvoa siten, että polttoaineen syöttöä voitaisiin säätää tarkasti. Laskettaessa polttoaineen tuliteho tai lämpöarvo voimakattilan energiataseen perusteella ongelmana on voimakattilan vesivaraston ja lämmönsiirron aiheuttamat pitkät viiveet, jolloin lopputulosta täytyy suodattaa melko paljon, jotta prosessin dynamiikka ei vaikuttaisi laskentaan. Laskettaessa polttoaineen tuliteho tai lämpö-arvo palamiseen sitoutuneen happimäärän perusteella ongelmana on määritetyn lopputuloksen epätarkkuus ja epäluotettavuus.
US-julkaisussa 4909037 on esitetty menetelmä erään hiilikattilan polttoaineen syötön säätämiseksi kattilan suoran energiataseen perusteella. Menetelmässä määritetään kattilasta ulostuleva energiateho höyryn paineen perusteella sekä mitataan kattilaan syötettävän polttoaineen määrä ja määritetään kattilan haluttu energiateho. Kattilan mitatun energiatehon ja halutun energiatehon perusteella lasketaan virhesignaali, jonka perusteella polttoaineen syöttöä säädetään. Julkaisussa esitetty ratkaisu ei kuitenkaan ota riittävän tarkasti huomioon polttoaineen laadun vaihteluiden tai syötön häiriöiden aiheuttamia ongelmia voimakattilan käytössä.
Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen , , ja aikaisempaa tarkempi menetelmä ja laitteisto kiinteän polttoaineen polttote- ’; ‘; hoa kuvaavan suureen määrittämiseksi.
'···' Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tuliteho voimakatti-Iän energiataseen perusteella, määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tuliteho voimakattilan hapenkulutuksen perusteella ja määritetään /, i voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen poittotehoa kuvaava suure voimakattilan energiataseesta määritetyn kiinteän polttoaineen tulitehon ja · *.· voimakattilan hapenkulutuksesta määritetyn kiinteän polttoaineen tulitehon pe- :...· rusteella.
·:·: Edelleen keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, et tä laitteistoon kuuluu välineet voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tuli- 3 114116 tehon määrittämiseksi voimakattilan energiataseen perusteella, välineet voi-makattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tulitehon määrittämiseksi voimakattilan hapenkulutuksen perusteella ja välineet voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen polttotehoa kuvaavan suureen määrittämiseksi voimakattilan energiataseesta määritetyn kiinteän polttoaineen tulitehon ja voimakattilan hapenkulutuksesta määritetyn kiinteän polttoaineen tulitehon perusteella.
Keksinnön olennaisen ajatuksen mukaan voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen polttotehoa kuvaava suure määritetään siten, että määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tuliteho voimakattilan energiataseen perusteella, määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tuliteho voimakattilan hapenkulutuksen perusteella ja määritetään voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen polttotehoa kuvaava suure voimakattilan energiataseesta määritetyn kiinteän polttoaineen tulitehon ja voimakattilan hapenkulutuksesta määritetyn kiinteän polttoaineen tulitehon perusteella. Kiinteän polttoaineen polttotehoa kuvaavana suureena voidaan käyttää esimerkiksi kiinteän polttoaineen tulitehoa tai lämpöarvoa. Keksinnön erään sovellutusmuodon mukaan voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen määrää edelleen säädetään mainitun voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen polttotehoa kuvaavan suureen perusteella. Keksinnön erään toisen sovellutusmuodon mukaan määritetään voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen lämpöarvo siten, että määritetään voimakattilaan syötetyn kiinte-; än polttoaineen määrä, määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoai- : j neen lämpöarvo voimakattilan energiataseen perusteella määritetyn kiinteän : ': polttoaineen tulitehon ja voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen määrän >;·· perusteella, määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen lämpö- .· : arvo voimakattilan hapenkulutuksen perusteella määritetyn kiinteän polttoai- ,· ·. neen tulitehon ja voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen määrän perus teella ja määritetään voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen lämpö-arvo voimakattilan energiataseesta määritetyn kiinteän polttoaineen lämpöar-·; ; von ja voimakattilan hapenkulutuksesta määritetyn kiinteän polttoaineen läm- ’· ·* pöarvon perusteella. Keksinnön erään kolmannen sovellutusmuodon mukaan määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tuliteho voimakatti-lan energiataseen perusteella siten, että määritetään voimakattilan höyryteho ja määritetään voimakattilan tuliteho voimakattilan höyrytehon ja voimakattilan • · '···[ hyötysuhteen perusteella. Keksinnön erään neljännen sovellutusmuodon mu- : : kaan edelleen mallinnetaan voimakattilaan syötetyn yhden tai useamman polt- 4 114116 toteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus voimakattilan energiataseen perusteella määritettyyn tulitehoon ja kyseisen mallinnuksen perusteella kompensoidaan voimakattilaan syötetyn yhden tai useamman polttoteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus mainittuun voimakattilan tulitehoon. Keksinnön erään viidennen sovellutusmuodon mukaan mallinnetaan voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen määrän vaikutus voimakattilan höyrytehoon ja kyseisen mallinnuksen perusteella määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen lämpöarvo voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tulitehosta. Keksinnön erään kuudennen sovellutusmuodon mukaan määritetään voima-kattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tuliteho voimakattilan hapenkulutuksen perusteella siten, että määritetään voimakattilan hapenkulutus savukaasujen happipitoisuuden perusteella ja määritetään voimakattilan tuliteho voimakattilan hapenkulutuksen perusteella. Keksinnön erään seitsemännen sovellutus-muodon mukaan edelleen mallinnetaan voimakattilaan syötetyn yhden tai useamman polttoteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus hapenkulutuksen perusteella määritettyyn voimakattilan tulitehoon ja kyseisen mallinnuksen perusteella kompensoidaan voimakattilaan syötetyn yhden tai useamman poltto-teholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus mainittuun voimakattilan tulitehoon. Keksinnön erään kahdeksannen sovellutusmuodon mukaan mallinnetaan voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen määrän vaikutus voimakattilan hapenkulutuksen perusteella määritettyyn tulitehoon ja kyseisen mallinnuksen perusteella määritetään voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen lämpö-arvo voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen tulitehosta.
