HU187123B

HU187123B - Method for checking and regulating work of the boilers of membrane wall

Info

Publication number: HU187123B
Application number: HU15882A
Authority: HU
Inventors: Andras Horvath; Ferenc Horvath; L Gaborne Horvath; Jenoe Juhasz; Tamas Refi; Geza Voltay; Laszlo Voeroes
Original assignee: Villamos Ipari Kutato Intezet
Priority date: 1982-01-20
Filing date: 1982-01-20
Publication date: 1985-11-28

Abstract

A találmány tárgya olyan eljárás, amelynek segítségével a membránfalas kazánok üzemét egzakt módon lehet ellenőrizni és megfelelő beavatkozásokkal a kazán üzemét kedvező irányba szabályozni. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a membránfal mentén meghatározott kiosztásban elhelyezett hőmérséklet érzékelők jeleit önmagában ismert adatfeldolgozóval kiértékeljük és a kazán üzemét tükröző hösűrűségnek a kazán egy vagy több kíterjedési irányában vett változását mutató pillanatnyi görbét vagy görbesereget képezünk, ezt az előre meghatározott optimum görbével vagy görbesereggel összehasonlítjuk, majd az esetleges eltéréstől függően a tüzelést befolyásoljuk és/vagy a tűzteret határoló falak tisztítását kezdjük meg. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatos! tási módjánál a pillanatnyi görbét vagy görbesereget valamint az optimum görbét vagy görbesereget együtt megjelenítjük. 2.ábra -1-The present invention relates to a method for controlling the operation of a membrane wall boiler in an exact manner and for controlling the boiler operation in a favorable manner by appropriate interventions. The method according to the invention is to evaluate the signals of the temperature sensors located along the membrane wall with a data processor known per se and to form a momentary curve or curve space showing the change in the heat density reflecting the boiler operation in one or more expansion directions of the boiler, with a predetermined optimum curve or curve radius. compare and then, depending on the deviation, influence the firing and / or begin cleaning the walls bounding the firebox. The process of the invention is a preferred embodiment. the current curve or curve space as well as the optimum curve or curve space are displayed together. Figure 2 -1

Description

A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a membránfal mentén meghatározott kiosztásban elhelyezett hőmérséklet érzékelők jeleit önmagában ismert adatfeldolgozóval kiértékeljük és a kazán üzemét tükröző hősűrűségnek a kazán egy vagy több kiterjedési irányában vett változását mutató pillanatnyi görbét vagy görbesereget képezünk, ezt az előre meghatározott optimum görbével vagy görbesereggel összehasonlítjuk, majd az esetleges eltéréstől függően a tüzelést befolyásoljuk és/vagy a tűzteret határoló falak tisztítását kezdjük meg.The method of the present invention comprises evaluating the signals of temperature sensors disposed along a membrane wall in a predetermined array using a data processor known in the art and generating an instantaneous curve or curve of curves showing a change in the heat density reflecting the operation of the boiler in one or more extensions. and then, depending on any difference, influence the firing and / or start cleaning the walls surrounding the firebox.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál a pillanatnyi görbét vagy görbesereget valamint az optimum görbét vagy görbesereget együtt megjelenítjük.In a preferred embodiment of the method of the invention, the instantaneous curve or curve set and the optimum curve or set of curves are displayed together.

2.ábraFigure 2

187 123187 123

A találmány tárgya olyan eljárás, amelynek segítségével a membránfalas kazánok üzemét egzakt módon lehet ellenőrizni és megfelelő beavatkozásokkal a kazán üzemét kedvező irányba szabályozni.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method by which the operation of diaphragm wall-mounted boilers can be precisely controlled and the operation of the boiler can be controlled in a favorable manner by appropriate intervention.

