PL203250B1

PL203250B1 - Method and system designed for coal dust combustion optimization

Info

Publication number: PL203250B1
Application number: PL358759A
Authority: PL
Inventors: Henryk Karcz; Tomasz Butmankiewicz; Łukasz Andryjowicz; Andrzej Boroń
Original assignee: Tkw Comb Spo & Lstrok Ka Z Ogr
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2009-09-30
Also published as: PL358759A1

Description

Przedmiotem wynalazku są sposób i układ optymalizacji procesu spalania pyłu węglowego w kotł ach pył owych o różnych technologiach spalania, zarówno w przypadku gdy każ dy z palników pyłowych danego kotła jest zasilany przez odrębny układ nawęglania lub też gdy kilka palników pyłowych jest zasilanych z jednego układu nawęglania utworzonego z zasobnika węglowego, dozownika, rurociągu zasilającego oraz młyna węglowego.The subject of the invention is a method and a system for optimizing the coal dust combustion process in pulverized coal boilers with different combustion technologies, both when each of the pulverized coal burners of a given boiler is powered by a separate carburizing system or when several dust burners are supplied from one carburizing system. consisting of a coal bunker, dispenser, feed pipeline and coal mill.

Problem optymalizacji procesu spalania jest złożony z uwagi na zmienności w czasie parametrów surowca jak i rozrzuty parametrów poszczególnych urządzeń. Uwzględniając problem zmienności parametrów urządzeń i surowca ilość pyłu węglowego podawanego do poszczególnych palników może różnić się znacznie i różnice te mogą wynieść od 5% do 10% podawanego pyłu węglowego. Występuje tu dodatkowy problem równomiernego rozdziału ilości pyłu do poszczególnych rurociągów zasilających poszczególne palniki. Do obecnej chwili nie ma zadowalających metod dla równomiernego zasilania poszczególnych rurociągów przez jeden układ młynowy. Przyjmuje się, że równomierność zasilania poszczególnych rurociągów z dokładnością do 5% jest bardzo zadawalająca. W przypadku, który jest powszechnie akceptowalny w odniesieniu do wielkich kotłów energetycznych, uwzględniając wszystkie czynniki, które mogą brać udział w rozdziale pyłu węglowego na poszczególne palniki, można szacować, że różnice w ilości podawanego węgla do poszczególnych palników mogą wynosić od -15% do +15% w stosunku do wartości założonej konstrukcyjnie. Gdy do tych mankamentów dołoży się różnice, jakie mogą często występować w gatunku węgla podawanego do poszczególnych zasobników węgla surowego można być pewnym, że całkowita ilość powietrza pierwotnego i wtórnego niezbędnego do zupełnego spalania w poszczególnych palnikach znacznie różni się między sobą. Proces niezupełnego spalania, którego głównym produktem jest tlenek węgla (CO) a proces niecałkowitego spalania, którego produktem jest pierwiastek C w lotnym popiele przebiega głównie z powodu niedoboru tlenu (O2) w jądrze płomienia, który znajduje się bezpośrednio w obszarze przylegającym do wylotu z dyszy palnika. Brak tlenu w tej strefie płomienia jest przyczyną generacji tlenku węgla (CO) i jego obecności w spalinach oraz pierwiastka C w lotnym popiele. Mimo stosowania różnych koncepcji technologicznych związanych z mieszaniem strumieni pyłowo - powietrzno - spalinowych pochodzących z różnych palników nie uzyskuje się zadowalających efektów w obniżeniu zawartości tlenku węgla (CO) w spalinach i pierwiastka C w lotnym popiele. Również próby doprowadzenia dodatkowego powietrza do górnej części komory w technologiach spalania z niską emisją NOx nie dają pożądanych rezultatów z uwagi na fakt, że proces utleniania tlenku węgla (CO) może przebiegać w temperaturach wyższych od 830°C a czas reakcji jest stosunkowo długi, tym dłuższy im niższa jest temperatura ośrodka. Tak więc minimalizacja niezupełnego i niecałkowitego spalania z powodu obecności tlenku węgla (CO) w spalinach wylotowych z komory spalania oraz obecności pierwiastka C w lotnym popiele moż e odbywać się wyłącznie na drodze zapewnienia wł a ś ciwej ilo ś ci tlenu w obszarze reakcyjnym, który znajduje się w pobliżu dyszy wylotowej palnika, a więc musi być doprowadzana określona ilość powietrza wtórnego i powietrza z dysz ofa lub sofa w przypadku stosowania technik niskoemisyjnych (NOx), która zapewni zupełne i całkowite spalanie. Komora paleniskowa może bowiem posiadać jeden lub kilka poziomów grup dysz powietrza dopalającego, stosowanych przy spalaniu z małą emisją NOx zwanych OFA lub SOFA. W samym zespole palnikowym powietrze może być podzielone na powietrze pierwotne, wtórne, powietrze trzecie itd. W celu obniżenia części palnych w popiele i żu ż lu palenisko może posiadać zespół dolnego powietrza podmuchowego, wprowadzonego do leja komory paleniskowej lub rusztów dopalająco-osłonowych. Ilość powietrza pierwotnego powinna wystarczyć do spalania części lotnych znajdujących się w węglu, czyli w dużej mierze jest zależna od gatunku węgla. Dla węgli ubogich w części lotne, czyli wysokouwęglowych węgli kamiennych takich jak węgle chude, antracyty, ilość powietrza pierwotnego byłaby wystarczająca na poziomie 5 - 10% całkowitej iloś ci powietrza niezbędnego do