FI75885B - REGLERING AV PANNFUNKTIONER. - Google Patents

REGLERING AV PANNFUNKTIONER. Download PDF

Info

Publication number
FI75885B
FI75885B FI844404A FI844404A FI75885B FI 75885 B FI75885 B FI 75885B FI 844404 A FI844404 A FI 844404A FI 844404 A FI844404 A FI 844404A FI 75885 B FI75885 B FI 75885B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat
instrument arm
flow
karst
devices
Prior art date
Application number
FI844404A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI844404L (en
FI75885C (en
FI844404A0 (en
Inventor
Douglas W Reeve
Hoc Nghia Tran
Original Assignee
Ontario Ltd 471199 Dba Douglas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ontario Ltd 471199 Dba Douglas filed Critical Ontario Ltd 471199 Dba Douglas
Priority to FI844404A priority Critical patent/FI75885C/en
Publication of FI844404A0 publication Critical patent/FI844404A0/en
Publication of FI844404L publication Critical patent/FI844404L/en
Publication of FI75885B publication Critical patent/FI75885B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI75885C publication Critical patent/FI75885C/en

Links

Landscapes

  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

75885 1 Kattilatoimintojen säätö Regiering av pannfunktioner 5 Kyseessä oleva keksintö koskee kattiloiden ja erityisesti sulfaattisellu-loosatehtaiden talteenottokattiloiden toiminnan parantamista.75885 1 Control of boiler functions Regiering av pannfunktioner 5 The present invention relates to the improvement of the operation of boilers, and in particular to recovery boilers of sulphate-pulp mills.

Tulenpuoleisten karstojen ilmaantuminen lämpökuljetuspinnoille teollisuus- ja hyötykattiloissa on itsepintainen ongelma. Karstat usein aiheut-10 tavat vakavaa lämpökuljetustehon häviötä, kasvavaa tulistajan ja kattila-putkistometallien korroosiota, ja savukaasukanavien tukkeutumista.The appearance of fire-side scales on heat transfer surfaces in industrial and utility boilers is a persistent problem. Scales often cause severe heat loss, increased corrosion of superheater and boiler piping metals, and clogging of flue gas ducts.

Näitä ongelmia on erityisen lukuisia sulfaattlselluloosakemikaalien talteenottokattiloiden kohdalla johtuen polttoaineen, mustan lipeän, 15 koostuen selluloosan valmistuksen käytetyistä selluloosakemikaalelsta yhdistettynä mahdollisesti johonkin valkaisulaitoksen ulosvirtausnes-teeseen, korkeasta tuhkapitoisuudesta (noin 35-45 %) ja tuhkan suuresti liikkuvasta luonteesta. On arvioitu, että noin 10-20 % mustan lipeän tuottamasta kokonaistuhkasta päätyy joko siirtopartikkelelhln tai savu-20 kaasuihin sekoittuneiseen savutuhkaan. Lopputuloksena oleva savukaasusta tulevan karstan massiivinen kerääntyminen lämpökuljetuspinnoille ei ole epätavallinen tapahtuma sulfaatin talteenottoykslköissä ja se usein johtaa kattilan täydelliseen tukkeutumiseen aiheuttaen suunnittelemattomia seisokkeihin liittyviä huomattavia tuotantohäviöitä.These problems are particularly numerous for sulphate cellulose chemical recovery boilers due to the high content of ash (approximately 35-45%) and high ash content in the fuel, black liquor, consisting of the cellulose chemical used to make the cellulose, possibly combined with some bleach plant effluent. It has been estimated that about 10-20% of the total ash produced by black liquor ends up in either ash transfer particles mixed with either transfer particles or smoke-20 gases. The resulting massive accumulation of flue gas flue on the heat transfer surfaces is not uncommon in sulfate recovery units and often results in complete clogging of the boiler, causing significant production losses associated with unplanned downtime.

2525

Sulfaatin talteenottoyksiköiden karstat käsittävät pääasiassa natrium-sulfaattia, natriumkarbonaattia, natriumkloridia pienen määrän kanssa natriumhydroksidia, kaliumsuoloja ja pelkistettyjä rikkiyhdisteitä. Karstat ovat muodostuneet kahdella selvästi erotettavalla erilaisella 30 mekanismilla, nimittäin silrtopartikkeleiden törmäämisellä lämmönkulje-tuspintoihin (siirtyminen) ja yksikön alemmassa osassa haihtuvien tiivistyvien kaasujen kerrostumisella (tiivistyminen). Alemmassa tulistajan osassa erityisesti putkien virtauksen puoleisella sivulla on siirtymismekanismi vallitseva muodostaen kovia ja tiiviitä karstoja. Ylemmässä 35 tulistajan osassa kehitinosassa ja esilämmittlmessä (ekonomeiserissa) muodostuvat karstat pääasiassa tiivistymällä ja normaaleissa olosuhteissa ne ovat valkeita, murenevia, jauhemaisia ja suhteellisen helposti 2 75885 1 poistettavissa.The grades of sulphate recovery units mainly comprise sodium sulphate, sodium carbonate, sodium chloride with a small amount of sodium hydroxide, potassium salts and reduced sulfur compounds. The scales are formed by two distinctly different mechanisms, namely the collision of the silo particles with the heat transfer surfaces (transition) and the deposition of volatile condensable gases in the lower part of the unit (condensation). In the lower part of the superheater, especially on the flow side of the tubes, the transition mechanism is predominant, forming hard and dense karsts. The scales formed in the upper 35 superheater part in the developer section and in the preheater (economizer) are mainly condensed and under normal conditions they are white, crumbly, powdery and relatively easy to remove 2 75885 1.

Yllä mainitun massiivisen karstan kerääntymisen epäedullisten vaikutusten estämiseksi on karstoituksen kontrollointi kriittinen tekijä tal-5 teenottoyksikön tehokkuutta ja käyttökelpoisuutta ajatellen. Karstan kerääntyminen tavanomaisesti on kontrolloitu kahdella tavalla, nimittäin poistamalla karstat puhaltimilla ja optimoimalla palamisolosuhteita alemmassa tulipesässä massiivisen karstanmuodostumisen estämiseksi.To prevent the adverse effects of the above-mentioned massive scale accumulation, the control of scaling is a critical factor for the efficiency and usability of the tal-5 collection unit. Scale accumulation is conventionally controlled in two ways, namely by removing scales with fans and optimizing combustion conditions in the lower furnace to prevent massive scaling.

10 Kerrostuneen karstan poistamiseksi nokipuhaltimet ruiskuttavat korkeapaineista höyryä pienten pyörivien suuttimien läpi karstojen poistamiseksi lämmönkuljetuspinnoilta. Nokipuhaltimia käytetään eri puhdistus-tehoilla ja eri puhallustaajuuksllla riippuen paikasta, kattilan toimintatilasta ja karstojen luonteesta. Tulistajan kattilan reunuksen ja sa-15 vukaasun esilämmittimen yli olevaa virtaushäviöitä ja/tai savukaasunläm-pötiloja kattilan reunassa ja (savukaasu) esilämmittimen (ekonomeiserin) ulostuloissa on käytetty ohjearvoina nokipuhaltimen toiminnalle. Kehit-täjäosassa ja esllämmitlnosassa tarvitaan normaalisti korkeammat puhal-lustaajuudet kuin tulistajaosassa, koska savukaasukanavat kehitys- ja 20 esilämmltlnosuuksi8sa tukkeutuvat paljon todennäköisemmin kuin tullstaja-osuudessa ja tulistajaosuudessa kaasun lämpötilan ollessa korkea ja karstan sulaessa ja lakatessa kasvamasta tultuaan tiettyyn paksuuteen.10 To remove deposits, soot blowers inject high-pressure steam through small rotating nozzles to remove scale from heat transfer surfaces. Soot blowers are used with different cleaning powers and different blowing frequencies depending on the location, the operating mode of the boiler and the nature of the karsts. Flow losses and / or flue gas temperatures at the boiler edge and at the outlets of the (flue gas) preheater (economizer) over the boiler rim and sa-15 flue gas preheater have been used as guidelines for soot blower operation. Higher blower frequencies are normally required in the developer section and preheater section than in the superheater section, because the flue gas ducts in their development and preheat sections 8 are much more likely to become clogged than in the refractor section and superheater section when the gas temperature is high and the scale melts

Akustisia yksiköitä tai ääni-noki-puhaltimia tuottaen korkean taajuuden 25 ääntä ja suuren energian omaavla aaltoja on myös käytetty jauhemaisten karstojen ja noen poistamisessa esilämmittäjässä (ekonomeiserissa) ja alueella missä on kuivaa nokea. Kyseisenlaisia yksiköitä voidaan myös käyttää sellaisissa palkoissa kuten johtojen liltäntäkohdissa, jauhi-missa ja saostimissa, missä höyrypeitslen käyttö ei olisi mahdollista.Acoustic units or sound-soot fans producing high frequency 25 sounds and high energy waves have also been used to remove powdered scum and soot in a preheater (economizer) and in an area with dry soot. Such units can also be used in pens such as wire junctions, grinders and precipitators where the use of a steam wand would not be possible.

3030

Sekä höyry- että ääni-noki-puhaltimet ovat yleensä aika tehokkaita poistettaessa mureaa ja jauhemaista tiivistynyttä karstaa mutta ne eivät ole tehokkaita kovia ja lujia siirtymäkarstoja vastaan, erityisesti jos sulannelta aineosia on sekoittunut mukaan.Both steam and sound-soot blowers are generally quite effective in removing fine and powdery condensed scale, but are not effective against hard and strong transition karsts, especially if ingredients have been mixed from the melt.

Yksiköissä, joissa esiintyy vakavia tukkeutumisongelmia, on joskus kokeiltu massiivisen karstan kerääntymisen kontrollia käyttämällä lisäaineita 35 3 75885 nokipuhaltimien lisäksi. Kyseisten lisäaineiden on tarkoitettu muuttavan karstan koostumusta vähentämään karstan tahmeutta ja sitkeyttä ja parantamaan nokipuhaltimien tehokkuutta karstan poistamiseksi. Tulokset kyseisten lisäaineiden käytöstä eivät ole kuitenkaan olleet vakuuttavia.In units with severe clogging problems, control of massive scale build-up has sometimes been attempted using additives 35 3 75885 in addition to soot blowers. These additives are intended to change the composition of the scale to reduce the stickiness and toughness of the scale and to improve the efficiency of the soot blowers to remove scale. However, the results of the use of these additives have not been convincing.

5 Päävaikeutena on karastan valvontastrategiassa ollut tehokkaiden karstan valvontalaitteiden puuttuminen. Karstan kasaantumisen valvonta on pääosin perustunut henkilön kokemukseen ja siihen karkeaan tietoon, joka on saatu epäsuorasti tulistajan, kattilan reunuksen ja savukaasun esi-10 lämmittäjän yli mitatusta paineenpudotuksesta tai virtaushäviöstä. Kun paineenpudostus tulee epänormaalin suureksi, on usein liian myöhäistä ryhtyä mihinkään ehkäisevään toimintaan, koska suurin osa savukaasukana-vista on jo tukkeutunut ja karstat ovat muodostuneet nokipuhallusta sietäviksi .5 The main difficulty in the karst control strategy has been the lack of effective karst monitoring equipment. The control of karst accumulation is mainly based on the person's experience and the rough information obtained indirectly from the pressure drop or flow loss measured over the superheater, the boiler rim and the flue gas pre-heater. When the pressure drop becomes abnormally high, it is often too late to take any preventive action, as most of the flue gas ducts are already clogged and the scales have become soot-tolerant.