Ismeretes, hogy a kazánok üzemének ellenőrzése, a kazánok szabályozása terén igen nagy jelentősége van a kazán üzemére jellemző fizikai mennyiségek mérésének, mert kizárólag e mért értékek alapján kap képet a kezelő személyzet a kazán üzeméről. A közvetlen érzékelés és észlelés ugyanis rendkívül kevés és nem megbízható információt nyújt. Különösen a nagy egységteljesítményű erőművi kazánok esetében van fokozott jelentősége annak, hogy helyes képet kapjon a kezelőszemélyzet a kazán üzeméről, és e kép alapján kellő módon tudjon beavatkozni a kazán üzemének megváltoztatása érdekében, majd pedig megnyugtatóan ellenőrizni tudja a beavatkozás eredményét, hatását.It is known that in the field of controlling the operation of the boiler and controlling the boiler it is very important to measure the physical quantities characteristic of the operation of the boiler, because only these measured values give the operator the picture of the boiler operation. Direct perception and perception provide extremely little and unreliable information. Particularly for high-unit power plant boilers, it is of utmost importance that the operator gets a good picture of the boiler operation, and on the basis of this image can properly intervene to change the operation of the boiler, and then satisfactorily control the result.

A kazánokban lejátszódó, tüzeléstechnikai szempontból érdekes folyamat ellenőrzése és szabályozása céljából általában a következő méréseket szokták biztosítani. Mérik a füstgáz hőmérsékletét a tűztér kilépési részénél, mégpedig általában két oldalon. Mérik a füstgáz oxigéntartalmát a tápvízelőmelegítő előtt, rendszerint néhány helyen a konvektív túlhevítőknél vagy a tűztér kilépési részénél, szintén általában két oldalon. Ezeken túlmenően mérik a salakban és a pernyében lévő éghető tartalmát.The following measurements are usually provided to control and regulate the combustion process of interest in the boiler. The temperature of the flue gas at the outlet of the furnace is measured, usually on two sides. The oxygen content of the flue gas is measured in front of the feedwater heater, usually at some locations near the convective superheaters or at the outlet of the furnace, usually on both sides. In addition, the flammable content of the slag and ash is measured.

A szokásos mérések nem eredményeznek olyan képet a kezelőszemélyzet számára, amely bizonyossággal megvilágítja az üzemi viszonyok valódi helyzetét, vagy amiből a kazán egészében lejátszódó folyamatra lehet következtetni. A mérőműszerek és mérési módok eleve hibás adatokat szolgáltatnak. Ezek a hibák egyrészt elvi hibák, másrészt a kazánok sajátosságaiból, továbbá a műszerek egyedi elhelyezéséből következnek.Conventional measurements do not result in a picture for the operating personnel that gives an accurate picture of the actual operating conditions, or from which the process throughout the boiler can be inferred. Measuring instruments and measuring methods give incorrect data from the beginning. These faults are due both to conceptual faults on the one hand and to the specific features of the boilers and, on the other hand, to the unique placement of the instruments.

A füstgáz hőmérsékletének mérésénél például fellép az az elvi hiba, hogy a hőmérséklet érzékelésére használt elem - például termoelem - nemcsak a vele érintkező füstgáztól kap hőhatást, hanem sugárzás útján is. További hiba származik abból, hogy a füstgáz áramlási terében egy-egy ponton helyezkedik el érzékelő, ennek megfelelően az áramlási tér egy-egy pontjára lehet csak jellemző a mért érték. Az ilyen mérés csak arra jó, hogy a kezelő személy által megszokott értéktől való eltérés esetén a kezelő személyt beavatkozásra ösztönzi. Minthogy azonban a kezelő személy a műszerekből nem kap átfogó képet a kazán teljes egészében uralkodó viszonyokra, nem biztos, hogy a kezelő személy beavatkozása minden szempontból optimális lesz, még akkor sem, ha a beavatkozás eredményeként egy-egy paraméternél a megszokott értékek állanak be. Meg kell említeni, hogy a kezelő személy számára segítséget nyújthat, ha ismeri a gőztúlhevítő körébe fecskendezett hűtővíz mennyiségét és a füstgáz túlhevítőnél mért hőmérsékletének, valamint a gőz hőmérsékletének változását.For example, when measuring the temperature of a flue gas, the principle error is that an element used to sense the temperature, such as a thermocouple, not only receives heat from the flue gas it contacts, but also by radiation. A further error arises from the fact that a sensor is located at one point in the flue gas flow space, so that the measured value can only be characteristic for each point of the flow space. Such a measurement is only good for inducing the operator to intervene in the event of deviations from the usual value. However, since the operator does not get an overall view of the instrument's overall control of the boiler, it is not certain that the operator's intervention will be optimal in every respect, even if the result of the intervention is within the normal range of parameters. It should be noted that the operator can assist if he is aware of the amount of cooling water injected into the steam superheater and the change in the temperature of the flue gas at the superheater and the temperature of the steam.