spalania, natomiast dla węgli brunatnych i młodych węgli kamiennych zawierających duże ilości części lotnych, ilość powietrza pierwotnego powinna wynosić od 20 do 55% całkowitej ilości powietrza. W rzeczywistości ilość powietrza pierwotnego głównie jest regulowana po kątem zapewnienia odpowiedniej temperatury przed młynem lub za młynem i w duż ej mierze jest zależ na od temperatury spalin i wilgotnoś ci wę gla surowego podawanego do młyna. Proces zupełnego i całkowitego spalania powinno zabezpieczyć, głównie powietrze wtórne podawane do palnika lub dodatkowe powietrze z dysz ofa lub sofa stosowane w technikach niskoemisyjnych palników (NOx) podawane w górnej części komory spalania.The problem of optimizing the combustion process is complex due to the time variability of the raw material parameters and the dispersion of the parameters of individual devices. Taking into account the problem of the variability of the parameters of the devices and the raw material, the amount of coal dust fed to individual burners may vary considerably and the differences may amount to 5% to 10% of the supplied coal dust. There is an additional problem of even distribution of the amount of dust to individual pipelines supplying individual burners. To date, there are no satisfactory methods for uniformly feeding individual pipelines through one mill system. It is assumed that the uniformity of the supply of individual pipelines with an accuracy of 5% is very satisfactory. In the case that is generally acceptable in relation to large power boilers, taking into account all the factors that may be involved in the distribution of coal dust to individual burners, it can be estimated that the differences in the amount of coal fed to individual burners may be from -15% to + 15% in relation to the value assumed structurally. When these drawbacks are added to the differences that can often occur in the grade of coal fed to individual raw coal bunkers, it can be ensured that the total amount of primary and secondary air necessary for complete combustion in individual burners varies significantly. The process of incomplete combustion, the main product of which is carbon monoxide (CO), and the process of incomplete combustion, the product of which is the C element in the fly ash, is mainly due to the oxygen (O2) deficiency in the flame nucleus, which is located directly in the area adjacent to the nozzle outlet burner. The lack of oxygen in this flame zone causes the generation of carbon monoxide (CO) and its presence in the exhaust gas, and the C element in the fly ash. Despite the use of various technological concepts related to the mixing of dust-air-flue gas streams from different burners, the satisfactory results are not achieved in reducing the content of carbon monoxide (CO) in the flue gas and the C element in the fly ash. Also, attempts to supply additional air to the upper part of the chamber in low NOx combustion technologies do not give the desired results due to the fact that the oxidation of carbon monoxide (CO) can take place at temperatures higher than 830 ° C and the reaction time is relatively long, longer the lower the temperature of the medium. Thus, minimizing incomplete and incomplete combustion due to the presence of carbon monoxide (CO) in the combustion chamber exhaust and the presence of the element C in the fly ash can only be achieved by ensuring the correct amount of oxygen in the reaction area that is located. near the burner outlet nozzle, so a certain amount of secondary air and air must be supplied from the nozzles ofa or sofa in the case of using low emission (NOx) techniques which will ensure complete and complete combustion. The combustion chamber may have one or more levels of groups of after-burning air nozzles used in low-NOx combustion, known as OFA or SOFA. In the burner unit itself, the air can be divided into primary air, secondary air, third air, etc. In order to reduce the combustible parts in the ash and slag, the furnace may have a lower blast air unit, introduced into the funnel of the combustion chamber or afterburning-shield grates. The amount of primary air should be sufficient to burn volatile parts in the coal, which is largely dependent on the type of coal. For low volatile coals, i.e. high-carbon hard coals such as lean coals, anthracites, the amount of primary air would be sufficient at the level of 5 - 10% of the total amount of air necessary for combustion, while for lignite and young hard coals containing large amounts of volatile components , the amount of primary air should be between 20 and 55% of the total amount of air. In fact, the amount of primary air is mainly regulated to ensure a suitable temperature upstream or downstream of the mill, and largely depends on the exhaust gas temperature and the moisture content of the raw coal fed to the mill. The process of complete and complete combustion should be secured, mainly by secondary air fed to the burner or additional air from ofa nozzles or sofa used in low-emission burner techniques (NOx) supplied in the upper part of the combustion chamber.