1515

Useimmissa talteenottoyksiköissä seuraa operaattori karstan kasaantumista karkeasti valvomalla savukaasun lämpötilan muutosta kattilan reunalla ja (savukaasu) esilämmittäjän (ekonomeiserin) ulostuloissa. Annetulla mustan lipeän palamisasteella korkeammat savukaasun lämpötilat 20 aiheuttavat enemmän karstan kerrostumista, koska vähemmän lämpöä on siirretty savukaasuta höyryyn. Savukaasun lämpötilaan vaikuttaa kuitenkin myös merkittävästi moni muu toimintatekijä ja siksi ei voida luottaa siihen, että se pelkästään indikoi karstan kerrotumista yksikössä.In most recovery units, the operator roughly monitors the accumulation of scale by monitoring the change in flue gas temperature at the boiler edge and at the outlets of the (flue gas) preheater (economizer). At a given degree of combustion of the black liquor, higher flue gas temperatures 20 cause more scale build-up because less heat has been transferred from the flue gas to the steam. However, the flue gas temperature is also significantly affected by many other operating factors and therefore cannot be relied upon to merely indicate the build-up of scale in the unit.

25 Edelleen koska tukkeutuminen ja tulistajan korroosio yleensä tapahtuu tulistajassa ja kehitysyksikössä, on savukaasun lämpötilan jatkuva mittaus tulistajaosassa ja säiliön reunan suuosassa tärkeää ja kriittistä karstan kontrollointistrategialle. Kuitenkin johtuen suuresti korroosiota aiheuttavasta ja likaisesta ympäristöstä ei ole nykyään tarjolla 30 savukaasun lämpötilan jatkuvatoimisia mittalaitteita.25 Furthermore, since clogging and corrosion of the superheater usually occurs in the superheater and development unit, continuous measurement of the flue gas temperature in the superheater section and in the mouth of the tank edge is important and critical to the karst control strategy. However, due to the highly corrosive and dirty environment, 30 continuous flue gas temperature measuring devices are not currently available.

Jokin aika sitten on kehitetty tietokonekontrolli systeemejä optimoimaan noen puhallusta ja kattilan toimintaa. Karstan kerrostumista valvotaan virtaushäviöllä, kaasun lämpötilan pudotuksella tai lämmön siirtymisellä 35 veteen esilämmittimessä (ekonomeiserissa) tai höyryyn tulistimessa. Kuitenkin kaikki nämä mittaukset antavat ainoastaan karkeata tietoa karstan kerrostumisesta erityisesti suurten kattiloiden ollessa kyseessä.Some time ago, computer control systems were developed to optimize soot blowing and boiler operation. Scale deposition is controlled by flow loss, drop in gas temperature, or heat transfer to 35 water in a preheater (economizer) or steam in a superheater. However, all of these measurements provide only rough information on karst deposition, especially in the case of large boilers.

4 758854 75885

On käytetty optisia yksiköitä kuten noen tunnistimia, sameusmittareita (opacity meter) ja savumittareita valvomaan ja kontrolloimaan nokea ja hiukkasten lämpösäteilyä. Näitä yksiköitä voidaan käyttää kuitenkin ainoastaan vain paikoissa, elektrostaattisen poiston jälkeen, missä 5 kanava on kapea, ja sekä noen tiivistyminen että savukaasu lämpötila ovat alhaisia.Optical units such as soot sensors, opacity meters, and opacimeters have been used to monitor and control soot and particle heat radiation. However, these units can only be used in locations, after electrostatic discharge, where the 5 ducts are narrow, and both soot condensation and flue gas temperature are low.

Kuten yllä olevasta huomataan ovat karstan kerrostumisen estäminen ja karstan kerrostumisen valvonta muuntelemalla kattilan toiminta olosuh-10 teitä yleisesti käytettyä perustuen operaattorin omaan kokemukseen. Massiivinen karstan kerrostumisen ilmaantuminen aiheutuu joukosta muuttujia, jotka liittyvät kattilan toimintaan, kattilan suunnitteluun ja karstan kontrollointiin ja poistoon. Muuttujat usein vaikuttavat toinen toisiinsa sillä tuloksella, että muutos yhdessä toimintamuuttujassa voi 15 helposti vaikuttaa muihin sekä rakentavassa että haitallisessa mielessä, tehden vaikeaksi identtifioida massiivisen karstan muodostumisen syytä. Johtuen karstan vaivontayksiköiden ja tieteellisten ohjeiden puutteesta suoritetaan massiivisen karstan kerrostumisen esto optimoimalla palamis-olosuhteita alemmassa tulipesässä perustuen "kokeiluun ja erehdykseen", 20 ja sillä ei ole saavutettu suurtakaan menestystä erityisesti yksiköiden kohdalla, jotka ovat ylikuormitettuja.As noted above, the prevention of scale build-up and the control of scale build-up by modifying the operating conditions of the boiler are commonly used based on the operator's own experience. The massive occurrence of scale buildup is caused by a number of variables related to boiler operation, boiler design, and scale control and removal. The variables often interact with each other with the result that a change in one activity variable can easily affect others in both a constructive and detrimental sense, making it difficult to identify the cause of massive karst formation. Due to the lack of karst kneading units and scientific guidelines, massive karst stratification is prevented by optimizing combustion conditions in the lower furnace based on "trial and error", 20 and has not achieved much success, especially for units that are overloaded.

Hyöty- ja teollisuuskattiloissa mukaan lukien hiilellä ja öljyllä poltettavat kattilat ja kaupunki- ja teollisuuspolttolaitokset, esiintyy 25 myös ongelmia, jotka liittyvät tuonpuoleisiin karstoihin liittyen erityisesti lämmönkuljetuksen tehon vähentymiseen ja korkean lämpötilan korroosioon. Tukkeutumisongelmat näissä kattiloissa eivät ole päähuolenaihe, kuten on laita sulfaatin talletusyksiköissä, johtuen polttoaineiden paljon alhaisemmasta tuhkapitoisuudesta. Karstat, jotka 30 muodostuvat kyseisiin kattiloihin ovat tavallisesti painavampia, kovempia ja sulavat paljon korkeammissa lämpötiloissa kuin sulfaatin tallen-nusyksikön karstat. Päinvastoin kuin sulfaatin tallenusyksikön karstat, jotka käsittävät pääasiassa veteen liukenevia natriumsuoloja, ovat karstat hiilipolttoisissa kattiloissa liukenemattomia käsittäen suuret 35 määrät silikaattia, alumiinia, rautaoksiideja, kalsiumoksiideja ja sulfaatteja vain pienen määrän kanssa veteen liukenevia alkalisuoloja. Karstat öljypolttoisissa kattiloissa ovat vastaavanlaisia, mutta voivat 5 75885 sisältää myös suhteellisen korkeita vanadiini-yhdistepitoisuuksia.In utility and industrial boilers, including coal and oil fired boilers and urban and industrial combustion plants, there are also 25 problems related to otherwaters, especially in terms of reduced heat transfer efficiency and high temperature corrosion. Clogging problems in these boilers are not a major concern, as is the case with sulphate storage units, due to the much lower ash content of the fuels. The scales that form in these boilers are usually heavier, harder, and melt at much higher temperatures than the scales in the sulfate storage unit. In contrast to sulphate storage unit pastes, which comprise mainly water-soluble sodium salts, the pastes are insoluble in coal-fired boilers comprising large amounts of silicate, aluminum, iron oxides, calcium oxides and sulphates with only a small amount of water-soluble alkali. The karsts in oil-fired boilers are similar, but may also contain relatively high concentrations of vanadium compounds.

Karstojen kontrolli hyötykattiloissa suoritetaan paljolti samalla tavalla kuin sulfaatin talousyksiköissä käyttämällä nokipuhaltimia 5 karstan irroitukseen ja savukaasun lämpötilan määrittämistä karstan valvontaan. Kuten sulfaatin tallennusyksiköissä, ei nykyään ole olemassa hyöty- ja teollisuuskattiloissa tapahtuvan karstan kerrostumisen tehokkaita valvontalaitteita.Karst control in utility boilers is performed in much the same way as in sulphate units, using soot blowers 5 to remove the scale and determining the flue gas temperature to monitor the scale. As with sulphate storage units, there are currently no effective monitoring devices for scale build-up in utility and industrial boilers.

10 US-patentissa n:o 4,408,568 (Wynnyckyj), on esitetty tulipesän seinän karstan valvontasysteemi, joka käyttää kahta säteilytyyppistä lämmön-virtauskojetta, joista toinen on karstasta puhdas ja toinen karstojen likaama. Vaikkakin tämä systeemi voi toimia on-line instrumenttina valvomaan karstan kerrostumista tulipesän seinälle, systeemiä ei voida 15 käyttää valvomaan siirtymäkarstoja, koska lämmönvirtauskojeet on asennettu tulipesän seinälle, joka seinä on yhdensuuntainen savukaasun vir-taussuuntaan nähden.U.S. Patent No. 4,408,568 (Wynnyckyj) discloses a furnace wall scale monitoring system that uses two types of radiation heat flow devices, one clean of scale and the other contaminated with scale. Although this system can act as an on-line instrument to monitor scum deposition on the furnace wall, the system cannot be used to monitor transition fleets because the heat flow devices are mounted on the furnace wall parallel to the flue gas flow direction.

Kuten nähdään edellä olevasta tekniikan tason esityksestä, ei ole suoria 20 keinoja karstan kerrostumisen valvomiseksi, niin että operaattori olisi tietoinen kuinka paljon siirtynyttä karstaa on kulloisenakin ajan hetkenä hänen kattilansa ylemmässä osassa. Tämä tieto on erityisen tärkeä sulfaatin talteenottoyksikössä, koska lyhytaikaisilla vaihteluilla kattilan toiminnassa voi olla dramaattinen vaikutus kattilan tukkeutumiseen ja 25 vaiheet, jossa tapahtuu runsasta karstan siirtymistä ja/tai lämpötilan ollessa korkea, voivat nopeasti tukkia kattilan.As can be seen from the prior art presentation above, there are no direct means 20 for controlling the build-up of karst so that the operator would be aware of how much transferred karst is present in the upper part of his boiler at any given time. This information is particularly important in a sulfate recovery unit because short-term fluctuations in boiler operation can have a dramatic effect on boiler clogging and steps with heavy scaling and / or high temperatures can quickly clog the boiler.

Näin ollen on olemassa tarve karstan kontrolloinnin parantamiseksi erityisesti sulfaattiteollisuuden talteenottoyksiköissä, noenpuhallus höyry-30 laitteiden ja tallennusyksikön puhdistusta varten tarvittavien seisokkien vähentämiseksi, talteenottoyksikön lämpötehon parantamiseksi ja tallennusyksikön kapasiteetin ja tällöin sulfaatin tuotantokapasiteetin kasvattamiseksi .Thus, there is a need to improve karst control, especially in the sulfate industry recovery units, to reduce the downtime required to clean steam-30 equipment and the storage unit, to improve the thermal efficiency of the recovery unit, and to increase the storage unit capacity and thus sulfate production capacity.

35 Kyseessä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on valmistaa karstan valvontayksikkö käytettäväksi karstan kontrolloinnin yhteydessä sulfaatin tailennuskattilassa ja muissa kattilayksiköissä. Keksinnön mukainen 6 75885 yksikkö pystyy tuottamaan luotettavia ja karstan kerrostumisastetta vastaavia signaaleja jatkuvatoimisesti, se on yksinkertainen muodoltaan ja helppo asentaa, käyttää ja huoltaa, ja sillä on sietoa korroosiota vastaan ja sillä on korkea mekaaninen lujuus kestämään kattilan vaati-5 vaa ympäristöä.It is an object of the present invention to provide a karst monitoring unit for use in the control of karst in a sulphate boiler and other boiler units. The unit 6 75885 according to the invention is capable of continuously producing reliable signals corresponding to the degree of scaling, is simple in shape and easy to install, operate and maintain, has corrosion resistance and has high mechanical strength to withstand the demanding environment of the boiler.