Keksinnön etuna on, että voimakattilaan syötettävän kiinteän polt- toaineen polttoteho saadaan määritettyä tarkasti ja nopeasti. Keksinnössä yh- .· : distyy siis voimakattilan energiataseen perusteella määritetyn polttotehon ja • * · ! / voimakattilan hapenkulutuksen perusteella määritetyn polttotehon edut. Ener- * ' giataseen perusteella määritetty kiinteän polttoaineen polttoteho on hyvin tark ka ja hapenkulutuksen perusteella kiinteän polttoaineen polttoteho saadaan .. ’’ määritettyä hyvin nopeasti. Kompensoimalla polttoteholtaan tunnettujen polt- toaineiden vaikutus voimakattilan tulitehoon voidaan esitettyä ratkaisua käyt-: tää myös sellaisten voimakattiloiden yhteydessä, missä kiinteän polttoaineen ,···, lisäksi poltetaan esimerkiksi öljyä ja/tai kaasua. Mallintamalla voimakattilaan [ · ’ syötetyn kiinteän polttoaineen määrän vaikutus voimakattilan höyrytehoon voi- daan polttoaineen syttymiseen, palamiseen ja kattilan massoihin liittyvä viive ja aikavakio kattilan lämmönsiirrossa ottaa huomioon. Vastaavasti mallintamalla . 114116 5 voimakattilaan syötetyn kiinteän polttoaineen määrän vaikutus voimakattilan hapenkulutuksen perusteella määritettyyn tulitehoon voidaan polttoaineen syttymiseen ja palamiseen liittyvä viive ottaa huomioon hapenkulutuksen perusteella lasketussa kiinteän polttoaineen lämpöarvossa. Tarkan ja nopean kiinteän polttoaineen polttotehon perusteella voidaan edelleen säätää tarkasti voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen määrää.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä voimakattilaa sivusta katsottuna ja kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä ratkaisua voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen lämpöarvon määrittämiseksi.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti sivusta katsottuna eräs voima-kattila 1, jonka yhteydessä esitettyä ratkaisua voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen SF polttotehoa kuvaavan suureen kuten tulitehon Psf [MW] tai lämpöarvon Hsf [MJ/JG] määrittämiseksi voidaan käyttää. Kiinteän polttoaineen SF lämpöarvo Hsf on suure, joka ei ole absoluuttinen arvo vaan joka suhteutetaan polttoaineen syöttömäärään eli polttoaineen virtausta kuvaavaan signaaliin, jolloin muita tyypillisiä kiinteän polttoaineen SF lämpöarvoa Hsf kuvaavia yksiköitä ovat [MJ/kg], [MJ/%] tai [MJ/m3]. Kuviossa 1 esitetty voimakat-’ ·* tila 1 on leijupetikattila, jonka tulipesässä 2 on hiekkapeti 3, joka toimii kattilan ‘ 1 arinana. Edelleen kuvion 1 mukaiseen voimakattilaan 1 kuuluu lieriö 4, höy-
’ [ rysiin 5, tulistin 6 ja savukaasukanava 7. Voimakattilan 1 kiinteä polttoaine SF
t 1 · syötetään voimakattilan 1 tulipesään 2 hiekkapetin 3 yläpuolelle kiinteän polt-toaineen SF syöttökanavaa 8 pitkin. Polttoaine voidaan syöttää voimakattilaan 1 käyttäen esimerkiksi syöttöruuvia 9, jota käytetään moottorilla 10. Kiinteänä polttoaineena SF voidaan käyttää hyvin montaa eri tyyppistä polttoainetta, ku-: ten esimerkiksi hiiltä, turvetta, biopolttoaineita sekä erilaisia yhdyskuntajätteitä / . tai lajiteltuja jätteitä. Voimakattilaan 1 syötettävä kiinteä polttoaine SF voi käsit- tää ainoastaan yhtä polttoainelajia tai syötettävä polttoaine voi käsittää use-ampia eri polttoainelajeja toisiinsa sekoitettuina tai toisiinsa sekoittuneina. Kiin-teän polttoaineen SF lisäksi voimakattilassa 1 voidaan polttoaineena käyttää •: * · i myös esimerkiksi öljyä tai kaasua.
6 114116
Edelleen voimakattilaan 1 kuuluu ilmakanava 11, jota pitkin voima-kattilaan 1 syötetään polttoaineen polttamiseen käytettävää palamisilmaa BA sekä kattilassa 1 olevan hiekkapetikerroksen 3 leijuttamiseen tarvittavaa pu-hallusilmaa PA. Polttoaineen polttamiseen tarvittava palamisilma BA johdetaan hiekkapetikerroksen yläpuolelle ilmakanavan 11 ensimmäistä haaraa 11a pitkin ja hiekkapetikerrosta 3 leijuttava puhallusilma PA johdetaan hiekkapetikerroksen alapuolelle ilmakanavan 11 toista haaraa 11b pitkin. Hiekkapetikerrosta 3 leijuttava puhallusilma PA luonnollisesti toimii myös voimakattilan pa-lamisilmana. Palamisilma BA ja puhallusilma PA muodostavat yhdessä voima-kattilaan 1 syötettävän syöttöilman SA, joka johdetaan voimakattilaan 1 savu-kaasukanavaan 7 sovitetun syöttöilman SA esilämmittimen 12 kautta, joka syöttöilman SA esilämmitin 12 käyttää polttoaineen palaessa muodostuvien savukaasujen SG lämpöenergiaa syöttöilman SA lämmittämiseen. Edelleen voimakattilaan 1 kuuluu syöttövesilinja 13 syöttöveden SW syöttämiseksi lieriöön 4. Syöttövesilinja 13 johdetaan savukaasukanavaan 7 sovitetun syöttöveden SW esilämmittimen 14 kautta, missä syöttövesi SW kuumennetaan lähelle kyllästymispistettä savukaasujen SG lämpöenergialla. Lieriöstä 4 syöttövesi SW johdetaan nuolen A suuntaisesti voimakattilassa 1 olevaan höyrystimeen 5, missä polttoaineen palaessa syntyvä energia höyrystää syöttöveden SW höyryksi ST. Höyrystimestä 5 höyry ST palaa lieriöön 4. Lieriöstä 4 höyry ST johdetaan edelleen savukaasukanavaan 7 sovitetun tulistimen 6 kautta höyry-: kanavaa 15 pitkin voimakattilan 1 ulkopuolella olevaan turbiiniin, joka pyörittää ; j generaattoria. Turbiinista höyry ST johdetaan lauhduttimeen, missä se lauhtuu ; vedeksi ja mistä se tavallisesti edelleen johdetaan syöttövetenä SW takaisin ; · lieriöön 4. Selvyyden vuoksi kuviossa 1 ei ole esitetty mainittuja turbiinia, gene- : raattoria tai lauhdutinta, kuten ei myöskään voimakattilaan 1 edelleen mahdol- . * * ·. lisesti kuuluvia yhtä tai useampaa välitulistinta.