PL 203 250 B1PL 203 250 B1

Znane i stosowane sposoby optymalizacji procesu spalania w komorze paleniskowej kotła pyłowego wyposażonego w zespół palników pyłowych polegają na zainstalowaniu układu analizatorów spalin poza komorą paleniskową mierzących zawartość tlenku węgla i innych gazów palnych, tlenu, tlenków azotu (CO, CnHm, O2, NOx) oraz oznaczenia laboratoryjnego części palnych w popiele pobieranych z leja zasypowego elektrofiltru i jednoczesnej regulacji współczynnika nadmiaru powietrza we wszystkich pracujących palnikach równocześnie, aż do momentu osiągnięcia minimalnej ilości tlenku węgla poza komorą paleniskową w miejscu zainstalowania analizatora oraz obniżenie części palnych w lotnym popiele poniż ej 5%. W konsekwencji powoduje to, że powstanie procesu niezupełnego i niecał kowitego spalania w jednym palniku jest likwidowane poprzez wzrost iloś ci doprowadzanego powietrza, nie tylko do tego palnika, lecz również bez uzasadnionej przyczyny do pozostałych palników, a więc do całej komory spalania, co pociąga za sobą zwiększenie współczynnika nadmiaru powietrza w komorze spalania. Taki sposób prowadzenia optymalizacji procesu spalania jest nieczuły na zakłócenia zewnętrzne jak nierównomierne dozowanie węgla przez dozownik, niejednakowa zdolność przemiałowa młynów, nierównomierny rozdział pyłu węglowego do poszczególnych kanałów, niejednorodny rodzaj podawanego węgla i jego charakterystyk technicznych itd., które pojawiają się w pojedynczym palniku i doprowadzają do zakłócenia projektowych charakterystyk palnika określających zależność pomiędzy ilością doprowadzanego węgla a ilością niezbędnego do zupełnego i całkowitego spalania powietrza. Znane metody optymalizacji procesu spalania pyłu węglowego w komorach kotłów opalanych kilkoma palnikami z uwagi na różne ilości różnego jakościowo węgla spalanego przy pomocy nie zawsze identycznych urządzeń palnikowych, przy udziale jednakowej ilości powietrza podawanej do poszczególnych palników są niedokładne i prowadzą do znacznych strat eksploatacyjnych i ekonomicznych i nie dają moż liwości zidentyfikowania palnika bę d ą cego bezpoś rednim źródł em niezupełnego spalania.The known and used methods of optimizing the combustion process in the combustion chamber of a pulverized boiler equipped with a set of pulverized dust burners consist in installing a system of exhaust gas analyzers outside the furnace chamber measuring the content of carbon monoxide and other flammable gases, oxygen, nitrogen oxides (CO, CnHm, O2, NOx) and laboratory combustible parts in ash collected from the hopper of the electrostatic precipitator and simultaneous adjustment of the excess air coefficient in all working burners simultaneously, until the minimum amount of carbon monoxide outside the furnace chamber at the analyzer installation site is reached and the combustible parts in the fly ash are reduced to less than 5%. As a consequence, it causes that the formation of incomplete and incomplete combustion in one burner is eliminated by increasing the amount of air supplied, not only to this burner, but also without just cause to other burners, i.e. to the entire combustion chamber, which attracts increasing the excess air ratio in the combustion chamber. This method of optimizing the combustion process is insensitive to external disturbances such as uneven coal dosing by the feeder, uneven grinding capacity of the mills, uneven distribution of coal dust to individual channels, heterogeneous type of coal fed and its technical characteristics, etc., which appear in a single burner and supply to disturb the design characteristics of the burner determining the relationship between the amount of coal supplied and the amount of air necessary for complete and complete combustion of the air. Known methods of optimizing the coal dust combustion process in the chambers of boilers fired with several burners due to different amounts of coal of different quality burned with the use of not always identical burner devices, with the share of the same amount of air supplied to individual burners, are inaccurate and lead to significant operational and economic losses and they do not make it possible to identify the burner which is a direct source of incomplete combustion.