A füstgáz oxigéntartalmának mérésénél is meglehetősen nagy hibával kell számolni. A hiba részben annak tudható be, hogy a füstgázok áramlási terének meglehetősen nagy méretei ellenére egypont2 mérés történik, vagy legfeljebb egy vonal mentén valósul meg a mérés. Az ilyen mérések nyilván nem tudják érzékeltetni, ha esetleg légbetörés történt az oxigéntartalom meghatározására szolgáló mérőhelyig, ha a keveredés a füstgázok áramlási terében nem kielégítő, és emiatt levegőpászmák alakulnak ki ..Az említett egypont-mérés vagy egyvonal-mérés nem képes kimutatni az ilyen viszonyokat.The measurement of the oxygen content of the flue gas also requires a rather large error. Part of the error is due to the fact that, despite the relatively large dimensions of the flue gas flow space, one point2 measurement is made or at most one line is measured. Such measurements obviously cannot detect if there has been a burst of air up to the oxygen content measurement point, if the mixing in the flue gas flow space is unsatisfactory, and this results in air sweeps. The one-point or one-line measurement cannot detect such conditions. .

A salakban, valamint a pernyében lévő éghető tartalom kimutatása laboratóriumi módszerrel lehetséges, és az ilyen célú vizsgálatok eredménye rendszerint egy-két nappal a mintavétel után készül el. Nyilvánvaló, hogy ezek az eredmények a kazán üzemébe való azonnali beavatkozáshoz nem nyújtanak támpontot.The determination of the flammable content in the slag and ash is possible by a laboratory method and the results of such tests are usually carried out within a day or two after sampling. Obviously, these results do not provide a basis for immediate intervention in the boiler plant.

A találmány célja, hogy a membránfalas kazánok területén kiküszöbölje a korábban szokásos mérési módok és az ezek eredményeire alapított értékelés vagy szabályozás hiányosságait, hibáit, és a kezelőszemélyzet részére az egész kazánra vonatkozó és hű képet adjon az üzemi viszonyok tekintetében.It is an object of the present invention to overcome the shortcomings, errors and mistakes of previously conventional measurement methods and evaluation or control based on their results, and to provide the operator with an accurate picture of the boiler as a whole.