* ·
Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti ja esimerkinomaisesti erään , voimakattilan 1 rakenne. Voimakattilan 1 rakenne ja toimintaperiaate voi vaih- ·;;; della usealla eri tavalla. Voimakattilana 1 voidaan kuviossa 1 esitetyn leijupeti-
’···* kattilan sijaan käyttää esimerkiksi kiertopetikattilaa, missä puhallusilma PA
syötetään niin voimakkaalla virtauksella voimakattilan 1 tulipesään 2, että se vie tulipesästä 2 hiekkaa ja polttoainetta mukanaan, jolloin tulipesästä puhalluksen mukana poistuneet kiinteät partikkelit pitää erottaa erityisessä erotti-messa ja palauttaa takaisin tulipesään. Voimakattilana 1 voidaan käyttää myös : kaikkia muita kiinteän polttoaineen polttamiseen tarkoitettuja kattiloita. Edel- 7 114116 leen kattilan yhteydessä oleva lieriö 4 voidaan korvata syöttöveden SW läpivirtauksella, jolloin kyseessä on läpivirtauskattila. Erilaisten voimakattiloiden rakenne ja toimintaperiaate on alan ammattimiehelle sinänsä tunnettua eikä niitä ole tässä yhteydessä selitetty sen tarkemmin.
Kuviossa 2 ja seuraavassa esimerkissä on esitetty kaavamaisesti lohkokaavion muodossa eräs ratkaisu voimakattilaan 1 syötettävän kiinteän polttoaineen SF polttotehoa kuvaavan suureen määrittämiseksi. Kuviossa 2 ja esimerkissä polttoaineen polttoteho määritetään polttoaineen lämpöarvona Hsf. joka määritetään sekä voimakattilan 1 energiataseen EB perusteella määritetyn kiinteän polttoaineen lämpöarvon HEb että voimakattilan 1 hapenkulutuksen 02 perusteella määritetyn kiinteän polttoaineen lämpöarvon H02 avulla.
Määritettäessä kiinteän polttoaineen SF lämpöarvo voimakattilan 1 energiataseen perusteella, määritetään ensin voimakattilan 1 höyryteho Pst [MW]. Voimakattilan 1 höyryteho Pst määritetään voimakattilan 1 syöttöveden SW ja voimakattilasta 1 ulostulevan höyryn ST entalpioiden erotuksen ja höyryn ST virtauksen perusteella. Voimakattilan 1 syöttöveden SW entalpia lasketaan syöttöveden SW lämpötilan Tsw [°C] ja paineen psw [MPa] perusteella. Syöttöveden SW lämpötila TSw [°C] ja paine psw [MPa] mitataan sinänsä tunnetuilla lämpötila- ja paineantureilla syöttövesilinjasta 13 ennen syöttöveden syöttämistä voimakattilaan 1, eli kuvion 1 tapauksessa ennen syöttöveden esi-lämmitintä 14. Voimakattilasta 1 ulostulevan höyryn ST entalpia lasketaan höyryn ST lämpötilan Tst [°C] ja paineen Pst [MPa] perusteella, jotka suureet : mitataan sinänsä tunnetuilla lämpötila- ja paineantureilla höyrykanavasta 15 ^ tulistimen 6 jälkeen. Mikäli voimakattilaan kuuluu yksi tai useampi välitulistin, : : otetaan myös niiden vaikutus huomioon höyryn ST tehon Pst määrityksessä.
:*·,· Kertomalla höyryn ST ja syöttöveden SW entalpiaerotus höyryn ST virtaus- .· · . määrällä [kg/s] saadaan voimakattilan 1 höyryteho PSt-
Jakamalla voimakattilan 1 höyryteho Pst polton hyötysuhteella η saadaan voimakattilan 1 tuliteho Pfpeb [MW] voimakattilan 1 energiataseen perusteella. Voimakattilan 1 tuliteho Pfpeb on siis tulistetun höyryn ST ja syöt-töveden SW energiaerotus jaettuna polton hyötysuhteella η. Kyseinen voima- kattilan 1 tuliteho Pfpeb käsittää siis kaikkien voimakattilaan 1 syötettyjen polt-toaineiden tulitehon. Mikäli voimakattilaan 1 syötetään kiinteän polttoaineen SF lisäksi myös öljyä ja/tai kaasua ja/tai jotakin muuta polttoteholtaan tunnet-*···’ tua polttoainetta, kuten esimerkiksi melassia tai hiontapölyä, pitää näiden polt toteholtaan tunnettujen polttoaineiden osuus kompensoida pois kyseisestä 8 114116 voimakattilan 1 tulitehosta Pfpeb, jotta voimakattilaan 1 syötettävän kiinteän polttoaineen tuliteho Peb voidaan määrittää. Polttoteholtaan tunnettujen polttoaineiden vaikutus voimakattilan 1 tulitehossa Pfpeb voidaan kompensoida niiden palamista kuvaavan mallin avulla. Selvyyden vuoksi kuviossa 2 on esitetty ainoastaan öljyn ja kaasun vaikutuksen kompensointi, jolloin mallin sisään-menosuureina on öljyn ja kaasun virtausmäärät F0 tai FG sekä voimakattilan 1 tuliteho Pfbeb-
Energiataseen perusteella määritetyn kiinteän polttoaineen lämpö-arvo Heb saadaan jakamalla edellä määritetty kiinteän polttoaineen tuliteho Peb voimakattilaan 1 syötetyn kiinteän polttoaineen määrällä Msf- Voimakattilaan 1 syötetyn kiinteän polttoaineen määrä saadaan esimerkiksi syöttöruuvia 9 pyörittävän moottorin 10 kierrosluvun perusteella.