Sposób optymalizacji procesu spalania pyłu węglowego w kotłach pyłowych według wynalazku, w którym w zależ noś ci od zawartości tlenku wę gla (CO) w spalinach i zawartoś ci części palnych w lotnym popiele reguluje się dopływ powietrza do palników danego kotła charakteryzuje się tym, ż e w pierwszej kolejnoś ci mierzy się temperaturę mieszanki pył owo-gazowej podawanej do danego palnika lub temperaturę mieszaniny gazowej przed młynem lub za młynem i poprzez regulację ilości dostarczanego powietrza pierwotnego ustala się omawianą temperaturę na poziomie przynależnym dla danego węgla i typu kotła, zaś w drugiej kolejności mierzy się zawartość części palnych w lotnym popiele po czym kolejno, odrębnie dla każdego z palników przeprowadza się proces regulacji dopływu powietrza w ten sposób, że zwiększa się ilość powietrza wtórnego i jednocześnie mierzy się poziom tlenku węgla (CO) na wylocie komory spalania i części palnych w lotnym popiele za podgrzewaczem powietrza, a gdy zwiększanie ilości doprowadzanego powietrza wtórnego powoduje zmniejszenie zawartości części palnych C w lotnym popiele i zmniejszenie poziomu tlenku węgla (CO), zwiększa się ilość tego doprowadzanego powietrza, aż do takiej ilości, przy której zawartość części palnych jest nieco mniejsza od 5% i przy której dalszy wzrost doprowadzanego powietrza nie powoduje już zmniejszenia poziomu tlenku węgla (CO). W przypadku braku zmian poziomu tlenku węgla (CO) przy wzroście ilości doprowadzanego powietrza wtórnego powraca się do takiego poziomu ilości tego powietrza, przy którym części palne są nieco mniejsze od 5%. Następnie zwiększa się ilość powietrza doprowadzonego do dysz ofa lub sofa co powoduje zmniejszenie poziomu tlenku węgla (CO) i zwiększa się ilość doprowadzonego powietrza aż do takiej ilości przy której dalszy wzrost doprowadzonego powietrza nie powoduje już zmniejszenia poziomu tlenku węgla CO. W dalszej kolejności, w odniesieniu do tych palników, w których zwiększenie powietrza wtórnego i powietrza do dysz ofa i sofa nie powodowało zmniejszenia poziomu tlenku węgla (CO) na wylocie komory spalania, kolejno zmniejsza się ilość powietrza wtórnego i powietrza do dysz ofa i dysz sofa, aż do momentu, gdy dalsze zmniejszanie dopływu powietrza powoduje wzrost części palnych w lotnym popiele powyżej 5% i wzrost tlenku węgla (CO).A method of optimizing the combustion process of coal dust in pulverized coal boilers according to the invention, in which, depending on the content of carbon monoxide (CO) in the flue gas and the content of combustible parts in the fly ash, the air supply to the burners of a given boiler is regulated by the fact that in the first step, the temperature of the dust-gas mixture fed to a given burner or the temperature of the gas mixture before the mill or after the mill is measured, and by adjusting the amount of primary air supplied, the temperature in question is set at the level appropriate for a given coal and boiler type, and in the second step, it is measured the content of combustible parts in the fly ash, and then, separately, for each burner, the process of regulating the air supply is carried out in such a way that the amount of secondary air is increased and the level of carbon monoxide (CO) at the outlet of the combustion chamber and the combustible parts in fly ash behind the air heater, and when increasing the amount of the secondary air supplied causes a reduction in the content of combustible parts C in the fly ash and a reduction in the level of carbon monoxide (CO), the amount of this supplied air is increased until the proportion of combustible parts is slightly less than 5% and at which a further increase in the fuel supply is air no longer reduces carbon monoxide (CO) levels. In the absence of changes in the level of carbon monoxide (CO) with an increase in the amount of secondary air supplied, the amount of this air is returned to the level at which the combustible parts are slightly less than 5%. Thereafter, the amount of air supplied to the nozzles ofa or sofa is increased, which reduces the level of carbon monoxide (CO), and the amount of air supplied is increased until a further increase in air supply no longer reduces the level of carbon monoxide CO. Further, with regard to those burners in which increasing the secondary air and air to the ofa and sofa nozzles did not reduce the level of carbon monoxide (CO) at the exit of the combustion chamber, the amount of secondary air and air to the nozzles ofa and sofa nozzles successively decreases. until further reduction of the air supply causes an increase in the flammable parts in the fly ash above 5% and an increase in carbon monoxide (CO).