A találmány alapját az a felismerés képezi, hogy a membránfalas kazánoknál lehetőség van arra, hogy a mémbránfal külső felületeihez illesszék azokat az érzékelőket, amelyekkel az illető helyeken a hőmérsékletet meg lehet határozni, így lehetőség nyílik arra, hogy nagyszámú érzékelőt helyezzenek el a kazán falazatán, ennek folytán a kazán membránfala mentén a hősűrűség jól megállapítható, ami viszont a kazánban lejátszódó folyamatra, a kazán üzemállapotára jó meghatározást enged tenni. Az érzékelőket előre meghatározott helyekre, megszabott kiosztásban, például valamilyen háló szerint kell elhelyezni. A megfelelően elhelyezett érzékelők segítségével jól meghatározható mind szélességi, mind magassági irányban a hősűrűség változása. A hősűrűség változását tükröző görbék vagy görbeseregek készíthetők a kazán egy vagy több kiterjedési irányára vonatkozóan, és a pillanatnyi értékek görbéjével összehasonlítva az előre felvett, optimális üzemi körülményekre vonatkozó és azonos kiterjedési irányra érvényes görbét vagy görbesereget, meg lehet állapítani a teendő intézkedést, az optimális viszonyok elérése vagy megközelítése érdekében. A találmány szerinti eljárás gyakorlati alkalmazása során előnyösen kihasználható az eletronikai eszközök egész sora. így például önmagában ismert adatgyűjtő és adatfeldolgozó alkalmazható az érzékelők által adott villamos jelek feldolgozásához. A megfelelő adatfeldolgozás után olyan display rendszer alkalmazható, amelynek segítségével megjelenítjük a hősűrűség pillanatnyi változását tükröző görbét és ugyanakkor az optimális hősűrűség változását szemléltető, előre meghatározott görbét is. A két görbe összehasonlítása szakember számára megadja a beavatkozás szükségének helyét, illetve módját is.The present invention is based on the discovery that membrane-walled boilers have the ability to attach sensors to the external surfaces of the diaphragm wall to determine the temperature at those locations, thereby allowing a plurality of sensors to be placed on the boiler wall, as a result, the heat density along the boiler membrane wall can be well established, which, in turn, allows a good determination of the process in the boiler and the operating condition of the boiler. The sensors should be positioned at predetermined locations, such as a grid. Properly positioned sensors can be used to accurately determine the change in thermal density, both in width and height. Curves or sets of curves reflecting the change in heat density can be made for one or more expansion directions of the boiler, and comparing the curve or set of curves for optimal operating conditions and for the same extension direction with the actual values curve, or approach. The practical application of the method according to the invention can advantageously utilize a number of electronic devices. For example, a well-known data logger and data processor may be used to process the electrical signals emitted by the sensors. After proper data processing, a display system can be used to display a curve reflecting the instantaneous change in heat density and a predetermined curve illustrating the change in optimum heat density. Comparison of the two curves also gives the practitioner the location and method of intervention.

Az említett és az összehasonlításban részt vevő görbék természetesen a kazán ugyanazon kiterjedésijrányára vonatkozóak. így például megjeleníthető koordináta rendszerben a hősűrűség és a magasság közötti függvénygörbe. Egyes görbék helyett görbesereg is képezhető és megjeleníthető.These curves and those involved in the comparison, of course, refer to the same expansion ratio of the boiler. For example, the curve between the heat density and the height can be displayed in a coordinate system. Instead of some curves, you can create and display a set of curves.

A találmány szerinti eljárás értelmében a megje-21According to the process according to the invention, FIG

187 123 lenített görbék vagy görbeseregek alapján magát a tüzelést befolyásolhatjuk megfelelő beavatkozás révén, vagy a tűzteret határoló membránfal tisztítását kezdhetjük meg és folytathatjuk le, esetleg mindkétféle intézkedést elvégezzük.On the basis of curved curves or heaps of curves, the firing itself can be influenced by appropriate intervention, or purification of the membrane wall surrounding the firebox may be initiated and continued, or both.

A tüzelés befolyásolása önmagában ismert módon lehetséges például a tüzelőanyag mennyiségének változtatásával, a tüzelőanyag nyomásának változtatásával, ha folyékony vagy gáznemű a tüzelőanyag. Befolyásolható még a tüzelés a porlasztás körülményeinek változtatásával, vagy az égési levegő mennyiségének, hőfokának - változtatásával. Persze számos lehetőség van még a tüzelés közvetlen vagy közvetett befolyásolására.It is possible to control the combustion in a manner known per se, for example, by varying the amount of fuel, or by changing the fuel pressure when the fuel is liquid or gaseous. It can also be influenced by changing the spraying conditions or the amount and temperature of combustion air. Of course, there are many ways to directly or indirectly influence combustion.