Edelleen kyseessä oleva keksintö toteuttaa karstan valvontayksikön, joka on kosketuksissa kuumaan virtaavaan kaasuun, ja jolle on tunnusmerkillistä pitkänomaiset kojevarsilaitteet, jotka on järjestetty sijaitsemaan 10 kosketuksessa kaasunvirtaukseen ja jossa on kaasuvirtaukseen nähden koje-varsilaitteiden virtauksen puoleinen ja suojanpuoleinen sivu; ensimmäiset lämmönhavainnointilaitteet yhdistettynä kojevarsilaitteiden virtauksen puolelle kaasuvirtauksesta tulevan lämmön havainnoimiseksi, joka kohtaa kojevarsilaitteiden virtauksen puoleisen sivun; ja toiset lämmönhavain-15 nointilaitteet liitettynä kojevarsilaitteiden suojan puoleiselle sivulle kaasuvirtauksesta tulevan lämmön havainnoimiseksi, joka kohtaa kojevarsilaitteiden suojan puoleisen sivun.Furthermore, the present invention implements a karst monitoring unit in contact with a hot flowing gas, characterized by elongate instrument arm devices arranged to be in contact with the gas flow and having a flow side and a shield side of the instrument arm devices relative to the gas flow; first heat detecting devices combined on the flow side of the instrument arm devices for detecting heat from the gas flow facing the flow side side of the instrument arm devices; and second heat detector-15 detecting devices connected to the shield side of the instrument arm devices for detecting heat from the gas flow that encounters the shield side of the instrument arm devices.

Yksikössä, joka ulottuu kosketukseen virtaavaan kaasuun poikittain vir-20 taussuuntaan nähden, siirtymäpartikkelit kohtaavat kojevarren virtauksen puoleisen sivun ja muodostavat siihen karstaa, kun taas tiivistyneet kerrostumat muodostavat karstaa suojan puoleiselle sivulle. Kun karstan paksuus kasvaa kojevarren virtauksen puoleisella sivulla, laskee pinta-lämpötila vastaten lämmön siirtymisastetta, joka johtuu karstojen ker-25 rostumisesta tuloksena olevasta eristyksestä.In a unit extending in contact with the flowing gas transversely to the flow direction, the transition particles meet the flow side of the instrument arm and form a scum thereon, while the condensed deposits form a scum on the shield side. As the thickness of the karst increases on the flow side of the instrument arm, the surface temperature decreases corresponding to the degree of heat transfer due to the insulation resulting from the deposition of the karsts.

Kaasuvirtauksissa, joissa suojan puoleisen sivun kerrostumista ei esiinny tai se on minimaalista, lasketaan karstan kerrostumisaste kojevarteen mittaamalla virtauksen puoleisen ja suojan puoleisen pintalämpötilojen 30 välinen ero tavallisesti käyttämällä sopivassa paikassa sijaitsevia termopareja, jotka on liitetty onton metallisen kojevarren sisäseiniin, koska suojanpuoleinen sivu on verrattain puhdas ja sitä voidaan käyttään vertailukohtana (referenssinä). Koska sekä virtauksen puoleisen että suo-janpuoleisen pinnan absoluuttinen lämpötila vaihtelee savukaasun lämpö-35 tilan vaihteluista riippuen, on savukaasun lämpötilan vaihteluiden vaikutus minimoitu mittaamalla virtauksen puoleisen ja suojan puoleisen pinnan lämpötilojen välinen ero. Lisäksi, koska tässä sovellutuksessa 7 75885 suojan puoleinen kojevarren sivu on useinmiten ohuen karstakerroksen peittämä ja täten pintalämpötila vaihtelee savukaasun lämpötilan mukaisesti ja suojan puoleisen sivun pintalämpötilan ja savukaasun lämpötilan välisen suhteen ollessa määrätty kokeellisesti voidaan savukaasun lämpö-5 tila kojevarren läheisellä alueella helposti määrittää.For gas flows where there is no or minimal stratification on the shield side, the degree of scaling on the instrument arm is calculated by measuring the difference between flow side and shield surface temperatures 30, usually using suitably located thermocouples connected to the inner walls of the hollow metal arm, it can be used as a reference point (reference). Since the absolute temperature of both the flow-side and shield-side surfaces varies depending on the flue gas temperature variations, the effect of flue gas temperature variations is minimized by measuring the difference between the flow-side and shield-side surface temperatures. In addition, since in this application the shield side of the shield is often covered by a thin layer of karst and thus the surface temperature varies according to the flue gas temperature and the relationship between the shield side surface temperature and the flue gas temperature is determined experimentally, the flue gas temperature can be easily determined.

Kaasuvirtauksissa, missä suojan puoleisen sivun karstoittumista tapahtuu jatkuvasti on järjestetty toiset lämmönhavainnointilaitteet, jotka ovat tavanomaisesti termopareja, ja ne pidetään karstoista vapaina. Karstan 10 kerrostumisaste kojevarren virtauksen puoleisella sivulla määritetään mittaamalla virtauksen puoleisen sivun pintalämpötilan ja karstasta vapaan termoparin lämpötilan välinen ero. Kun taas karstan kerrostumisaste kojevarren suojan puoleisella sivulla määritetään mittaamalla suojan puoleisen sivun pintalämpötila ja karstasta vapaan termoparin lämpötilan 15 välinen ero.In gas streams where scaling of the shield side occurs continuously, other heat detection devices, which are usually thermocouples, are provided and are kept free of scum. The degree of deposition of the karst 10 on the flow side of the instrument arm is determined by measuring the difference between the surface temperature of the flow side and the temperature of the thermocouple free of the karst. While the degree of scale build-up on the shield side of the instrument arm is determined by measuring the difference between the surface temperature of the shield side and the temperature 15 of the scale-free thermocouple.

Kojevarren pinnalle muodostuneen karstan fysikaalinen tila eli onko se joko kokonaan jähmeätä tai osittain sulanutta, voidaan määrittää järjestämällä sähköisen johtokyvyn määrityslaitteet kojevarren yhteyteen.The physical state of the scale formed on the surface of the instrument arm, i.e. whether it is either completely solid or partially melted, can be determined by arranging electrical conductivity determination devices in connection with the instrument arm.

20 Karstautumispaikat kojevarressa puhdistetaan tavallisesti tietyin välein, niin että voidaan määritellä signaalit erittäin lyhkäsiItäkin aikaväleiltä ja voidaan havaita lyhyet tilan muutokset palamisolosuh-teissa.The scaling sites on the instrument arm are usually cleaned at certain intervals so that signals can be determined even at very short time intervals and short changes in state under combustion conditions can be detected.

25 Mittaukset, jotka on tehty keksinnön mukaisella valvontalaitteella, edustavat savukaasun tilaa valvontalaitteen kohdassa. Asettamalla valvontalaite yhden tai useamman kattilayksikön lämmön talteenotto-osan lämmön-vaihtopinnan reunan läheisyyteen, voidaan määrittää karstan muodostumis-aste lämmönvaihtopinnoille, savukaasun lämpötilan muutokset ja karstojen 30 fysikaalinen tila. Informaatio tuotetaan valvontalaitteella jatkuvatoi-misesti ja operaattori voi käyttää sitä hyväkseen tai sitä voidaan käyttää automaattisesti hyväksi muuttamaan tuli pesän toimintaolosuhteita ja/tai aktivoimaan nokipuhaltimen toimintaa.The measurements made with the monitoring device according to the invention represent the state of the flue gas at the point of the monitoring device. By placing the monitoring device near the edge of the heat exchange surface of the heat recovery section of one or more boiler units, the degree of scale formation on the heat exchange surfaces, flue gas temperature changes and the physical state of the panels 30 can be determined. The information is continuously generated by the monitoring device and can be used by the operator or can be used automatically to change the operating conditions of the firebox and / or to activate the operation of the soot blower.

35 Kyseessä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on siten muodostaa valvontamenetelmä palamistoiminnalle, jolloin palava materiaali on poltettu muodostamaan kuuma kaasumainen tuotevirta, josta lämpö on otettu talteen 8 75885 lämmönvaihtopintojen kautta tapahtuvan kosketuksen kautta, ja josta kiinteä materiaali on kerrostunut lämmönvaihtopinnoille, ja jolle menetelmälle on tunnusmerkillistä se, että karstapinta sijaitsee kaasumaisessa tuotevirrassa lämmönvaihtopintojen läheisyydessä; ja että havainnoidaan 5 karstojen muodostumisastetta karstapinnalla funktiona karstojen muodos-tumisasteesta lämmönvaihtopinnoille; ja että kontrolloidaan palamisolo-suhteita lämmönvaihtopinnoilla olevien karstojen muodostumisasteen valvomiseksi riippuvaisesti havaitusta karstan muodostumisesta karstapin-nalle.35 It is therefore an object of the present invention to provide a control method for a combustion operation in which a combustible material is burned to form a hot gaseous product stream from which heat is recovered by contact through heat exchange surfaces and solid material is deposited on the heat exchange surfaces. that the karst surface is located in the gaseous product stream in the vicinity of the heat exchange surfaces; and that 5 degrees of karst formation on the karst surface are observed as a function of the degree of karst formation on the heat exchange surfaces; and that the combustion conditions are controlled to control the degree of scaling on the heat exchange surfaces depending on the observed scaling on the scaling surface.

10 Käyttämällä kyseessä olevan keksinnön mukaista valvontalaitetta ja menetelmää tehokkaan jatkuvan valvonnan suorittamiseksi ja prosessin kontrolloimiseksi, on potentiaalinen massiivinen karstan muodostuminen ja mah-dollisest seisokit minimoitu tai jopa vältetty. Valvomalla tehokkaasti 15 karstan muodostumisastetta ja ottamalla ajoittain ja tehokkaasti käyttöön noki puhaltimet päästään vähäisempään nokipuhaltimien höyrylaitteisiin ja parannettuun talteenottoyksikön lämpötehoon. Koska karstan muodostumisen aste määritetään on-line'na ja jatkuvasti kasvaa keksinnön mukaisella laitteella polttoyksikön kapasiteetti.By using the monitoring device and method of the present invention to perform effective continuous monitoring and process control, the potential for massive scale formation and possible downtime is minimized or even avoided. By effectively monitoring the degree of scale formation and by periodically and efficiently introducing soot fans, less soot fan steam equipment and improved heat output of the recovery unit are achieved. Since the degree of scale formation is determined on-line and the capacity of the combustion unit is constantly increasing with the device according to the invention.