Układ optymalizacji procesu spalania pyłu węglowego w kotłach pyłowych według wynalazku, zawierający klapy regulacyjne w kanałach powietrza pierwotnego, powietrza wtórnego i powietrza do dysz ofa lub sofa, zaopatrzone w siłowniki oraz posiadający czujnik i miernik tlenku węgla oraz sondę probierczą i analizator części palnych w lotnym popiele charakteryzuje się tym, że ma programowalny sterownik, którego jedno sterujące wejście jest połączone z czujnikiem tlenku węgla (CO) osadzonym przy wylocie spalin z komory spalania, zaś drugie sterujące wejście programowalnego sterownika jest połączone z analizatorem węgla w lotnym popiele osadzonym w kanale spalin za podgrzewaczem, a trzecie sterują ce wejś cie programowalnego sterownika jest połączone z czujnikiem temperaturySystem for optimizing the combustion process of coal dust in pulverized coal boilers according to the invention, including control flaps in the primary air, secondary air and air ducts for ofa or sofa nozzles, equipped with actuators and having a carbon monoxide sensor and meter, a test probe and an analyzer of combustible parts in fly ash characterized by having a programmable controller, one control input of which is connected to a carbon monoxide (CO) sensor mounted at the exhaust outlet from the combustion chamber, and the other control input of the programmable controller is connected to a fly ash carbon analyzer embedded in the exhaust gas duct after the heater and a third control input of the programmable controller is connected to a temperature sensor

PL 203 250 B1 osadzonym na kanale mieszanki pyłu węglowego z powietrzem przy wlocie do palnika. Programowalny sterownik ma oddzielny zespół wyjść dla każdego z palników danego kotła pyłowego, połączonych z przynależ nymi im sterują cymi wejś ciami sił owników regulacyjnych klap osadzonych w kanale powietrza wtórnego, powietrza pierwotnego i powietrza do dysz ofa lub sofa danego palnika.In the duct of the pulverized coal-air mixture at the inlet to the burner. The programmable controller has a separate set of outputs for each of the burners of the pulverized coal boiler, connected to their respective control inputs of the flap control actuators mounted in the secondary air, primary air and air duct to the nozzles or sofa of the burner.

Rozwiązania według wynalazków pozwalają na ciągłe, optymalne spalanie pyłu węglowego przez wszystkie palniki, przy automatycznej, odrębnej optymalizacji procesu spalania w strefach poszczególnych palników. Stosując rozwiązania według wynalazku zapewnia się, że proces spalania przebiega przy zupełnym i całkowitym spalaniu ze śladową ilością tlenku węgla (CO) i zawartością części palnych w popiele nieco mniejszą od 5% i charakterystyczną dla danego układu palnik - komora spalania - gatunek węgla i przy minimalnej stracie wylotowej z komory spalania danego kotła i dopuszczalnej emisji NOx, co powoduje zasadnicze obniżenie kosztów eksploatacji takich kotłów, przy ich wyższej sprawności i ekologicznej pracy. Ponadto rozwiązania według wynalazków w istotny sposób poprawiają stan ochrony środowiska naturalnego i pozwalają wykorzystać lotny popiół i żużel do celów budowlanych.The solutions according to the inventions allow for continuous, optimal combustion of coal dust by all burners, with automatic, separate optimization of the combustion process in the zones of individual burners. By using the solutions according to the invention, it is ensured that the combustion process proceeds with complete and complete combustion with a trace amount of carbon monoxide (CO) and the content of combustible parts in the ash slightly less than 5%, and the burner - combustion chamber - coal grade, characteristic for a given system, and with a minimum the loss of the combustion chamber outlet of a given boiler and the permissible NOx emission, which significantly reduces the operating costs of such boilers, with their higher efficiency and ecological operation. In addition, the solutions according to the inventions significantly improve the state of environmental protection and allow the use of fly ash and slag for construction purposes.

Wynalazki są bliżej określone w przykładzie realizacji za pomocą rysunku, który przedstawia schemat instalacji układu zasilania jednego z czterech palników narożnych kotła pyłowego zasilanych indywidualnie, każdy przez odrębny układ nawęglania.The invention is described in more detail in an embodiment by means of a drawing which shows a diagram of the installation of the supply system for one of the four corner burners of the pulverized pulverizer individually powered, each by a separate carburizing system.