A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy a membránfal mentén meghatározott kiosztásban elhelyezett hőmérséklet érzékelők jeleit önmagában ismert. adatfeldolgozóval kiértékeljük és a kazán üzemét tükröző hősűrűségnek a kazán egy vagy több kiterjedési irányában vett változását mutató pillanatnyi görbét vagy görbesereget képezünk, ezt az előre meghatározott optimum görbével vagy görbesereggel összehasonlítjuk, majd az esetleges eltéréstől függően a tüzelést befolyásoljuk és/vagy a tűzteret határoló falak tisztítását kezdjük meg.Thus, the method of the present invention is that the signals of the temperature sensors in a predetermined configuration along the membrane wall are known per se. evaluating and constructing an instantaneous curve or set of curves showing a change in the heat density reflecting the operation of the boiler in one or more extensions of the boiler, comparing it to a predetermined optimum curve or curve set, and then adjusting the firing range and / or let's start.

A találmány szerinti eljárás egy célszerű foganatosítási módját képezi az a megoldás, amelynek értelmében a pillanatnyi görbét vagy görbesereget valamint az optimum görbét vagy görbesereget együtt jelenítjük meg.A preferred embodiment of the method of the present invention is to display the current curve or set of curves together with the optimum curve or set of curves.

A találmány szerinti eljárást egy példa kapcsán ismertetjük részletesebben a rajzok segítségével. A rajzThe process of the invention will now be described in more detail with reference to the drawings. The drawing

1. ábráján a hősűrűség meghatározásához szükséges mérési elrendezés egy példáját szemléltettük, aFig. 1 illustrates an example of a measuring arrangement for determining the heat density, a

2. ábrán pedig a találmány szerinti eljárás lefolytatására alkalmas berendezés elvi kapcsolási vázlatát tüntettük fel.Figure 2 is a schematic diagram of an apparatus suitable for carrying out the process of the present invention.

Az 1. ábrán az 1 membránfal egy része látható. A 2 tüztér belseje felől az 1 membránfal felé irányuló nyilak értelmében kap hőhatást az 1 membránfal. Az 1 membránfal külső részén, előre meghatározott kiosztásban, például valamilyen háló szerint, vannak rögzítve a hőmérséklet 3 érzékelői. A 3 érzékelők például hőelemek lehetnek. Az 1. ábrán két 3 érzékelő van csak feltüntetve, minthogy az 1. ábra segítségével csak a q hősűrűség meghatározásához akarunk magyarázatot adni. A két 3 érzékelő egymástól Δχ távolságban van. A 3 érzékelők által érzékelt hőmérsékletek közötti különbséget a 4 műszerrel lehet mérni. A 4 műszer által mutatott Át hőmérséklet-különbség, a korábban említett Δχ távolság, valamint az 1 membránfal anyagára jellemző λ hővezetési együttható ismeretében a következő formula révén határozható meg a q hősűrűség:Figure 1 shows a portion of the membrane wall 1. From the inside of the firing chamber 2, the membrane wall 1 is subjected to a heat effect by means of arrows pointing towards the membrane wall 1. On the outside of the membrane wall 1, temperature sensors 3 are fixed in a predetermined layout, for example according to a mesh. For example, the sensors 3 may be thermocouples. Fig. 1 shows only two sensors 3, since Fig. 1 is intended to explain only the determination of the heat density q. The two sensors 3 are Δχ apart. The difference in temperature detected by the sensors 3 can be measured by the instrument 4. Taking into account the temperature difference Per, shown by the instrument 4, the aforementioned distance Δχ and the thermal conductivity coefficient λ characteristic of the material of the membrane wall 1, the heat density q can be determined by the following formula:

ii

A 2. ábrán az 1 membránfal egy részlete van feltüntetve. A 3 érzékelők szolgáltatta jelek a megfelelő csoportosításban az 5 adatgyűjtőbe vannak betáplálva, amely 5 adatgyűjtő önmagában ismert.Figure 2 shows a detail of the membrane wall 1. The signals provided by the sensors 3 are fed, in appropriate grouping, to the data logger 5, which is known per se.