2020

Keksintöä selostetaan edempänä viittaamalla mukaan liittyihin piirustuksiin, joissa:The invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 on kaaviomainen esitys sulfaatti selluloosatehtaan talteenotto-25 yksikön polttouunista esittäen keksinnön mukaisesti konstruoidun karstan valvontalaitteiden kohteet;Fig. 1 is a schematic representation of an incinerator of a sulphate cellulose mill recovery unit 25 showing the objects of the cardboard monitoring devices constructed in accordance with the invention;

Kuvio 2 on kaaviomainen esitys karstan valvontalaitteesta, joka on konstruoitu kyseessä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti; 30Figure 2 is a schematic representation of a card monitoring device constructed in accordance with an embodiment of the present invention; 30

Kuvio 3 on kaaviomainen esitys karstan valvontalaitteesta, joka on konstruoitu keksinnön erään toisen sovellutusmuodon mukaisesti;Figure 3 is a schematic representation of a card monitoring device constructed in accordance with another embodiment of the invention;

Kuvio 4 on kaaviomainen esitys kuvion 3 mukaisen karstan valvonta-35 laitteen muunnellusta muodosta; jaFig. 4 is a schematic representation of a modified form of the card monitoring device 35 of Fig. 3; and

Kuvio 5 on kraaffinen esitys sulfaatti selluloosatehtaan kojeajon 9 75885 1 tuloksista, jossa on käytetty kuvion 3 mukaista laitetta.Fig. 5 is a graphical representation of the results of a test run 9 75885 1 of a sulfate cellulose mill using the apparatus of Fig. 3.

Viitaten piirustuksiin kuvio 1 on kaavlomainen esitys tavanomaisesta sulfaattiselluloosatehtaan mustan lipeän kattilasta, jossa käytetty 5 selluloosalipeä on poltettu limassa muodostaen sulana olevia talteen-otettuja selluloosakemikaaleja muuta prosessia ja uudelleenkiertoa sekä savukaasuvlrtausta varten. Merkittävät kattilan piirteet on merkitty kuvioon. Kuten nähdään kuviosta 1, kuuma savukaasuvirta kulkee sopivasti kosketuksissa lämmönvaihtopintojen useiden reunojen kanssa 10 lämmön polsslirtämlseksl savukaasuvirrasta. Mukaan kuuluvat tulistaja, kattila ja esilämmltln (ekonomeiseri).Referring to the drawings, Figure 1 is a schematic representation of a conventional sulphate pulp mill black liquor boiler in which the cellulose liquor used is burned in mucus to form molten recovered cellulose chemicals for other process and recirculation as well as flue gas flow. Significant features of the boiler are marked in the figure. As can be seen in Figure 1, the hot flue gas stream suitably passes in contact with the plurality of edges of the heat exchange surfaces 10 from the heat polsslirtämlseksl flue gas stream. Includes superheater, boiler and preheater (economizer).

Karstan mittauslaitteet tehdään tämän keksinnön mukaisesti olemaan sopivissa paikoissa lämmönvaihtopintojen yhteydessä. Kuten on esitetty 15 kuviossa 1 karstan mittauslaitteet sijaitsevat alemmassa tulistajassa ja kattilan reunuksen suuosassa. Keksinnön eräs sovellutusmuoto on, että käytetään kahta kyseisenlaista laitetta ja asennettaessa kahdesta neljään karstan mittauslaitetta tulistajaosaan ja kattilan reunan suulle riittää normaalisti siihen, että saavutetaan optlmlmittaukset kattila-20 toiminnan täydellisen säädön saavuttamiseksi.According to the present invention, the karst measuring devices are made to be in suitable places in connection with the heat exchange surfaces. As shown in Fig. 15, the karst measuring devices are located in the lower superheater and in the mouth part of the boiler rim. One embodiment of the invention is to use two such devices and, when installing two to four karst measuring devices in the superheater section and at the mouth of the boiler edge, it is normally sufficient to achieve optlml measurements to achieve complete control of the boiler-20 operation.

Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti karstan mittauslaitetta, joka on konstruoitu keksinnön erään sovellutusmuodon mukaisesti. Kuten siitä nähdään, ulottuu karstan mittauslaite tai koje 10 pitkänomaisen putken muodossa 25 sulfaattiselluloosatehtaan mustan lipeän talteenottoyksikön, sellaisen kuten on esitetty kaaviomaisesti kuviossa 1, tullpesän seinän 12 läpi, poikittain ylöspäin virtaavan savukaasuvirran 14 kulkutiehen nähden, joka virtaus sisältää sekoittuneena karstoittuvia aineosia, jotka ovat tulosta mustan lipeän palamisesta.Figure 2 schematically shows a karst measuring device constructed in accordance with an embodiment of the invention. As can be seen, the karst measuring device or apparatus 10 extends in the form of an elongate tube 25 through the wall 12 of the black liquor recovery unit of the sulphate pulp mill, as shown schematically in Figure 1, transverse to the passage of the flue gas stream 14 flowing upwards. burning of black liquor.

3030

Kojeen 10 ulommaisella pinnalla 16 tullpesän sisällä, sijaitsee virtauksen puoleinen sivu 18 vasten ylöspäin virtaavaa kaasuvirtaa 14 ja suojan puoleinen sivu 20 sijaitsee kojepinnan 16 vastakkaisella puolella virtauksen puoleiseen sivuun 18 nähden. Suojan puoleinen sivu 20 on kammion 35 22 muodossa ja siinä on ulompi kotelo 24, joka tarjoaa suojan siirtyvien osasten siihen aiheuttamaa karstolttumista vastaan.On the outer surface 16 of the instrument 10 inside the plug housing, the flow side 18 is located against the upward gas flow 14 and the shield side 20 is located on the opposite side of the instrument surface 16 to the flow side 18. The shield side 20 is in the form of a chamber 35 22 and has an outer housing 24 which provides protection against scaling by moving particles.

10 7588510 75885

Karstoja muodostuu virtauksen puoleiselle sivulle 18 savukaasuvirtauksen 14 osuessa kojeen pinnalle 16. Aineita kerääntyyn suojan puoleiselle sivulle 20 savukaasuvirrassa 14 tiivistymään pystyvien kaasujen tiivistymisen kautta.Scales are formed on the flow side 18 as the flue gas flow 14 hits the surface 16 of the instrument. Substances accumulated on the shield side 20 in the flue gas stream 14 through condensation of gases capable of condensing.

55

Kuten yllä olevasta huomataan koje 10 on pitkänomaisen onton putken muotoinen, ja parhaana pidetään, että se on konstruoitu jäykästä lämpöä-johtavasta materiaalista, kuten ruostumattomasta teräksestä, ja että siinä on aksiaalinen kanava 26, joka ulottuu sen läpi. Kojeen 10 sisä-10 puolisella pinnalla 28, karstojen kohdalla, kojeen 10 virtauksen puoleisella ja suojan puoleisella sivulla sijaitsevat termoparit 32 ja 34, tai muut lämpöä tuntevat signaalin tuottavat laitteet, kuten lämpövir-taustunnistin. Termoparit tuntevat lämmön, joka tulee sisäpuoliselle pinnalle 28 kussakin karstoitus kohdassa karstan läpi, joka on muodos-15 tunut virtauksen puoleiselle ja/tai suojan puoleiselle sivulle.As noted above, the device 10 is in the form of an elongate hollow tube, and it is preferred that it be constructed of a rigid heat-conducting material, such as stainless steel, and that it have an axial channel 26 extending therethrough. Thermocouples 32 and 34 are located on the inner surface 10 of the device 10, at the karsts, on the flow side and the shield side of the device 10, or other heat sensing signal generating devices, such as a heat flow sensor. The thermocouples sense the heat that enters the inner surface 28 at each carding point through the karst formed on the flow side and / or the shield side.

Kojeen 10 ontossa sisäosassa 26 on halkaisijaltaan kavennettu osuus 36 sen ulostulokohdan lähellä. Termopari 38 tai jokin muu lämpöä tunteva signaalin tuottava laite, kuten lämpövirtauksentunnistin, sijaitsee 20 halkaisijaltaan kapeamman osuuden 36 ulostulokohdassa, ja on referenssi-termopari suhteessa termopareihin 32 ja 34 ja kompensoi savukaasuvirran 14 lämpötilan vaihteluita.The hollow inner portion 26 of the device 10 has a tapered portion 36 near its outlet. The thermocouple 38 or other heat sensing signal generating device, such as a heat flow sensor, is located at the outlet of the narrower portion 36 and is a reference thermocouple relative to thermocouples 32 and 34 and compensates for temperature variations in the flue gas stream 14.

Putki 40 sijaitsee kojeen 10 sisällä toimien erilaisille tunnistimille 25 tarkoitettujen liitäntäjohtojen 41 suojana ja muodostaen turbulenssia sisäpuolisen jäähdytyksen aikaansaamiseksi. Ilmanvirtauksen sisääntulo 42 on yhteydessä minkä tahansa sopivan paineilmalähteen kanssa, niin että ilma virtaa kojeen 10 sisäosaan ja jatkuvasti termoparin 38 yli, kunnes ilma poistuu savukaasuvirtaan 14 estäen karstojen muodostumisen 30 sen päälle. Edelleen on termopari 44 liitetty kannatusputken 40 ulommalle pinnalle mahdollistaen sen, että voidaan tuntea ilman lämpötila, joka virtaa onttoon kojeen 10 sisäosaan 26, ja että sopiva asetus tulisi suoritetuksi tulee ilman lämpötilan poiketa ennalta määrätystä arvosta.The tubes 40 are located inside the device 10, acting as shields for the connecting lines 41 for the various sensors 25 and generating turbulence to provide internal cooling. The airflow inlet 42 communicates with any suitable source of compressed air so that air flows into the interior of the instrument 10 and continuously over the thermocouple 38 until air exits the flue gas stream 14, preventing scum formation 30 thereon. Further, a thermocouple 44 is connected to the outer surface of the support tube 40, allowing the temperature of the air flowing into the hollow interior 26 of the device 10 to be felt, and a suitable setting to be made should the air temperature deviate from a predetermined value.

35 Kojeeseen 10 kuuluu sylinterimäinen ulkonema 46, joka ympäröi halkaisijaltaan pienennettyä osaa 36 ja rajaa rengasmaisen aukon 48 väliinsä. Kaksi kappaletta johtokykyelektrodeja 50 on sijoitettu kulkemaan ulkone- 11 75885 man 46 läpi rengasmaisesta aukosta 48 ulkopinnalle.The device 10 includes a cylindrical protrusion 46 which surrounds the reduced diameter portion 36 and defines an annular opening 48 therebetween. Two pieces of conductivity electrodes 50 are disposed to pass through the protrusion 46 from the annular opening 48 to the outer surface.

Virtauksen puoleiset ja suojan puoleiset karstoituspaikat 18 js 20 mahdollistavat kahden tyyppisen karstoittuvan materiaalin ilmaantumisen 5 polttokaasuvirtauksesta 14 ja niiden havainnoimisen riippumattomasti Kun karstat muodostuvat virtauksen puoleiselle ja suojan puoleiselle karstoi-tuspaikoille 18 ja 20, vähenee savukaasusta tuleva lämpö, joka saavuttaa termoparit 32 ja vastaavasti 34 tuloksena aineiden eritysvaikutuksesta. Karstojen muodostumis- tai kerrostumisaste virtauksen puoleiselle sivul-10 le 18 määrätään vertaamalla termoparilla 32 tunnettua lämpöä lämpöön, joka tunnetaan puhtaalla termoparilla 38, kun taas karstojen muodostumis-aste suojan puoleiselle sivulle 20 määrätään veraamalla termoparin 34 tuntemaa lämpöä puhtaan termoparin 38 tuntemaan lämpöön.The flow-side and shield-side carding sites 18 and 20 allow two types of carding material to emerge from the flue gas stream 14 and be detected independently. As scales form on the flow-side and shield-side carding sites 18 and 20, the heat from the flue gas 32 decreases. the secretory effect of the substances. The degree of karst formation or deposition on the flow side 18 is determined by comparing the heat known by thermocouple 32 to heat known as pure thermocouple 38, while the degree of karst formation on the shield side 20 is determined by comparing heat from thermocouple 34 to pure thermocouple 38.