W sposobie według wynalazku powietrze z dmuchawy 1 po podgrzaniu w obrotowym podgrzewaczu 2 osadzonym na wylocie komory 3 spalania kotła, kanałem 4 poprzez główną regulacyjną klapę 5 doprowadza się do głównego kolektora 6. Z głównego kolektora 6 przewodem 7 poprzez klapę 8 osadzoną w tym przewodzie 7 gorące powietrze podaje się do palnika P₁ jako powietrze wtórne. Jednocześnie z kolektora 6 podgrzane powietrze przewodem 9 poprzez klapę 10 osadzoną w przewodzie 9 podaje się jako powietrze pierwotne do węglowego kanału 11 na jego wlocie do węglowego młyna 12, z którego mieszanka pyłu węglowego z powietrzem jest podawana kanałem 13 do palnika P₁. Węgiel z bunkra 14 poprzez dozownik 15 transportuje się węglowym kanałem 11 do węglowego młyna 12 susząc go gorącymi spalinami z paleniskowej komory 3 kotła, które doprowadza się przewodem 16 do kanału 11 łączącego dozownik 15 z węglowym młynem 12. Również jednocześnie podaje się z głównego kolektora 6 podgrzane powietrze do dysz 17 ofa przewodem 18 poprzez klapę 19 osadzoną w tym przewodzie oraz do dysz 31 sofa przewodem 32 poprzez klapę 33 osadzoną w tym przewodzie. Czujnikiem 20 tlenku węgla (CO) osadzonym w wylocie 21 spalin komory 3 spalania kotła pyłowego dokonuje się pomiaru zawartości tlenu węgla (CO), zaś wynik pomiaru zawartości tlenku węgla (CO) podaje się na wskaźnik 22 tlenku węgla i na sterujące wejście We₁ programowalnego sterownika 23 dopływu powietrza procesu spalania w kotle pyłowym. Sondą 28 analizatora węgla (C%) w popiele lotnym, która jest osadzona w kanale spalin za podgrzewaczem powietrza dokonuje się poboru próbek popiołu, które analizowane są w głowicy pomiarowej 29 i przekazywane są przez zespół nadawczy analizatora 30 na sterujące wyjście We₁, natomiast na trzecie sterujące wejście We₃ programowalnego sterownika 23 podaje się z czujnika 24 temperatury sygnał wyniku pomiaru temperatury mieszanki pyłowo - powietrznej podawanej z młyna 12 kanałem 13 do palnika P₁. Temperaturę mieszanki pyłowo - powietrznej podanej z młyna 12 kanałem 13 mierzy się czujnikiem 24 osadzonym na kanale 13. Po uruchomieniu procesu spalania, w zależności od gatunku węgla ustala się niezbędną dla danego gatunku węgla i typu kotła znaną temperaturę mieszanki pyłowo - powietrznej podawanej do palnika P₁kanałem 13. Ustalenie niezbędnej wymaganej temperatury następuje poprzez regulację ilości powietrza pierwotnego podawanego do procesu spalania. Proces ten dokonuje się poprzez pomiar temperatury czujnikiem 24 mieszanki pyłowo-powietrznej w kanale 13 i odpowiednie wysterowanie sygnałem proporcjonalnym do temperatury poprzez programowalny sterownik 23 i siłownik 25 klapy 10 na powietrznym przewodzie 9 łączącym kolektor 6 podgrzanego powietrza z wejściem węglowym młyna 12, aż temperatura mieszanki pyłowo-powietrznej osiągnie wymaganą dla danego kotła i danego węgla temperaturę. Następnie reguluje się dopływ powietrza wtórnego i powietrza do dysz ofa lub sofa kolejno, odrębnie dla każdego z palników P₁-P₄ omawianego kotła. Regulację dopływu powietrza prowadzi się w ten sposób, że zwiększa się ilość powietrza wtórnego i jednocześnie mierzy się zawartość części palnych (C) w lotnym popiele w kanale spalin za podgrzewaczem powietrza 2 oraz mierzy się poziom tlenku węgla (CO) na wylocie komory 3 spalania, a gdy zwiększenie ilości doprowadzanego powietrza wtórnego powoduje zmniejszenie poziomu tlenku węgla (CO), zwiększa się ilość tego doprowadzanego powietrza poprzez odpowiednie wysterowanie klapy 8 poprzez siłownik 26 aż do takiej ilości, przy której dalszy wzrost doprowadzanego powietrza nie powoduje już zmniejszenia poziomu tlenku węgla. W przypadku braku zmian w poziomie tlenku węgla (CO) przy wzroście ilości doprowaPL 203 250 B1 dzanego powietrza wtórnego powraca się do początkowego poziomu ilości tego powietrza przy którym zawartość części palnych (C) jest mniejsza od 5% i poziom tlenku węgla (CO) jest jak najmniejszy, powraca się do początkowego poziomu ilości tego powietrza. Następnie poprzez odpowiednie wysterowanie klapy 19 poprzez siłownik 27 zwiększa się ilość powietrza doprowadzonego do dysz 17 ofa lub sofa przynależnych temu palnikowi P₁, a przy braku zmian poziomu tlenku węgla (CO) w następstwie wymienionego zwiększania ilości doprowadzonego powietrza do dysz 17 ofa lub sofa powraca się do początkowej ilości powietrza, a następnie poprzez odpowiednie wysterowanie klapy 33 poprzez siłownik 34 zwiększa się ilość powietrza doprowadzonego do dysz 31 sofa przynależnych temu palnikowi Pi, a przy braku zmian poziomu tlenku węgla (CO) w następstwie wymienionego zwiększania ilości doprowadzanego powietrza do dysz 31 sofa powraca się do początkowej