Koska voimakattilan 1 lieriöön 4 ja lämmönsiirtoon liittyvä viive ja aikavakio ovat pitkiä, näkyy voimakattilaan 1 syötetyn polttoaineen lämpöteho voimakattilan 1 höyrytehossa Pst vasta pitkän ajan kuluttua. Viiveen pituus on tyypillisesti 30 - 150 sekuntia ja aikavakio on tyypillisesti joitakin minuutteja. Tämän vuoksi viiveen ja aikavakion vaikutus pitää ottaa huomioon eli kompensoida polttoaineen lämpöarvoa määritettäessä. Viiveen ja aikavakion yhteiselle vaikutukselle käytetään tässä merkintää At. Tämä viiveen ja aikavakion vaikutus At voidaan kompensoida voimakattilan 1 toimintaa ja polttoaineen palamista kuvaavan prosessimallin avulla. Prosessimallin avulla kohdistetaan tiettyä : mittaushetkeä t0 vastaavat höyryn ST lämpötilan Ts-r(to) mittaus, virtausmäärän i FsT(to) mittaus ja paineen PstOo) mittaus sekä syöttöveden SW lämpötilan : \* Tsi(to) mittaus ja paineen psw mittaus psw(to) siihen ajanhetkeen to-At, jolloin •: ·: kyseisiä mittauksia vastaavan höyrytehon Ps-r(to) tuottanut kiinteä polttoaine on syötetty voimakattilaan 1. At vastaa siis sitä aikaa, mikä kuluu siitä hetkestä to-.· ·. At, kun tietty määrä kiinteää polttoainetta SF on syötetty voimakattilaan 1 aina siihen hetkeen saakka, kunnes kyseistä polttoainemäärää vastaava höyryteho PsT(to) tulee ulos voimakattilasta 1. Suure At käsittää polttoaineen syötöstä ;;; sen syttymiseen kuluneen ajan, polttoaineen palamisajan ja ajan kunnes polt- toaineen lämpöteho on muuttunut höyryn ST tehoksi Pst voimakattilan 1 ulos-tulossa. Prosessimalli on dynaaminen malli, joka kuvaa voimakattilan 1 toimin-nan dynaamisen käyttäytymisen. Prosessimallin avulla voidaan määrittää kiin-teän polttoaineen lämpöarvo HEb voimakattilan 1 energiataseen EB perusteel-la, kun tunnetaan voimakattilaan 1 syötetyn kiinteän polttoaineen määrä Msf ’ * hetkellä to-At ja hetkeä t0 vastaava kiinteän polttoaineen tuliteho Peb· 9 114116 Määritettäessä kiinteän polttoaineen SF lämpöarvo H02 voimakatti-lan 1 hapenkulutuksen 02 perusteella määritetään polttoaineen palamiseen sitoutunut happimäärä, joka korreloi voimakkaasti polttoaineen lämpötehon kanssa.
Hapenkulutuksen määrittämiseen eivät vaikuta kattilan vesivarasto, petimateriaali tai lämmönsiirto, vaan ainoastaan palamiseen ja happimittauk-seen liittyvät viiveet ja aikavakiot. Määritettäessä voimakattilan 1 hapenkulutukseen perustuvaa kiinteän polttoaineen tulitehoa P02 mitataan kattilaan 1 syötetyn syöttöilman SA kokonaismäärä Fsa [kg/s] ja mitataan kattilasta 1 ulos-tulevien savukaasujen SG happipitoisuus 02sg [%]· Kattilaan 1 syötettävän syöttöilman SA kokonaismäärä Fsa voidaan mitata esimerkiksi sinänsä tunnetulla venturimittauksella ilmakanavasta 11, kuvion 1 esittämässä esimerkissä ennen syöttöilman SA esilämmitintä 12. Kattilasta 1 ulostulevien savukaasujen SG happipitoisuus 02sg voidaan mitata savukaasukanavasta 7 esimerkiksi Zr02-anturilla. Mittauksien perusteella voimakattilan 1 hapenkulutuksen perusteella laskettu voimakattilan 1 tuliteho P02 voidaan laskea alan ammattimiehelle sinänsä tunnetulla tavalla kaavasta P02= (1 - 02sg/21) * Fsa / k, (1) missä k on polttoaineelle tyypillinen hapenkulutus [kg/MW]. Happimittauksen : mallin avulla voidaan huomioida viive ja aikavakio, mikä voimakattilaan 1 syö- : tetyn syöttöilman SA kokonaismäärän Fsa ja sitä vastaavan savukaasun hap- : pipitoisuuden 02sg mittauksen välillä on. Tyypillisesti viiveen ja aikavakion •: ·; vaikutus on noin 20 - 40 sekuntia ja riippuu kattilan mitoituksesta ja kuormitus- .· : tilanteesta. Mikäli voimakattilassa 1 käytetään kiinteän polttoaineen lisäksi öl- .·*·! jyä ja/tai kaasua ja/tai muuta polttoteholtaan tunnettua polttoainetta, poiste taan näiden vaikutus voimakattilan 1 tulitehosta P02 edellä esitetyllä tavalla, jolloin saadaan kiinteän polttoaineen SF hapenkulutuksen perusteella laskettu ·;;; tuliteho P02· *·;** Hapenkulutuksen perusteella laskettu kiinteän polttoaineen lämpö- arvo H02 saadaan jakamalla edellä määritetty kiinteän polttoaineen tuliteho P02 voimakattilaan 1 syötetyn kiinteän polttoaineen määrällä Msf. Vastaavalla tavalla kuin laskettaessa kiinteän polttoaineen tulitehoa HEb voimakattilan 1 *··[ energiataseen EB perusteella, otetaan prosessimallin avulla huomioon viive ja ' : aikavakio, mikä kuluu ennen kuin tulipesään syötetty polttoaine syttyy ja palaa 10 114116 ja palamisesta syntyvät savukaasut virtaavat ulos kattilasta 1. Tämä prosessimalli luonnollisesti poikkeaa siitä mallista, mitä käytetään laskettaessa kiinteän polttoaineen lämpöarvoa voimakattilan 1 energiataseen EB perusteella, koska voimakattilan 1 hapenkulutukseen eivät vaikuta kattilan lieriö, petimateriaali tai lämmönsiirto.