15 Karstojen muodostumisasteen määrittely putkimaisen kojeen 10 virtauksen puoleisella ja suojan puoleisella sivulla osoittaa karstojen muodostumisasteen lämmönvaihtoputkissa, jotka sijaitsevat kojeen 10 läheisyydessä kattilayksikön lämmöntalteenotto-osassa, ja sitä voidaan käyttää tällöin kerrostumisasteen kontrollointiin lämmönvaihtoputkissa ja/tai 20 aktivoimaan nokipuhaltimien toimintaa lämmönvaihtoputkien puhdistamiseksi .The determination of the degree of scaling on the flow side and the shield side of the tubular device 10 indicates the degree of scaling in the heat exchange pipes located in the vicinity of the device 10 in the heat recovery section of the boiler unit.

Riippuen karstojen muodostumisasteesta kojeen 10 uloimmalle pinnalle voidaan säätää kattilayksikön palamisolosuhteita siirtymän minimoimi-25 seksi tai voidaan säätää polttoyksikön alustaolosuhteita kaasun muodostumisen minimoimiseksi kuten on oletettua. Nämä säädöt toimintaolosuhteissa voi tehdä operaattori vastaten yllämainittujen määritysten tulostuksia tai näyttöjä, tai ne voidaan tehdä automaattisesti vastaten tuotettujen signaalien tietokoneistettua prosessia.Depending on the degree of scum formation on the outermost surface of the apparatus 10, the combustion conditions of the boiler unit can be adjusted to minimize the displacement or the base conditions of the combustion unit can be adjusted to minimize gas formation as assumed. These adjustments under operating conditions may be made by the operator in response to printouts or displays of the above specifications, or may be made automatically in response to a computerized process of generated signals.

30 Lämpötilan mittauksen käyttö vastaten karstan kerrostumisessa tapahtuvaa lämmönkuljetusasteen menetystä, kuten on esitetty yllä, on vain yksi tapa, jolla karstan kerrostumisaste voidaan mitata ja tuottaa signaaleita kattilayksikön säätämiseksi. Muihin tapoihin kuuluu mekaaninen mittaus 35 ja lämmön siirtymisen mittaaminen ylläpitämällä annettua lämpötilaa karstan kerrostumispinnalla.The use of temperature measurement in response to the loss of heat transfer rate in scale formation, as discussed above, is only one way in which scale degree can be measured and signals can be generated to control the boiler unit. Other methods include mechanical measurement 35 and measurement of heat transfer by maintaining a given temperature on the scale surface of the scale.

I? 75885I? 75885

Kojetta 10 ympäröi aksiaalisesti liikutettavissa oleva puhdistin 52, joka on ajoittaisesta saatettavissa toimintaan kerrostumien poistamiseksi virtauksen puoleiselta ja suojan puoleiselta sivulta 18 ja 20. Muihin menetelmiin karstan poistamiseksi kuuluvat muut mekaaniset 5 poistomenetelmät, sulatus, ilman puhaltaminen tai höyryn puhaltaminen. Suorittamalla kyseisenlainen periodisesti tapahtuva karstojen poisto lyhyellä aikavälillä voidaan aineiden karstoittumisaste määrätä lyhyellä aikavälillä, tyypillisesti tunti-mittakaavassa.The device 10 is surrounded by an axially movable cleaner 52 which is operable from time to time to remove deposits on the flow side and shield side 18 and 20. Other methods for removing scale include other mechanical removal methods, melting, air blowing or steam blowing. By performing such periodic descaling in the short term, the degree of scaling of the substances can be determined in the short term, typically on an hourly basis.

10 Se, että pystytään toimimaan tällä tavoin on merkityksellistä siksi, koska lyhytaikaisilla muutoksilla talteenottokattilan toiminnoissa voi olla käänteentekevää vaikutusta lämmönvaihtimen putkitukoksiin. Kuten aiemmin huomattiin, vaiheet, jolloin tapahtuu paljon siirtymistä ja/tai korkean lämpötilan vaiheet, voivat nopeasti tukkeuttaa lämmönvaihtoput-15 kien reunan, jotka normaalisti ovat suhteellisen vapaita karstoista.10 The ability to operate in this way is relevant because short-term changes in the operation of the recovery boiler can have a revolutionary effect on the heat exchanger pipe clogs. As previously noted, high transition and / or high temperature steps can quickly clog the edge of heat exchange tubes, which are normally relatively free of karst.

Johtokykyelektrodit 50, jotka on saatettu saavukaasuvirtauksen 14 yhteyteen, toimivat karstan fysikaalisen tilan mittaamiseksi, joka karsta on muodostunut paikalleen virtauksen puoleiselle sivulla 16. Karstoilla, 20 jotka ovat muodostuneet kojeen 10 uloimmalle pinnalle, on vaihteleva sähköinen johtavuus, joka riippuu sulanneen materiaalin pitoisuudesta ja sulanneen materiaalin määrä voidaan laskea virran määrästä, joka kulkee elektrodien 50 välillä. Kun palotilan kaasun lämpötila kohoaa kasvaa myös sulanneen materiaalin määrä.The conductivity electrodes 50 connected to the incoming gas flow 14 function to measure the physical state of the karst formed in place on the flow side 16. The karsts 20 formed on the outermost surface of the instrument 10 have varying electrical conductivity depending on the concentration of molten material and molten material. the amount can be calculated from the amount of current flowing between the electrodes 50. As the temperature of the combustion chamber gas rises, the amount of molten material also increases.

2525

Itse paikalla tapahtuvat karstan fysikaalisen tilan mittaukset määräävät karstan tilan kojeen 10 pinnalla ja täten lämmönvaihtopintojen läheisyydessä vallitsevassa savukaasulämpötilassa. Tätä määritystä voidaan käyttää tahmeiden ja kuonamaisten karstojen esiintymisen välttämiseksi polt-30 toyksikön kriittisissä paikoissa, erityisesti niiden esiintymisen välttämiseksi kattilan reunalla, tai pyrosulfaatti karstojen tapauksessa karstojen esiintymisen välttämiseksi esilämmitin alueessa savukaasun lämpötilaa kontrolloimalla.On-site measurements of the physical state of the karst determine the state of the karst on the surface of the instrument 10 and thus at the flue gas temperature prevailing in the vicinity of the heat exchange surfaces. This assay can be used to avoid the presence of sticky and slag-like scales at critical locations in the combustion unit, especially at the edge of the boiler, or in the case of pyrosulfate scales to avoid scabs in the preheater area by controlling the flue gas temperature.

35 Kattilayksikön savukaasun lämpötila voidaan säätää juuri sen lämpötilan alle, joka aiheuttaa tahmeiden tai kuonamaisten karstojen muodostumista kattilan ei-ha1uttui hi n osiin. Kyseisenlaisen lämpötilan säädön voi suo- 13 75885 rittaa operaattori riippuvaisesti tulostuksesta tai näytöstä, tai se voidaan tehdä automaattisesti riippuvaisesti tunnistetuista tiloista halutun mukaisesti. Säätämällä kattilakaasun lämpötilaa tällä tavoin, niin että voidaan välttää ei-toivotut karstat kriittisillä talteenotto-5 yksikön alueilla, voidaan nostaa polton kuormitusta luotettavasti.35 The flue gas temperature of the boiler unit can be adjusted just below the temperature that causes the formation of sticky or slag-like scales in the non-cracked parts of the boiler. Such temperature control may be performed by the operator depending on the output or display, or it may be done automatically depending on the detected modes as desired. By adjusting the boiler gas temperature in this way so as to avoid unwanted scum in critical areas of the recovery unit 5, the combustion load can be reliably increased.

Sähköisen johtokyvyn käyttö karstan fysikaalisten tilojen mittaamisessa, kuten edellä esitettiin, edustaa ainoastaan yhtä keinoa, jolla tämä mittaus voidaan suorittaa. Muihin sopiviin menetelmiin kuuluu erilaiset 10 lämpöanalyysit.The use of electrical conductivity in the measurement of the physical states of the karst, as discussed above, represents only one means by which this measurement can be performed. Other suitable methods include various thermal analyzes.

Kuten voidaan huomata yllä olevasta kuvion 2 sovellutusmuodon selostuksesta, pystyy koje 10 määräämään eri tyyppisten karstojen muodostumis-asteet sekä virtauksen puoleiselle että suojan puoleiselle kojeen sivulle 15 vertaamalla tunnistettuja lämpötiloja kojeen 10 vastaavilla pinnoilla referenssilämpötilaan. On havaittu, että karstoittumiskykyisen materiaalin pitoisuus savukaasuvirrasta vastaa sitä karstojen muodostumista, joka tapahtuu kojeen virtauksen puoleiselle sivulle, koska vain vähän tai ei ollenkaan karstaa muodostuu suojan puoleiselle sivulla. Mikäli karstoit-20 tumista tapahtuu suojan puoleiselle sivulle näissä olosuhteissa, muodostuu ohut karsta, joka ei kasva merkittävästi paksuudeltaan verrattuna virtauksen puoleiseen sivuun, ja täten suojan puoleisen sivun lämpötilaa voidaan käyttää referenssilämpötilana määritetäessä kerrostumisastetta virtauksen puoleisella sivulla. Tämän tyyppinen koje 110 on esitetty 25 kuviossa 3, joka esittää hakijan tiedossa olevaa nykyään parasta muotoa.As can be seen from the above description of the embodiment of Figure 2, the device 10 is able to determine the degrees of formation of different types of karsts on both the flow side and the shield side of the device 15 by comparing the identified temperatures on the respective surfaces of the device 10 to a reference temperature. It has been found that the concentration of scaling material in the flue gas stream corresponds to the formation of scales that takes place on the flow side of the instrument, as little or no scum is formed on the shield side. If scaling occurs on the shielding side under these conditions, a thin scum is formed which does not increase significantly in thickness relative to the flow side, and thus the shielding side temperature can be used as a reference temperature to determine the degree of deposition on the flow side. An apparatus 110 of this type is shown in Figure 3, which shows the best form known to the applicant today.

Kuviossa 3 karstan valvontayksikkö 110 käsittää pitkänomaisen ontelon putkimaisen kojevarren tai tangon 112, joka on muodostettu korroosiota kestävästä lämpöäjohtavasta materiaalista, joka ulottuu polttoyksikön 30 tulipesän seinän 114 läpi sopivassa paikassa poikittain ylöspäin virtaa-vaan savukaasuvirtaan 116 nähden ja jossa on putken virtauksen puoleinen sivu 118 ja suojan puoleinen sivu 120. Termoparit 122 ja 124 on järjestetty putken 112 sisäpuoliselle pinnalle tunnustelemaan sitä lämpöä, joka saavuttaa sekä virtauksen puoleisen että suojan puoleisen sivun 35 118 ja 120. Ilman ulostuloputki 126 on järjestetty sallimaan ilman tulo putkeen 112 sisääntuloaukon 128 kautta ja poistumaan putkesta 112 savukaasuvirtaan. Ilman ulostuloputki 126 on halkaisijaltaan pienempi kuin 14 7588 5 putki 112, niin että maksimoidaan jäähdytysilmateho kasvattamalla turbulenssia. Lisäksi tanko 127 sijaitsee samankeskisesti putkeen 112 nähden myös turbulenssin ja jäähdytystehon kasvattamiseksi. Ilmavirtaus toimii putken 112 jäähdyttämiseksi lämmön muuttumisen tai alenemisen estämisek-5 si. Elektrodit 130 sijaitsevat putken 112 ulkopinnalla virtauksen puoleisella sivulla 118.In Figure 3, the karst monitoring unit 110 comprises an elongate cavity tubular instrument arm or rod 112 formed of a corrosion resistant thermally conductive material extending through the furnace wall 114 of the combustion unit 30 at a suitable location transverse to the upstream flue gas flow 116 and having a tube flow shield 118 side pairs 120. Thermocouples 122 and 124 are arranged on the inner surface of the pipe 112 to sense the heat that reaches both the flow side and shield side sides 35 118 and 120. The air outlet pipe 126 is arranged to allow air to enter the pipe 112 through the inlet 128 and exit the pipe 112 into the flue gas stream. . The air outlet pipe 126 is smaller in diameter than the pipe 112 7588 5, so that the cooling air power is maximized by increasing the turbulence. In addition, the rod 127 is located concentrically with respect to the tube 112 also to increase turbulence and cooling capacity. The air flow acts to cool the tube 112 to prevent heat change or loss. The electrodes 130 are located on the outer surface of the tube 112 on the flow side 118.