ilości powietrza. Natomiast gdy zwiększenie ilości doprowadzonego powietrza do dysz 31 sofa powoduje zmniejszenie poziomu tlenku węgla (CO), zwiększa się ilość doprowadzanego powietrza, aż do takiej ilości, przy której dalszy wzrost doprowadzanego powietrza nie powoduje już zmniejszenia poziomu tlenku węgla (CO). W dalszej kolejności, w odniesieniu do tych palników P₁-P₄, w których zwiększenie powietrza wtórnego i powietrza do dysz 17 ofa i dysz 31 sofa nie powodowało zmniejszania poziomu tlenku węgla (CO) na wylocie komory spalania aż do momentu gdy zawartość części palnych w lotnym popiele nie przekracza 5% i gdy dalsze zmniejszanie poziomu dopływu powietrza powoduje wzrost tlenku węgla (CO). Sposób według wynalazku może być stosowany w odniesieniu do kotłów zawierających dowolną ilość palników P₁-P_n zasilanych z odrębnych lub wspólnych układów nawęglania. Układ optymalizacji procesu spalania pyłu węglowego w kotłach pyłowych jest utworzony z programowalnego sterownika 23, którego pierwsze sterujące wejście We₁ jest połączone z czujnikiem 20 tlenku węgla (CO), usytuowanym na wylocie 21 spalin z komory 3 spalania kotła pyłowego. Drugie sterujące wejście We₂ programowalnego sterownika 23 jest połączone z zespołem nadawczym 30 analizatora 29 zawartości węgla, którego sonda 28 do poboru popiołu jest umieszczona w kanale spalin za podgrzewaczem powietrza 2. Trzecie sterujące wejście We₃ programowalnego sterownika 23 jest połączone z wyjściem czujnika 24 temperatury osadzonego na kanale 13 mieszanki pyłu węglowego z powietrzem łączącym węglowy młyn 12 z palnikiem P. Czujnik 24 mierzy temperaturę mieszanki pyłu węglowego z powietrzem podawanej do palnika P₁. Programowalny sterownik 23 ma tyle oddzielnych zespołów wyjść Zw₁-Zw_n ile jest palników P₁-P_n. Każdy z zespołów wyjść Zw₁-Zw_n ma cztery wyjścia Wpw, Wpp, Wpo, Wps. Wyjście Wpw zespołu wyjść Zw₁ jest połączone ze sterującym wejściem z siłownika 26 napędzającym regulacyjną klapę 8 osadzoną w przewodzie 7 powietrza wtórnego doprowadzanego z kolektora 6 do palnika P₁. Drugie wyjście Wpp zespołu wyjść Zw₁ jest połączone ze sterującym wejściem siłownika 25 napędzającym regulacyjną klapę 10 osadzoną w przewodzie 9 powietrza pierwotnego, łączącym kolektor 6 z rurociągiem węgla przy jego wlocie do młyna 12 węgla. Natomiast trzecie wejście Wpo zespołu Zw₁ wyjść jest połączone ze sterującym wejściem siłownika 27 napędzającego regulacyjną klapę 19 osadzoną w przewodzie 18 łączącym wspólny kolektor 6 gorącego powietrza z dyszami 17 ofa palnika P₁. Natomiast czwarte wyjście Wps zespołu Zw₁ wyjść jest połączone ze sterującym wejściem siłownika 34 napędzającego regulacyjną klapę 33 osadzoną w przewodzie 32 łączącym wspólny kolektor 6 gorącego powietrza z dyszami 31 sofa palnika P₁.In the method according to the invention, the air from the blower 1, after being heated in the rotary heater 2 mounted at the outlet of the combustion chamber 3 of the boiler, is supplied through the duct 4 through the main regulating flap 5 to the main collector 6. From the main collector 6 through the duct 7 through the flap 8 embedded in this duct 7 the hot air is fed to the P ₁ burner as secondary air. At the same time, from the collector 6, the heated air through the conduit 9 through the flap 10 embedded in the conduit 9 is fed as primary air to the coal channel 11 at its inlet to the coal mill 12, from which the coal dust-air mixture is fed through the conduit 13 to the burner P ₁ . Coal from the bunker 14 through the feeder 15 is transported through the coal channel 11 to the coal mill 12, drying it with hot exhaust gases from the furnace chamber 3 of the boiler, which are fed through the line 16 to the channel 11 connecting the feeder 15 with the coal mill 12. It is also simultaneously fed from the main collector 6 heated air to the nozzles 17 via a conduit 18 through a flap 19 embedded in this conduit and to the nozzles 31 via a conduit 32 via a flap 33 embedded in this conduit. The carbon monoxide (CO) sensor 20 embedded in the exhaust 21 of the combustion chamber 3 of the pulverized coal boiler measures the carbon monoxide (CO) content, and the measurement result of the carbon monoxide (CO) content is sent to the carbon monoxide 22 indicator and the programmable _{input IN 1 controlling the} air supply controller 23 for the combustion process in the pulverized coal boiler. The probe 28 of the carbon analyzer (C%) in the fly ash, which is embedded in the flue gas duct after the air heater, takes ash samples, which are analyzed in the measuring head 29 and transmitted by the analyzer 30 transmitting unit to the control output In ₁ , while on the third control