Voimakattilaan 1 syötettävän kiinteän polttoaineen SF lämpöarvo HSf määritetään voimakattilan 1 energiataseen EB perusteella määritetystä kiinteän polttoaineen lämpöarvosta HEb ja voimakattilan 1 hapenkulutuksen 02 perusteella määritetystä kiinteän polttoaineen lämpöarvosta H02 näiden kahden mainitun lämpöarvon funktiona
Hsf = f (Heb, H02), (2) joka funktio voi olla lineaarinen tai epälineaarinen.
Ratkaisussa yhdistyy sekä voimakattilan energiataseen perusteella määritettyyn lämpöarvoon että voimakattilan hapenkulutuksen perusteella määritettyyn lämpöarvoon liittyvät edut. Energiataseen EB perusteella kiinteän polttoaineen lämpöarvo Heb saadaan määritettyä hyvin tarkasti eli kiinteän polttoaineen lämpöarvon taso saadaan määritettyä hyvin tarkasti. Hapenkulutuksen perusteella kiinteän polttoaineen lämpöarvo saadaan puolestaan määritettyä hyvin nopeasti, eikä kyseiseen arvoon vaikuta kattilan massojen aiheuttamat viiveet ja aikavakiot. Hapenkulutuksen perusteella määritetty lämpöar-| vo ei ole aivan yhtä tarkka kuin energiataseen perusteella määritetty lämpöar- , ' vo, mutta sen perusteella voidaan helposti havaita nopeat muutokset voima- •; | kattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen SF lämpöarvossa Hsf· : Kiinteän polttoaineen SF lämpöarvon Hsf tarkan perustason sekä .·*·. lämpöarvon nopeiden muutosten havainnoinnin ansiosta voidaan tarvittaessa reagoida tarkasti ja nopeasti muutoksiin voimakattilaan 1 syötettävän kiinteän polttoaineen SF määrässä Msf· Jakamalla voimakattilasta 1 haluttu lämpöteho ·;;; eli lämpötehon asetusarvo HSp kiinteän polttoaineen lämpöarvolla Hsf saa- *·;·* daan tavoite- tai asetusarvo MSfsp voimakattilaan 1 syötettävän kiinteän polt- toaineen SF määrälle. Voimakattilaan 1 syötettävän kiinteän polttoaineen ase- • · tusarvon Msfsp ja mittauksen MsF erotuksen perusteella määritetään ohjaus-laitteessa 17 ohjaussignaali COsf, jonka perusteella ohjataan esimerkiksi syöt-’··*[ töruuvia 9 käyttävän moottorin 10 pyörimisnopeutta ja siten säädetään voima- *' : kattilaan 1 syötettävän kiinteän polttoaineen SF määrää.
11 114116
Erään sovellutusmuodon mukaan määritettyä kiinteän polttoaineen SF lämpöarvoa Hsf käytetään voimakattilaan 1 syötettävän polttoaineen määrän säätämiseksi siten, että voimakattilan 1 energiataseen EB perusteella määritetty kiinteän polttoaineen SF lämpöarvo Heb asetetaan perustasoksi kiinteän polttoaineen SF lämpöarvolle Hsf, jonka perusteella lasketaan ase-tusarvo MSfsp voimakattilaan 1 syötettävän kiinteän polttoaineen määrälle. Voimakattilan 1 hapenkulutuksesta 02 määritetyn kiinteän polttoaineen lämpöarvon Ho2 perusteella puolestaan määritetään, minkä verran kattilaan 1 syötettävän polttoaineen määrää pitää muuttaa asetusarvostaan Msp polttoaineen lämpöarvossa tapahtuvien vaihteluiden vuoksi.
Ratkaisun perusteella voidaan voimakattilaan 1 syötettävän kiinteän polttoaineen määrää säätää hyvinkin tarkasti sekä polttoaineen laadun vaihdellessa että polttoaineen syöttöhäiriöiden aikana. Ratkaisua voidaan edelleen käyttää myös voimakattilaan 1 syötettävän kokonaisilmamäärän SA tai pala-misilman BA määrän säätämiseen, syöttöveden SW määrän säätämiseen tai tulistetun höyryn lämpötilan ohjaukseen. Määritettyä kiinteän polttoaineen lämpöarvoa voidaan käyttää polttoaineen syötön säätämiseen myös sellaisissa tilanteissa, missä usean voimakattilan muodostaman ryhmän tehoa ohjataan säätämällä yhteen kattilaan syötettävän polttoaineen määrää. Edelleen ratkaisun mukaisesti määritettyä polttotehoa kuvaavaa suuretta voidaan käyttää höyrynkulutuksen tai sähköntuotannon ohjaukseen.
: Mikäli kiinteän polttoaineen SF polttoteho halutaan määrittää poltto- : aineen lämpöarvon Hsf sijaan polttoaineen tulitehona Psf, voidaan polttoai neen tuliteho PSF määrittää kuviossa 2 ja edellä esitetyn esimerkin perusteella ; voimakattilan energiataseen perusteella määritetyn kiinteän polttoaineen tuli- : tehon PEb ja voimakattilan hapenkulutuksen perusteella määritetyn kiinteän , · · [ polttoaineen tulitehon P02 funktiona
» * I
PsF=f (Peb, P02)· (3) Määritettäessä kiinteän polttoaineen SF polttoteho polttoaineen tulitehona Psf :'·, · on ratkaisun edut ja ratkaisun käytettävyys vastaavat kuin määritettäessä kiin- • · . · · *. teän polttoaineen polttoteho polttoaineen lämpöarvona Hsf·
Kuvion 2 lohkokaaviossa esitetyt toiminnot toteutetaan voimakatti- * t ’·· lan 1 automaatiojärjestelmään kuuluvilla laitteilla, kuten tietokoneilla tai muilla : erityiskäyttöisillä laskenta- ja/tai ohjaus- ja säätölaitteilla. Täten kuvion 2 loh- 12 114116 kokaaviossa esitetyt toiminnot voidaan toteuttaa keskitetysti esimerkiksi kuviossa 1 kaavamaisesti esitetyssä tietojenkäsittelylaitteessa 16, johon voidaan myös yhdistää ohjauslaitteen 17 toiminnot. Laskentaa tarvitsevat toiminnot toteutetaan edullisesti ohjelmallisesti. Jokainen kuvioissa 1 ja 2 esitetty toiminto, missä tarvitaan laskentaa, voidaan luonnollisesti toteuttaa omissa laskentayksiköissä tai -laitteissa, mutta edullisesti kaikki laskentaa tarvitsevat toiminnot toteutetaan yhdessä keskitetyssä laskentayksikössä tai -laitteessa.
Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Täten esitettyä ratkaisua voidaan vastaavalla tavalla käyttää myös muidenkin kiinteiden polttoaineiden polttamiseen tarkoitettujen voimakattiloiden yhteydessä. Esitetty ratkaisu tuo kuitenkin huomattavia etuja juuri leijupolttoon perustuvien voimakattiloiden yhteydessä, koska leijupoltto-tekniikka soveltuu erittäin hyvin huonolaatuisten polttoaineiden polttamiseen, joiden polttoaineiden polttaminen ei välttämättä onnistu muilla polttotavoilla ilman monimutkaisia erikoisjärjestelyjä. Leijupolttotekniikka sinänsä mahdollistaa polttoaineen nopeat ja suuretkin laatuvaihtelut, mutta joiden laatuvaihtelui-den aiheuttamia ongelmia voimakattilaan syötettävän kiinteän polttoaineen määrän säätämisessä ja voimakattilan käytettävyydessä voidaan lieventää esitetyn ratkaisun avulla.
· I I · * i t • |
« I
• li» • t » • » • I » I » • * · • ·
• » I
• > • · • · » » • t * • · • » # · * » • I · I » • ·
Claims (28)
1. Menetelmä voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen (SF) polttotehoa kuvaavan suureen määrittämiseksi, tunnettu siitä, että 5 määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tuliteho (Peb) voimakattilan (1) energiataseen (EB) perusteella, määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tuliteho (P02) voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella ja määritetään voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen 10 (SF) polttotehoa kuvaava suure voimakattilan (1) energiataseesta (EB) määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (PEB) ja voimakattilan (1) hapenkulutuksesta (02) määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (P02) perusteella.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että edelleen säädetään voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen 15 (SF) määrää (Msf) mainitun voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen (SF) polttotehoa kuvaavan suureen perusteella.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinteän polttoaineen (SF) polttotehoa kuvaava suure on kiinteän polttoaineen (SF) polttoteho, kiinteän polttoaineen (SF) tuliteho (PSf) tai kiinte- 20 än polttoaineen (SF) lämpöarvo (Hsf)·
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, : että määritetään voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen (SF) . \ lämpöarvo (Hsf) siten, että määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) . . 25 määrä (Msf). määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) '··* lämpöarvo (HEB) voimakattilan (1) energiataseen (EB) perusteella määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (PEb) ja voimakattilaan (1) syötetyn kiinte- •« » : än polttoaineen (SF) määrän (Msf) perusteella, 30 määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvo (H02) voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella määrite- • · # tyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (P02) ja voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) määrän (MSf) perusteella ja • » määritetään voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen 35 (SF) lämpöarvo (Hsf) voimakattilan (1) energiataseesta (EB) määritetyn kiinte- 114116 än polttoaineen (SF) lämpöarvon (Heb) ja voimakattilan (1) hapenkulutuksesta (02) määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvon (H02) perusteella.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän poltto-5 aineen (SF) tuliteho (Peb) voimakattilan (1) energiataseen (EB) perusteella siten, että määritetään voimakattilan (1) höyryteho (Pst) ja määritetään voimakattilan (1) tuliteho (Pfbeb) voimakattilan (1) höy-rytehon (Pst) ja voimakattilan (1) hyötysuhteen (η) perusteella.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että edelleen mallinnetaan voimakattilaan (1) syötetyn yhden tai useamman polt-toteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfbeb) ja 15 kyseisen mallinnuksen perusteella kompensoidaan voimakattilaan (1) syötetyn yhden tai useamman polttoteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfbeb)·
7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) 20 lämpöarvo (Heb) voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) määrän (Msf) ja voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (Peb) : perusteella siten, että : mallinnetaan voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) : määrän (Msf) vaikutus voimakattilan (1) höyrytehoon (Pst) ja ·: ·: 25 kyseisen mallinnuksen perusteella määritetään voimakattilaan (1) .·, : syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvo (Heb) voimakattilaan (1) syöte- . * · ] tyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehosta (Peb)·
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, ... tunnettu siitä, että määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän poltto- : 30 aineen (SF) tuliteho (P02) voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella *..··’ siten, että ·:·»* määritetään voimakattilan (1) hapenkulutus (02) savukaasujen ...,: (SG) happipitoisuuden (02sg) perusteella ja määritetään voimakattilan (1) tuliteho (Pfbo2) voimakattilan (1) ha- * · · · *; 35 penkulutuksen (02) perusteella. • · 114116
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että edelleen mallinnetaan voimakattilaan (1) syötetyn yhden tai useamman polt-toteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfbo2) 5 ja kyseisen mallinnuksen perusteella kompensoidaan voimakattilaan (1) syötetyn yhden tai useamman polttoteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfbo2).
10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä, että määritetään voimakattilan (1) tuliteho (Pfbo2) voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella siten, että määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kokonaisilman (SA) määrä (Fsa), määritetään voimakattilasta (1) ulostulevien savukaasujen (SG) 15 happipitoisuus (02sg). mallinnetaan voimakattilaan (1) syötetyn kokonaisilman (SA) määrän (Fsa) vaikutus voimakattilasta (1) ulostulevien savukaasujen (SG) happipitoisuuteen (02sg) ja kyseisen mallinnuksen perusteella määritetään voimakattilan (1)tu-20 liteho (Pfbo2)·
11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen menetelmä, t u n - : nettu siitä, että määritetään voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoai- : neen (SF) lämpöarvo (H02) voimakattilan (1) hapenkulutuksesta (02) voima- , kattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) määrän (Msf) ja voimakatti- , · 25 laan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (P02) perusteella siten, . · : että .·! mallinnetaan voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) määrän (Msf) vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfpo2 ) ja .. . kyseisen mallinnuksen perusteella määritetään voimakattilaan (1) 30 syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvo (H02) voimakattilaan (1) syöte-' · · · ’ tyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehosta (P02)·
·:··: 12. Jonkin patenttivaatimuksen 5-11 mukainen menetelmä, t u n - •: : nettu siitä, että polttoteholtaan tunnettu polttoaine on öljyä, kaasua, melas- sia tai hiontapölyä. * · · *· ’; 35 13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, * : tunnettu siitä, että kiinteä polttoaine (SF) on hiiltä, turvetta, biopolttoainet- 114116 ta, yhdyskuntajätettä, lajiteltua jätettä tai kahden tai useamman mainitun kiinteän polttoaineen sekoitetta.