Puhdistuskammio 132 on järjestetty ympäröimään putkea 112, ja se on varustettu kuumavesisuihkuin 134 kuuman veden suihkuttamiseksi putken 10 112 ulkopinnalle karstojen poistamiseksi pinnalta käytetyn veden kanssa, jolloin ne kulkevat puhdistuskammiosta kanavaa 136 pitkin. Kojeen takai-sinvetomekanismi 138 on järjestetty yksikön 110 yhteyteen putken 112 vetämiseksi ajoittaisesti ennalta asetetuin aikavälein pois kosketuksesta savukaasuvirtaukseen ja puhdistuskammion 132 läpi karstojen pois-15 tamiseksi siitä. Datojen sisäänottosysteemi 140 on järjestetty ottamaan signaaleja termopareilta 122 ja 124 ja elektrodeilta 130 signaalien tuottamiseksi ja karstan kerrostumisasteen ja savukaasun lämpötilan visuaalisen näytön muodostamiseksi.The cleaning chamber 132 is arranged to surround the pipe 112, and is provided with hot water jets 134 for spraying hot water onto the outer surface of the pipe 10 112 to remove scum from the surface with the used water, passing from the cleaning chamber along the channel 136. A device retraction mechanism 138 is provided in connection with the unit 110 for periodically withdrawing the pipe 112 at predetermined intervals from contact with the flue gas flow and through the cleaning chamber 132 to remove karstes therefrom. The data acquisition system 140 is arranged to receive signals from the thermocouples 122 and 124 and the electrodes 130 to produce signals and to form a visual display of the degree of scale deposition and flue gas temperature.

20 Ollessan kosketuksessa savukaasuvirtauksen 116 kanssa muodostuu karstoja putken 112 pinnalle. Suojan puoleiselle sivulle 120 muodostuu ainoastaan ohut karsta, joka ei kasva paksuudeltaan, kun taas virtauksen puoleisella sivulla 118 karsta kasvaa paksuudeltaan ajan myötä. Suojan puoleinen sivu 120 on tehokas vertailukohta, niin että sen lämmön, joka on havaittu 25 termoparilla 124 vertaaminen termoparilla 122 havaitun lämmön kanssa tuottaa virtauksen puoleisen sivun 118 karstojen kerrostumisasteen mittauksen. Lämpötilan mittausta suojan puoleisella sivulla 120 termoparin 122 avulla voidaan käyttää myös savukaasuvirtauksen 116 absoluuttisen lämpötilan muutosten havainnointiin. Datat voidaan esittää operaattorin 30 käyttöä varten tulipesän säädössä tai niitä voidaan käyttää tulipesän toimintojen automaattista säätöä varten. Elektrodit 130 havainnoivat karstan sähköistä johtokykyä, niin että voidaan varmistaa karstan fysikaalinen muoto.Upon contact with the flue gas flow 116, scales form on the surface of the pipe 112. On the shield side 120 only a thin scum is formed which does not increase in thickness, while on the flow side 118 the scum increases in thickness over time. The shield side 120 is an effective reference, so that comparing the heat detected by thermocouple 124 with the heat detected by thermocouple 122 produces a measurement of the degree of scaling on the flow side 118. The temperature measurement on the shield side 120 by means of the thermocouple 122 can also be used to detect changes in the absolute temperature of the flue gas flow 116. The data may be presented for use by the operator 30 in furnace control or may be used for automatic control of furnace functions. The electrodes 130 detect the electrical conductivity of the karst so that the physical shape of the karst can be confirmed.

35 Kuvion 4 muunnellussa rakennemuodossa osat ovat vastaavia kuvion 3 osien kanssa ja ne on merkitty yhteisillä numeroilla. Kojeputken 112 kuumapää 146 on suljettu, on järjestetty sisäputki 144, ja kaasu-ulostulo 146 on 15 75 8 8 5 sisääntulon 128 vieressä. Tätä muunnelmaa voidaan käyttää sovellutuksissa, missä ei tarvita edelleen ilman ulkopuolelle johtamista. Jäähdytys-ilma kulkee sisemmän putken 144 ulkosivua pitkin, tekee U-käännöksen kärjessä 142 ja virtaa sisemmän putken 144 kautta ulostuloon 146.35 In the modified embodiment of Figure 4, the parts are identical to the parts of Figure 3 and are denoted by common numbers. The hot end 146 of the instrument tube 112 is closed, an inner tube 144 is provided, and the gas outlet 146 is adjacent to the inlet 128. This variation can be used in applications where there is no further need without outsourcing. Cooling air passes along the outside of the inner tube 144, makes a U-turn at the tip 142, and flows through the inner tube 144 to the outlet 146.

55

Karstan valvontayksiköt tai kojeet, jotka on esitetty kuvioissa 2-4, ovat täysin automaattisia, ovat yksinkertaisia toiminnaltaan ja vaativat minimi tarkkailun. Kojeen valvonta-aika voi vaihdella suuressa määrin, tyypillisesti yhdestä kymmeneen tuntiin asti riippuen paikasta ja paikan 10 karstoitusasteesta.The karst monitoring units or instruments shown in Figures 2-4 are fully automatic, simple in operation, and require minimal monitoring. The monitoring time of the instrument can vary widely, typically from one to ten hours depending on the location and the degree of scaling of the location.

Karstan valvontalaitteet tai kojeet, jotka on esitetty kuvioissa 2-4 suorittavat siksi joukon savukaasun tilan mittauksia, jotka mahdollistavat parannetun karstan valvonnan saavuttamisen kriittisissä kattilan 15 kohdissa. Signaaleja edustaen karstan kerrostumisastetta ja savukaasun lämpötilaa kojeiden sijaintikohdissa savukaasuvirrassa tuotetaan jatkuvasti, ja ne kuljetaan kattilahuoneeseen kontrolli paneli11a näyttöä varten operaattorin hyödynnettäväksi tai tullakseen käytetyksi automaattisessa tai puoliautomaattisessa kattilan säätötoiminnassa.The karst monitoring devices or instruments shown in Figures 2-4 therefore perform a series of flue gas space measurements that allow improved karst monitoring to be achieved at critical points in the boiler 15. Signals representing the degree of scaling and the flue gas temperature at the instrument locations in the flue gas stream are continuously generated and transported to the boiler room for control panel display for utilization by the operator or to be used in automatic or semi-automatic boiler control operation.

2020

Parannetulla karstan valvonnalla, joka saavutetaan kyseessä olevan keksinnön mukaisesti, on merkittävää taloudellista vaikutusta kattilan toiminnalle, nokipuhallushöyrylaitteiden, tehdasseisokkien ja talteenotto-kattilan kapasiteetin kautta.The improved scale control achieved in accordance with the present invention has a significant economic impact on boiler operation, through soot blasting steam equipment, plant outages, and recovery boiler capacity.

2525

Nokipuhallushöyrylaitteet ovat vähentyneet kojeiden käyttöön oton myötä. Noki puhaltimet tyypillisesti vaativat noin 10.000 kg/h tai noin 6 % keskikoisen talteenottoyksikön kokonaishöyrytuotannosta. Kahdenkymmenen prosentin vähennys tässä välineistössä edustaa noin 200.000 $:n säästöä 30 vuodessa. Kojeiden käytöstä on myös seurauksena harvemmin esiintyvät kattilan seisokit tukkeavien karstojen puhdistamiseksi. Talteenotto-kattilan äkilliset seisokit ovat myös erittäin kalliita siksi, koska tuloksena on keskimäärin kahden päivän menetys selluloosan tuotannossa. 750 tonnia päivässä tuottavalle sulfaattitehtaalle tulon menetys on noin 35 300.000 $ keskeytystä kohden.Soot blasting equipment has decreased with the introduction of the devices. Soot blowers typically require about 10,000 kg / h or about 6% of the total steam production of the central recovery unit. A twenty percent reduction on this kit represents a savings of about $ 200,000 over 30 years. The use of appliances also results in less frequent boiler downtime to clean clogged karsts. Sudden shutdowns of the recovery boiler are also very costly because they result in an average loss of two days in cellulose production. For a sulphate plant producing 750 tonnes per day, the loss of revenue is about $ 35,300,000 per outage.

Monissa tehtaissa, joissa on vain yksi ainoa tuotantolinja, on talteen- 16 7 5 8 8 5 ottoyksikkö tuotannon pullonkaula. Kasvava kapasitetti on lisääntyvässä määrin muodostunut tärkeäksi, koska uuden kapasiteetin kustannukset ovat dramaattisesti nousseet, ja puun saanti sanelee tehtaan laajennuksen pikemmin kuin uusi paikallinen kehitys. Kaikkein tärkein syy yksikön 5 kapasiteetin rajoille on savukaasukanavan tukkeutuminen. Lisääntyvä lipeäkuormitus poltettuna talteenottoyksikössä kasvattaa karstan muodostumista ja kohonnut savukaasun lämpötila, joka on tulosta kasvan-neesta lipeäkuormituksesta, johtaa usein nopeasti kiihtyvään tukkeutumiseen. Pystyttäessä valvomaan olosuhteita tarkoin käyttämällä kuvioiden 10 2-4 mukaisia kojeita, voidaan kasvanut kuormitus laittaa rajoihin. Viiden prosentin nousu kapasiteetissa 750 tonnia päivässä tuottavan sulfiitti-tehtaan kohdalla edustaa noin 2.600.000 $:n vuosituoton kasuva.In many factories with only one production line, the 16 7 5 8 8 5 recovery unit is a production bottleneck. Growing capacity has become increasingly important as the cost of new capacity has risen dramatically and the supply of wood is dictating the expansion of the mill rather than new local development. The most important reason for the capacity limits of unit 5 is the clogging of the flue gas duct. Increasing the alkali load when burned in the recovery unit increases the formation of scale and the elevated flue gas temperature resulting from the increased alkali load often leads to rapidly accelerating clogging. By being able to closely monitor the conditions using the instruments of Figures 10 2-4, the increased load can be limited. The 5 percent increase in capacity at the 750-day-per-day sulfite plant represents an increase in annual revenue of approximately $ 2,600,000.