⁵ Az 5 adatgyűjtő kimenetével az önmagában ugyancsak ismert 6 adatfeldolgozóhoz van csatlakoztatva és ez utóbbi a 7 kijelzőhöz van kapcsolva. A 7 kijelzőn egy derékszögű koordináta rendszer látható, ahol az abszcisszára a q hősűrűség értékei van¹⁰ nak felvive, míg az ordináta a h tüztér magasságát mutatja. Ennél a példánál a h tüztér magassága mentén a q hősűrűség pillanatnyi értékeiből képezett sort a 8 pillanatnyi görbe mutatja, míg a hősűrűségnek a tüztér magassága mentén vett optimális ¹⁵ értékei a 9 optimum görbéről állapíthatók meg. ^5. The collector 5 is also the output of the six known per se is connected to data processors, and the latter is connected to the display 7. The display 7 shows a Cartesian coordinate system where the abscissa has a heat density value of ¹⁰ and the ordinate shows the height of the h field. In this example, the line formed from the instantaneous values of the heat density q along the height of the firing line h is shown by the instantaneous curve 8, while the optimum values of the heat density ¹⁵ along the height of the firing line can be derived from the optimum curve 9.

A két görbe közötti eltérésből következtetni lehet a nem kívánt üzemállapot kiváltó okára és esetleg helyére, ebből pedig adódik a beavatkozás helye és mikéntje. A beavatkozás megnyilvánulhat a tüzeíés ²⁰ befolyásolásában, vagy a tűzteret határoló falak megtisztításában, esetleg mindkét fajta beavatkozás foganatosítható.The difference between the two curves can be used to infer the cause and possibly the location of the undesired operating state, and hence the place and the way of intervention. The interference can manifest the influence of tüzeíés ²⁰ or the combustion chamber boundary walls clean up, may be made in both kinds of interventions.

A találmány szerinti eljárás alkalmazása mellett a kazán kezelőszemélyzete mindig látja, ha aszim²⁵ metria van a tűztérben hőtechnikai szempontból. Az is nyomon követhető, hogy a tüzelőanyag gyulladása valamint az égés lefolyása megfelelő-e vagy sem. Kitűnik az is, hogy az esetleges beavatkozás helyes volt*e. Módjában áll a kezelőszemélyzetnek, hogy megállapítsa, hogy a kazán membránfalának a tüztér felöli oldala tiszta-e, vagy elsalakosodott, illetve hogy a tüztér tisztítási művelet hatásos volte. Ezeken túl még számos más következtetés is leolvasható a megjelenített görbékről, azok egy35 máshoz képesti eltéréséből, valamint az eltérések változásából.When using the method according to the invention, the boiler operator always sees that there is an asymmetry of ²⁵ meters in the combustion chamber from a thermal point of view. It is also possible to keep track of whether or not the fuel is inflamed and burned properly. It also appears that any intervention was * correct. It is up to the operator to determine whether the boiler membrane wall is clean or clogged and that the boiler cleaning operation is effective. Beyond these, there are many other conclusions that can be drawn from the displayed curves, their differences from one another 35, and the changes in the differences.

Claims

A method for controlling and controlling the operation of diaphragm wall boilers based on temperature sensing, characterized in that the diaphragm wall (1) is arranged in a predetermined arrangement.

Evaluating the signals of the 45 temperature sensors (3) with a data processor (6) known per se and generating an instantaneous curve (8) or a plurality of curves showing the change in the heat density (q) of the boiler operation in one or more extensions;

This is compared to a predetermined optimum curve (9) or a set of curves, and depending on any deviation, the firing is influenced and / or the walls defining the firebox are started to be cleaned.

2. The method of claim 1, wherein the instantaneous curve (8) or curve set and the optimum curve (9) or curve set are displayed together.

2 pieces of figure