13 114116
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voimakattila (1) on leijukattila.
15. Laitteisto voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen (SF) polttotehoa kuvaavan suureen määrittämiseksi, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu välineet voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tuli-tehon (PEb) määrittämiseksi voimakattilan (1) energiataseen (EB) perusteella, 10 välineet voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tuli- tehon (P02) määrittämiseksi voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella ja välineet voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen (SF) polttotehoa kuvaavan suureen määrittämiseksi voimakattilan (1) energiata-15 seesta (EB) määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (Peb) ja voimakattilan (1) hapenkulutuksesta (02) määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (P02) perusteella.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu edelleen välineet voimakattilaan (1) syötettävän kiinte- 20 än polttoaineen (SF) määrän (Msf) säätämiseksi mainitun voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen (SF) polttotehoa kuvaavan suureen perus-teelia.
17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kiinteän polttoaineen (SF) polttotehoa kuvaava suure on kiinteän 25 polttoaineen (SF) polttoteho, kiinteän polttoaineen (SF) tuliteho (Psf) tai kiinte-... än polttoaineen (SF) lämpöarvo (Hsf).
18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, "·*·* että voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvon (Hsf) määrittämiseksi laitteistoon kuuluu i .: 30 välineet voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) mää- :: rän (Msf) määrittämiseksi, välineet voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) läm-pöarvon (HEb) määrittämiseksi voimakattilan (1) energiataseen (EB) perusteella määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (PEb) ja voimakattilaan (1) :. i 35 syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) määrän (Msf) perusteella, 114116 välineet voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvon (H02) määrittämiseksi voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (P02) ja voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) määrän (Msf) perusteella ja 5 välineet voimakattilaan (1) syötettävän kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvon (Hsf) määrittämiseksi voimakattilan (1) energiataseesta (EB) määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvon (Heb) ja voimakattilan (1) hapenkulutuksesta (02) määritetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvon (H02) perusteella.
19. Jonkin patenttivaatimuksen 15-18 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (PEb) määrittämiseksi voimakattilan (1) energiataseen (EB) perusteella laitteistoon kuuluu välineet voimakattilan (1) höyrytehon (Pst) määrittämiseksi ja 15 välineet voimakattilan (1) tulitehon (Pfbeb) määrittämiseksi voima- kattilan (1) höyrytehon (Pst) ja voimakattilan (1) hyötysuhteen (77) perusteella.
20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto edelleen käsittää mallin kuvaamaan voimakattilaan (1) syö-20 tetyn yhden tai useamman polttoteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfbeb) ja että : ·’ laitteistoon kuuluu välineet kompensoimaan kyseisen mallin perus- ; f: teella voimakattilaan (1) syötetyn yhden tai useamman polttoteholtaan tunne- tun polttoaineen vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfbeb). •; · · 25
21. Patenttivaatimuksen 19 tai 20 mukainen laitteisto, tunnettu .·. : siitä, että laitteistoon kuuluu prosessimalli kuvaamaan voimakattilaan (1) syö- .·*·[ tetyn kiinteän polttoaineen (SF) määrän (Msf) vaikutuksen voimakattilan (1) • · höyrytehoon (Pst) ja että laitteistoon kuuluu välineet määrittämään kyseisen prosessimallin 30 perusteella voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvo ’·; * (Heb) voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehosta (Peb).
·:··: 22. Jonkin patenttivaatimuksen 15 - 21 mukainen laitteisto, tun- ·:··· nettu siitä, että voimakattilaan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulite hon (P02) määrittämiseksi voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella # · » *· 35 laitteistoon kuuluu 114116 välineet voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) määrittämiseksi savukaasujen (SG) happipitoisuuden (02Sq) perusteella ja välineet voimakattilan (1) tulitehon (Pfbo2) määrittämiseksi mainitun voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella.
23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu edelleen mallikuvaamaan voimakattilaan (1) syötetyn yhden tai useamman polttoteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfbo2) ja että 10 laitteistoon kuuluu välineet kompensoimaan kyseisen mallin perus teella voimakattilaan (1) syötetyn yhden tai useamman polttoteholtaan tunnetun polttoaineen vaikutus voimakattilan (1) tulitehoon (Pfbo2)·
24. Patenttivaatimuksen 22 tai 23 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu 15 välineet voimakattilaan (1) syötetyn kokonaisilman (SA) määrän (Fsa) määrittämiseksi, välineet voimakattilasta (1) ulostulevien savukaasujen (SG) happipitoisuuden (02Sg) määrittämiseksi, malli kuvaamaan voimakattilaan (1) syötetyn kokonaisilman (SA) 20 määrän (Fsa) vaikutus voimakattilasta (1) ulostulevien savukaasujen (SG) happipitoisuuteen (02Sg) ja > · : : välineet kyseisen mallin perusteella voimakattilan (1) tulitehon : : (Pfbo2) määrittämiseksi voimakattilan (1) hapenkulutuksen (02) perusteella.
25. Jonkin patenttivaatimuksen 22 - 24 mukainen laitteisto, tun- ; ·: 25 n e 11 u siitä, että laitteistoon kuuluu prosessimalli kuvaamaan voimakattilaan (1) syö- • · .···. tetyn kiinteän polttoaineen (SF) määrän (Msf) vaikutuksen voimakattilan (1) tulitehoon (Pfpo2 ) ja .. . välineet kyseisen prosessimallin perusteella voimakattilaan (1) syö- 30 tetyn kiinteän polttoaineen (SF) lämpöarvon (H02) määrittämiseksi voimakatti- • · laan (1) syötetyn kiinteän polttoaineen (SF) tulitehon (P02) perusteella.