Joissain tapauksissa talteenottoyksikön lämmönsiirtopinnat ovat riittä-15 mättömät ottamaan halutun määrän lämpöä savukaasusta ja lähettäen kuumemman kaasun kuin on tarpeen ylös savupiippuun. Valvomalla savukaasu-olosuhteita käyttämällä keksinnön mukaista kojetta mahdollistetaan pala-misolosuhteiden kontrollointi tarkemmin. Yhden prosentin kasvu lämpö-tehossa merkitsee 200.000 $:n arvoista höyryn lisäystä keskikokoisessa 20 tehtaassa. Lisäksi parannetulla karstan valvonnalla, jollainen saavutetaan keksinnöllä, on mahdollista pienentää merkittävästi tarvittavien lämmönsiirtopintojen alaa, jolloin tehdään talteenottoyksiköt pienemmiksi ja halvemmiksi.In some cases, the heat transfer surfaces of the recovery unit are insufficient to draw the desired amount of heat from the flue gas and send hotter gas than is needed up the chimney. By monitoring the flue gas conditions using the device according to the invention, it is possible to control the combustion conditions more precisely. A 1 percent increase in thermal power means a $ 200,000 increase in steam at 20 medium-sized plants. In addition, with improved scale control, as achieved by the invention, it is possible to significantly reduce the area of heat transfer surfaces required, thereby making recovery units smaller and less expensive.

25 Maailmassa on suunnilleen 770 sulfaatin talteenottoyksikköä, joista enemmän kuin puolet sijaitsee Pohjois-Amerikassa. Kanadassa on suunnilleen noin 75 talteenottoyksikköä 51 sulfaatti tehtaassa. Jos 20 % tehtaista Kanadassa ottaisi käyttöön keksinnön mukaiset periaatteet, olisi säästöt 2.000. 000 $:a vuodessa höyryn osalta, kasvaneena vuositulona 3.000.000 30 $:a vuodessa harvemmin tapahtuvien äkillisten seisokkien takia, ja 27.000. 000 $:n vuositulon kasvuna aiheutuen lisääntyneestä sulfaatti-tuotantokapasiteetista. Kyseessä olevalla keksinnöllä on siten huomattavaa taloudellista vaikutusta selluloosateollisuudelle.25 There are approximately 770 sulfate recovery units in the world, more than half of which are located in North America. There are approximately 75 recovery units in 51 sulphate plants in Canada. If 20% of factories in Canada adopted the principles of the invention, the savings would be 2,000. $ 30,000 per year for steam, increased annual revenue by $ 3,000,000 due to less frequent outages, and $ 27,000. $ 1,000 in annual revenue growth due to increased sulfate production capacity. The present invention thus has a significant economic impact on the pulp industry.

35 Ne periaatteet, joita yllä on yksityiskohtaisesti selostettu liittyen selluloosatehtaan talteenottoyksiköihin ovat myös sovellettavissa hyötyjä teollisuuskattiloihin, mukaanlukien hiili- ja öljypoltteiset kattilat 17 75885 ja kaupunki- ja teollisuusjätepolttolaitokset, ja mitkä muut yksiköt tahansa, joissa tuhkakarstat likaavat lämmönkuljetuspintojen tulen puoleisen sivun ja estävät sen tehokkaan toiminnan. Vaikkakaan tukkeutumis-ongelmat yleensä eivät ole päämielenkiinnon kohteena ovat ne sitä sul-5 faattitehtaan tallennusyksiköissä.35 The principles detailed above in relation to pulp mill recovery units are also applicable to benefits for industrial boilers, including coal and oil fired boilers 17 75885 and municipal and industrial waste incinerators, and any other units where ash frosts contaminate the side of the heat transfer surfaces and fire . Although clogging problems are not usually the main focus, they are the storage units in the sul-5 late plant.

Keksintöä kuvataan edelleen seuraavan esimerkin avulla: Käytettiin sen tyyppistä karstan mittauslaitetta, jollainen on esitetty 10 kuviossa 3, tuottamaan signaaleja savukaasuvirrasta sulfaattiselluloosa-tehtaan talteenottokattilassa. Kojeputki oli konstruoitu ruostumattomasta teräksestä, sen pituus oli 2,5 m (100 tuumaa), josta noin 1,5 oli asetettu savukaasuvirtaan, ja sen ulkopuolen halkaisija oli 50 mm (2 tuumaa). Kaksi kromi-alumel-termoparia oli upotettu metalliin virtauksen puolei-15 sei le ja suojan puoleiselle kojeen sivulle.The invention is further illustrated by the following example: A type of karst measuring device of the type shown in Figure 3 was used to generate signals from the flue gas flow in the recovery boiler of a sulphate pulp mill. Kojeputki was constructed of stainless steel with a length of 2.5 m (100 inches), about 1.5 was set in the flue gas stream, and its outside diameter was 50 mm (2 inches). Two chromium-alumel thermocouples were embedded in the metal on the flow side of the flow side and on the shield side of the instrument.

Kun koje asetettiin hitaasti tulipesään tulipesäonkalossa olevan reiän kautta ulkonemaan saattavan yksikön avulla, kohosivat virtauksen puoleisen ja suojan puoleisen metallien lämpötilat nopeasti ja muodostuivat 20 stabiileiksi noin viidessä minuutissa. Kojeen virtauksen puoleisen ja suojan puoleisen sivun lämpötilan ero (ΔΤ) laskettiin kolmen tunnin aikana tulistajaosassa. ΔΤ;η arvo väheni ajan myötä, kun karsta kerrostui. Tulokset oli esitetty piirtimellä graaffisesti ja ne on esitetty uudelleen kuviossa 5.When the instrument was slowly placed in the furnace by means of a protruding unit through a hole in the furnace cavity, the temperatures of the flow-side and shield-side metals rose rapidly and became stable in about five minutes. The temperature difference (ΔΤ) between the flow side and the shield side of the instrument was calculated over three hours in the superheater section. The value of ΔΤ; η decreased over time as the karst deposited. The results were plotted graphically on a plotter and are shown again in Figure 5.

2525

Kojetta tutkittiin kolmen tunnin ajon jälkeen. Suojan puoleisen sivun karstat olivat vaaleita ja ohutta, kun taas virtauksen puoleisen sivun karstat olivat vaaleanpunaisia ja huomattavan paksuja, noin 17 mm.The instrument was examined after a three-hour run. The scales on the shield side were light and thin, while the flaps on the flow side were pink and remarkably thick, about 17 mm.

30 Yhteenvetona tästä keksinnöstä voidaan sanoa, että kyseessä oleva keksintö koskee kattilatoimintojen parantamista, erityisesti sulfaatti-tehtaiden talteenottokattiloiden toiminnan parantamista, jolloin keksintö johtaa huomattaviin etuihin. Erilaiset muunnelmat ovat mahdollisia keksinnön suojapiirin sisällä.In summary, the present invention relates to the improvement of boiler functions, in particular to the improvement of the operation of recovery boilers in sulphate plants, whereby the invention leads to considerable advantages. Various modifications are possible within the scope of the invention.

Claims (20)

1. Karstan valvontalaite kosketuksessa kuumaan vlrtaavaan kaasuvlrtaan, tunnettu siltä, että se käsittää kojevarsllaitteet (16,112), 5 jotka on järjestetty sijaitsemaan kosketuksessa kaasuvlrtaan käsittäen kojevarsilaitteiden virtauksen puoleisen Ja suojan puoleisen sivun suhteessa vlrtaavaan kaasuvlrtaan (14,116); ensimmäiset lämmönhaivain-nointilaitteet (32,124) liitettynä kojevarsilaitteiden (16,112) virtauksen puoleiselle sivulle kaasuvlrrasta (14,116) tulevan lämmön havait-10 semiksi, joka saavuttaa kojevarsilaitteiden virtauksen puoleisen sivun; ja toiset lämmönhavalnnointilaltteet (34,122) liitettynä kojevarsilaitteiden (16,112) suojan puoleiselle sivulle lämmön havainnoimiseksi, joka tulee kojevarsilaitteiden suojan puoleiselle sivulle kaasuvlrrasta.A card monitoring device in contact with a hot flowing gas flow, characterized in that it comprises instrument arm devices (16, 112) arranged to be in contact with the gas flow comprising a flow side and a shield side of the instrument arm devices relative to the flowing gas flow (14,116); first heat detector detection devices (32,124) connected to the flow side of the instrument arm devices (16, 112) to detect heat from the gas flow (14,116) reaching the flow side side of the instrument arm devices; and second heat monitoring devices (34,122) connected to the shield side of the instrument arm devices (16, 112) for detecting heat coming to the shield side of the instrument arm devices from the gas flow. 1 Patenttivaatimukset1 Claims 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittauslaite, tunnettu siitä, että kojevarsilaite (16,112) on ontto putkimainen tanko, ja on muodostettu jäykästä lämpöäjohtavasta materiaalista, ja että ensimmäiset ja toiset lämmönhavalnnointilaltteet (32,34,122,124) sijaitsevat kosketuksessa kojevarsilaitteiden sisäpintaan. 20Measuring device according to claim 1, characterized in that the instrument arm device (16, 112) is a hollow tubular rod and is formed of a rigid thermally conductive material, and in that the first and second heat monitoring slots (32, 34, 122, 124) are in contact with the inner surface of the instrument arm devices. 20 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mittauslaite, tunnettu siltä, että kojevarsilaltteissa (16,112) on kaasusisääntulo (142,128) yhdessä pitkittäispäädyssä ja että on kaasu-ulostulo (36,126,146) ja laitteet jäähdytysilman viemiseksi onton kojevarsilaitteen läpi kaasuslsääntu- 25 losta kaasu-ulostuloon.Measuring device according to Claim 2, characterized in that the armrests (16, 112) have a gas inlet (142,128) at one longitudinal end and have a gas outlet (36,126,146) and means for passing cooling air through the hollow arm arm from the gas outlet to the gas outlet. 4. Patenttivaatimusten 1,2 tai 3 mukainen mittauslaite, tunnettu siitä, että ensimmäiset ja toiset lämmönhavalnnointilaltteet (32,34,122, 124) käsittävät termoparilaltteet. 30Measuring device according to Claims 1, 2 or 3, characterized in that the first and second heat control coils (32, 34, 122, 124) comprise thermocouple coils. 30 5. Jonkun patenttivaatimuksen 1-4 mukainen mittauslaite, tunnettu siitä, että siinä on laitteet (52,132), jotka on liitetty kojevarsilait-teisiin (16,112) virtauksen puoleisen sivun (18,118) ajoittaiseksi puhdistamiseksi vapaaksi karstoista, jotka ovat muodostuneet siihen sen 35 ollessa kosketuksessa vlrtaavaan kaaeuvlrtaukseen (14,116).Measuring device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it has devices (52, 132) connected to the instrument arm devices (16, 112) for periodically cleaning the flow-side side (18, 118) free of karstes formed therein in contact with it. to the study (14,116). 6. Jonkun patenttivaatimuksen 1-4 mukainen mittauslaite, tunnettu 75885 1 siltä, että siinä on laitteet kojevarsilaltteiden (16,112) vetämiseksi kosketukseen ja pois kosketuksesta savukaasuvirtauksesta ja laitteet (132) kojevarsilaltteiden (112) puhdistamiseksi vapaaksi kiinteistä sen pinnalla olevista karstoista valhtolaltteilla tapahtuvan kojevarsl-5 laitteiden ajoittaisen poisvetämisen aikana.Measuring device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it has means for pulling the instrument arm chutes (16, 112) into contact and out of contact with the flue gas flow and means (132) for cleaning the instrument arm chutes (112) free of solid karst on its surface. during periodic withdrawal of equipment. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen mittauslaite, tunnettu siitä, että puhdistuslaitteet (132) käsittävät kammion, jonka läpi kojevarsi-laltteet (112) on vedetty ja kuuman veden sumutussuihkut (134) kuumien 10 vesisuihkujen kohdentamiseksi kojevarsllaittelsiln.Measuring device according to claim 6, characterized in that the cleaning devices (132) comprise a chamber through which the instrument arm means (112) are drawn and hot water spray jets (134) for directing hot water jets to the instrument arm devices. 8. Jonkun edellä olevan patenttivaatimuksen 1-7 mukainen mittauslaite, tunnettu siitä, että se käsittää kolmannet lämmönhavainnointi-laitteet (38) lämmön havainnoimiseksi suoraan kaasuvirtauksesta. 15Measuring device according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that it comprises third heat detection devices (38) for detecting heat directly from the gas flow. 15 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen mittauslaite, tunnettu siitä, että se käsittää neljännet lämmönhavainnointilaitteet (44), jotka sijaitsevat kojevarsilaitteissa lämmön havaitsemiseksi, joka tulee siitä ilmasta, joka kulkee onton kojevarsilaitteen läpi. 20Measuring device according to claim 8, characterized in that it comprises fourth heat detecting devices (44) located in the instrument arm devices for detecting heat coming from the air passing through the hollow instrument arm device. 20 10. Jonkun patenttivaatimuksen 1-9 mukainen mittauslaite, tunnet-t u siltä, että siihen kuuluu laitteet (50,130) kojevarsilaltteiden pinnalle (16,112) kerääntyneiden karstojen fysikaalisen tilan määrittämiseksi. 25Measuring device according to one of Claims 1 to 9, characterized in that it comprises means (50, 130) for determining the physical state of the karst accumulated on the surface (16, 112) of the instrument arm deposits. 25 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mittauslaite, tunnettu siitä, että siinä olevia laitteita kojevarsilaltteiden pinnalle kerääntyneiden karstojen sähköisen johtokyvyn mittaamiseksi käytetään karstojen fysikaalisen tilan määrittämiseen. 30Measuring device according to Claim 10, characterized in that the devices therein for measuring the electrical conductivity of the karsts accumulated on the surface of the instrument arms are used to determine the physical state of the karsts. 30 12. Polttotoimlnnan kontrollolntimenetelmä, jossa käytetään jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukaista mittalaitetta ja jossa palava materiaali on poltettu muodostamaan kuuma kaasumainen tuotevirta, josta lämpö on otettu talteen lämmönvalhtopintojen kautta tuotevirran sisältäessä valtaosin 35 polton tuotteita, jotka voivat karstolttua lämmönvaihtopinnoille, tunnettu siitä, että on sijoittu karstapinta kaasumaiseen tuotevirtaan lämmönvalhtopintojen läheisyyteen; havainnoidaan karstojen muodostumista 75885 1 karstapinnalle; kontrolloidaan palamisolosuhteita karstojen kerrostumi sen kontrolloimiseksi lämmönvaihtopinnoille vastaten havaittua karstojen muodostumista karstapinnalle.A combustion control method using a measuring device according to any one of claims 1 to 11, wherein the combustible material is combusted to form a hot gaseous product stream from which heat is recovered through heat transfer surfaces, the product stream comprising predominantly 35 combustion products which can be carded to heat exchange surfaces. a carded surface in the gaseous product stream in the vicinity of the heat casting surfaces; observing the formation of karsts on a 75885 l karst surface; controlling the combustion conditions to control the deposition of karsts on the heat exchange surfaces corresponding to the observed formation of karsts on the karst surface. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karstojen muodostuminen karstapinnalle on määritetty (a) muodostamalla karstaplnta pitkänomaisen sylinterimäisen kojevarren muodossa, joka ulottuu virtaavaan kaasuvirtaan yleensä poikittain kaasuvirran virtauksen suuntaan nähden, niin että on muodostettu kojevarsilaitteiden vir-10 tauksen puoleinen sivu ja suojan puoleinen sivu; (b) havainnoidaan sitä lämpöä, joka kohtaa kojevarren virtauksen puoleisen sivun, ja joka tulee kaasuvirrasta kojevarrelle muodostuneiden karstojen läpi; (c) havainnoidaan sitä lämpöä, joka kohtaa kojevarren suojan puoleisen sivun ja joka tulee kaasuvirrasta minkä tahansa siihen muodostuneiden karstojen läpi; 15 ja (d) verrataan sitä lämpöä, joka on havaittu virtaukser puoleisella sivulla, siihen lämpöön, joka on havaittu suojan puoleisella sivulla mittana karstojen muodostumlsasteesta virtauksen puoleisella sivulla.A method according to claim 12, characterized in that the formation of karsts on the karst surface is determined by (a) forming a karst surface in the form of an elongate cylindrical instrument arm extending into the flowing gas stream generally transversely to the gas flow direction side page; (b) detecting the heat that encounters the flow side of the instrument arm and that comes from the gas flow through the karsts formed on the instrument arm; (c) detecting the heat which encounters the protective side of the instrument arm and which comes from the gas flow through any karsts formed therein; And (d) comparing the heat observed on the flow side to the heat observed on the shield side as a measure of the degree of scaling on the flow side. 14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, 20 että karstan muodostuminen karstapinnalle määritetään (a) muodostamalla karstaplnta pitkänomaisen sylinterimäisen kojevarren muodossa, joka ulottuu virtaavaan kaasuvirtaan yleensä polklttaisestl kaasuvirran vir-taussuuntaan nähden, niin että on muodostettu virtauksen puoleinen ja suojan puoleinen sivu; (b) havainnoidaan lämpöä, joka saapuu virtauksen 25 puoleiselle kojevarren sivulle kaasuvirrasta kojevarrelle muodostuneiden karstojen läpi; (c) havainnoidaan lämpöä, joka saapuu kojevarren suojan puoleiselle sivulle kaasuvirrasta kojevarrelle muodostuneiden karstojen läpi; (d) havainnoidaan lämpöä, joka saapuu kojevarteen karstojen puuttuessa; (e) verrataan sitä lämpöä, joka on havaittu virtauksen puolei-30 sella sivulla siihen lämpöön, joka on saatu karstojen ollessa poissa mittana karstojen muodostumisasteesta virtauksen puoleiselle sivulle; ja (f) verrataan sitä lämpöä, joka on havaittu suojan puoleisella sivulla siihen lämpöön, joka saatu karstojen ollessa poissa mittana karstojen muodostumisasteesta suojan puoleiselle sivulle. 35A method according to claim 12, characterized in that the formation of scale on the surface of the scale is determined by (a) forming a scale in the form of an elongate cylindrical instrument arm extending into the flowing gas stream generally polygrally to the flow direction of the gas stream so that the flow side and shield side are formed; (b) detecting heat entering the flow side 25 of the instrument arm from the gas flow through the karsts formed on the instrument arm; (c) detecting heat entering the shield side of the instrument arm from the gas flow through the karsts formed on the instrument arm; (d) detecting heat entering the instrument arm in the absence of scales; (e) comparing the heat observed on the side of the flow to the heat obtained in the absence of the karsts as a measure of the degree of karst formation on the side of the flow; and (f) comparing the heat observed on the shield side to the heat obtained in the absence of the scales as a measure of the degree of scal formation on the shield side. 35 15. Jonkun patenttivaatimuksen 12-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ajoittaisesti puhdistetaan karstaplnta vapaaksi karstoista. 21 75885Method according to one of Claims 12 to 14, characterized in that the karst surface is periodically cleaned free of karst. 21 75885 ^ 16. Jonkun patenttivaatimuksen 12-15 mukainen menetelmä, tunnet- t u siltä, että määritetään karstaplnnalle muodostuneiden karstojen sähköinen johtokyky mittana karstan fysikaalisesta muodosta, ja käytetään hyväksi sähköisen johtokyvyn määritystä palamisolosuhteiden säädössä. 5Method according to one of Claims 12 to 15, characterized in that the electrical conductivity of the karsts formed on the karst surface is determined as a measure of the physical form of the karst, and the determination of the electrical conductivity is used in the control of combustion conditions. 5 17. Jonkun patenttivaatimuksen 12-16 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polttotoimintona on sulfaattlselluloosatehtaan mustan lipeän talteenottotoiminto.Process according to one of Claims 12 to 16, characterized in that the combustion function is a black liquor recovery function of a sulphate pulp mill. 18. Jonkun patenttivaatimuksen 12-17 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että useita lämmönvaihtopintojen reunuksia on järjestetty kaasuvirtaan ja karstapintoja on järjestetty useamman kuin yhden reunuksen läheisyyteen.Method according to one of Claims 12 to 17, characterized in that a plurality of edges of the heat exchange surfaces are arranged in the gas flow and the carding surfaces are arranged in the vicinity of more than one edge. 19. Jonkun patenttivaatimuksen 12-18 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että poltto-olosuhteiden säätö suoritetaan automaattisesti.Method according to one of Claims 12 to 18, characterized in that the combustion conditions are adjusted automatically. 20 25 30 35 22 7588520 25 30 35 22 75885
FI844404A 1984-11-08 1984-11-08 Control of boiler functions FI75885C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI844404A FI75885C (en) 1984-11-08 1984-11-08 Control of boiler functions

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI844404 1984-11-08
FI844404A FI75885C (en) 1984-11-08 1984-11-08 Control of boiler functions

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI844404A0 FI844404A0 (en) 1984-11-08
FI844404L FI844404L (en) 1986-05-09
FI75885B true FI75885B (en) 1988-04-29
FI75885C FI75885C (en) 1988-08-08

Family

ID=8519866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI844404A FI75885C (en) 1984-11-08 1984-11-08 Control of boiler functions

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI75885C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI844404L (en) 1986-05-09
FI75885C (en) 1988-08-08
FI844404A0 (en) 1984-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1223940A (en) Control of boiler operations
US7890214B2 (en) Method and apparatus for controlling soot blowing using statistical process control
US4488516A (en) Soot blower system
US6323442B1 (en) System and method for measuring weight of deposit on boiler superheaters
CN108645571A (en) The device and method of coal-powder boiler or circulating fluidized bed boiler tiny leakage for identification
US4552098A (en) Convection section ash monitoring
WO1994012862A1 (en) Apparatus and method for real time corrosion monitoring in high temperature systems
US20040226758A1 (en) System and method for measuring weight of deposit on boiler superheaters
FI87952C (en) SAETT ATT MAETA TORRSUBSTANS I ROEKGASER
FI75885B (en) REGLERING AV PANNFUNKTIONER.
Chambers et al. A furnace wall ash monitoring system for coal fired boilers
JPS61101701A (en) Method and device for controlling operation of boiler
US4603660A (en) Convection section ash monitoring
CA1221284A (en) Convection section ash monitoring
KR101885759B1 (en) Ash adhesion and corrosion mitigation method reduce boiler tube
Grunert et al. The horizontal cyclone burner
Tavares et al. Effect of char bed temperature and temperature distribution on fume generation in a kraft recovery boiler
Sandberg et al. Long time investigation of the effect of fouling on the super‐heaters in a circulating fluidized biomass boiler
EP1411298A2 (en) System for optimizing combustion processes by means of direct measures inside the hearth
CN106871957B (en) A kind of measurement method of pulverized-coal fired boiler slag position and slag amount
Bujalski et al. The algorithm of steam soot blowers operation based on the monitoring of fouling factors of heating surfaces of a coal-fired boiler under operating conditions
Stringer et al. In-bed erosion in atmospheric fluidized-bed combustor
WO2001094876A1 (en) Monitoring of fouling or of loss of material of heat transfer tubes in a combustion vessel by resistance measurements
Tran et al. Control of fireside deposit formation in kraft recovery units
Vakkilainen Troubleshooting recovery boiler fouling

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: 471199 ONTARIO LIMITED DOING BUSINESS AS