·:*·: 26. Jonkin patenttivaatimuksen 19-25 mukainen laitteisto, tun- ·:··: n ettu siitä, että polttoteholtaan tunnettu polttoaine on öljyä, kaasua, melas- sia tai hiontapölyä. * * *
27. Jonkin patenttivaatimuksen 15-26 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että kiinteä polttoaine (SF) on hiiltä, turvetta, biopolttoainetta, 114116 yhdyskuntajätettä, lajiteltua jätettä tai kahden tai useamman mainitun kiinteän polttoaineen sekoitetta.
28. Jonkin patenttivaatimuksen 15-27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että voimakattila (1) on leijukattila. • · • · • *t>· 1*1 114116
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20021059A FI114116B (fi) | 2002-06-03 | 2002-06-03 | Menetelmä ja laitteisto voimakattilan yhteydessä |
| AU2003232267A AU2003232267A1 (en) | 2002-06-03 | 2003-06-02 | Method and apparatus in connection with a power boiler |
| PCT/FI2003/000436 WO2003102472A1 (en) | 2002-06-03 | 2003-06-02 | Method and apparatus in connection with a power boiler |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20021059 | 2002-06-03 | ||
| FI20021059A FI114116B (fi) | 2002-06-03 | 2002-06-03 | Menetelmä ja laitteisto voimakattilan yhteydessä |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20021059A0 FI20021059A0 (fi) | 2002-06-03 |
| FI20021059A FI20021059A (fi) | 2003-12-04 |
| FI114116B true FI114116B (fi) | 2004-08-13 |
Family
ID=8564068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20021059A FI114116B (fi) | 2002-06-03 | 2002-06-03 | Menetelmä ja laitteisto voimakattilan yhteydessä |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2003232267A1 (fi) |
| FI (1) | FI114116B (fi) |
| WO (1) | WO2003102472A1 (fi) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005004082B4 (de) * | 2005-01-28 | 2008-06-26 | Energy Systems & Solutions Gmbh | Verfahren und Anlage zur thermischen Entsorgung und/oder Nutzung von unterschiedlichen Stoffen mittels stationärer Wirbelschichtfeuerungsanlagen für kleine Leistungen mit integrierter Nutzung der Abgasenergie |
| EP1785786A1 (de) * | 2005-11-09 | 2007-05-16 | Lentjes GmbH | Ofenfeuerungsleistungsregelung |
| EP1832810B1 (en) * | 2006-03-09 | 2012-10-24 | ABB Technology AG | Controlling a waste combustion process |
| PL231570B1 (pl) * | 2012-07-21 | 2019-03-29 | Bak Tadeusz | Sposób produkcji energii elektrycznej i ciepła w procesie termicznego przekształcania różnych rodzajów odpadów w zintegrowanej instalacji oraz zintegrowana instalacja do produkcji energii elektrycznej |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4909037A (en) * | 1989-08-31 | 1990-03-20 | General Signal Corporation | Control system for once-through boilers |
| HU212738B (en) * | 1991-02-22 | 1996-10-28 | Von Roll Ag | Method for operating incinerator with grate and controlling system and incineractor for carrying out that method |
| NL1013209C2 (nl) * | 1999-10-04 | 2001-04-05 | Tno | Regelsysteem voor een verbrandingsinstallatie, zoals bijvoorbeeld een afvalverbrandingsinstallatie. |
| SE517399C2 (sv) * | 2000-10-06 | 2002-06-04 | Swedish Bioburner System Ab | Förfarande vid automatiserad eldning med fastbränsle |
-
2002
- 2002-06-03 FI FI20021059A patent/FI114116B/fi not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-06-02 WO PCT/FI2003/000436 patent/WO2003102472A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-06-02 AU AU2003232267A patent/AU2003232267A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003102472A1 (en) | 2003-12-11 |
| FI20021059A0 (fi) | 2002-06-03 |
| FI20021059A (fi) | 2003-12-04 |
| AU2003232267A1 (en) | 2003-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103115356B (zh) | 超临界cfb锅炉燃烧信号的监测方法及优化控制方法 | |
| CN103674333B (zh) | 一种燃煤电站入炉煤低位发热量的实时辨识方法 | |
| Edge et al. | Integrated fluid dynamics-process modelling of a coal-fired power plant with carbon capture | |
| CN207019078U (zh) | 垃圾焚烧设备 | |
| GB2141267A (en) | Method of controlling combustion | |
| CN102620774B (zh) | 燃煤锅炉二次风量在线标定方法 | |
| Yan et al. | Sensitivity analysis of oxy-fuel power plant system | |
| CN102495607A (zh) | 基于Symphony系统的火电机组在线性能监测方法 | |
| CN103778334A (zh) | 一种燃煤电站锅炉热效率的实时测量方法 | |
| JP6779255B2 (ja) | 廃棄物焼却炉 | |
| FI66483B (fi) | Kombinerad vaermekraftanlaeggning | |
| FI114116B (fi) | Menetelmä ja laitteisto voimakattilan yhteydessä | |
| Schörghuber et al. | Control of biomass grate boilers using internal model control | |
| Kortela et al. | Fuel-quality soft sensor using the dynamic superheater model for control strategy improvement of the BioPower 5 CHP plant | |
| Mo et al. | Analysis on influencing factors and improvement of thermal efficiency of bagasse boilers based on performance test data | |
| CN103728055B (zh) | 一种火电机组锅炉炉膛出口烟气能量的实时估计方法 | |
| CZ299279B6 (cs) | Zpusob regulace hladiny systému pro zvlhcování plynného paliva | |
| CN102563666A (zh) | 污泥焚烧方法和污泥焚烧设备 | |
| JP4099195B2 (ja) | ボイラ設備を持たないごみ焼却炉の燃焼制御方式 | |
| Więckowski et al. | Numerical investigation of temperature distribution in the furnace of a coal fired grate boiler in part load conditions | |
| CN103699790B (zh) | 一种燃煤电站炉膛出口烟气平均温度的实时检测方法 | |
| JP7028844B2 (ja) | 廃棄物燃焼装置及び廃棄物燃焼方法 | |
| AU3325099A (en) | Method and apparatus for operating a combustion plant | |
| Zemann et al. | Application of a model based control strategy at a fixed bed biomass district heating plant | |
| CN1963307A (zh) | 控制燃烧炉燃烧能力的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MA | Patent expired |