input In _{3 of the} programmable controller 23, the result of measuring the temperature of the dust-air mixture supplied from the mill 12 through the channel 13 to the burner P _{1 is} sent from the temperature sensor 24. The temperature of the dust-air mixture supplied from the mill 12 through duct 13 is measured with the sensor 24 installed in duct 13. After starting the combustion process, depending on the coal type, the known temperature of the dust-air mixture fed to the burner P is determined, depending on the type of coal and boiler type. ₁ through channel 13. Determining the required required temperature is done by adjusting the amount of primary air fed to the combustion process. This process is carried out by measuring the temperature with the sensor 24 of the air-dust mixture in the duct 13 and appropriate control with a signal proportional to the temperature through the programmable controller 23 and the actuator 25 of the damper 10 on the air duct 9 connecting the heated air collector 6 with the coal input of the mill 12, until the mixture temperature dust and air temperature reaches the temperature required for a given boiler and coal. Thereafter, the supply of secondary air and air to the nozzles ofa or sofa is regulated in turn, separately for each of the burners P ₁ -P ₄ of the boiler in question. Regulation of the air supply is carried out in such a way that the amount of secondary air is increased and at the same time the content of combustible parts (C) in the fly ash in the flue gas duct after the air heater 2 is measured and the level of carbon monoxide (CO) at the outlet of the combustion chamber 3 is measured, and when increasing the amount of supplied secondary air causes a decrease in the level of carbon monoxide (CO), the amount of this supply air is increased by appropriately actuating the flap 8 via the actuator 26, until such an amount that a further increase in the supply of air no longer causes a decrease in the level of carbon monoxide. In the absence of changes in the level of carbon monoxide (CO) with an increase in the amount of supplied secondary air, the amount of this air is returned to the initial level, at which the content of combustible parts (C) is less than 5% and the level of carbon monoxide (CO) is as little as possible, it returns to the original level of the amount of this air. Then, by appropriately controlling the flap 19 through the actuator 27, the amount of air supplied to the nozzles 17 ofa or the sofa belonging to this burner P ₁ is increased, and in the absence of changes in the level of carbon monoxide (CO) as a result of said increase in the amount of air supplied to the nozzles 17 ofa or the sofa returns to the initial amount of air, and then by appropriate control of the flap 33 through the actuator 34, the amount of air supplied to the nozzles 31 belonging to this burner Pi is increased, and in the absence of changes in the level of carbon monoxide (CO) as a result of said increase in the amount of air supplied to the nozzles 31 the sofa returns to its original amount of air. Conversely, when increasing the amount of air supplied to the nozzles 31 of the sofa causes a decrease in the level of carbon monoxide (CO), the amount of air supplied is increased until such an amount that a further increase in air supply no longer causes a decrease in the level of carbon monoxide (CO). Further, with regard to those P ₁ -P ₄ burners in which increasing the secondary air and air to the nozzles 17 ofa and nozzles 31 sofa did not reduce the level of carbon monoxide (CO) at the exit of the combustion chamber until the content of the combustible parts in fly ash does not exceed 5% and when further reduction of the air supply level causes an increase of carbon monoxide (CO). The method according to the invention can be applied to boilers containing any number of P ₁ -P _n burners fed from separate or common carburizing systems. The system for optimizing the coal dust combustion process in pulverized coal boilers consists of a programmable controller 23, the first control input of which In ₁ is connected to a carbon monoxide (CO) sensor 20 located at the exhaust outlet 21 of the combustion chamber 3 of the pulverized coal boiler. The second control input IN _{2 of the} programmable controller 23 is connected to the transmitting unit 30 of the carbon content analyzer 29, the ash sampling probe 28 of which is placed in the flue gas duct after the air heater 2. The third control input In _{3 of the} programmable controller 23 is connected to the output of the temperature sensor 24 the mixture of coal dust with air deposited on the channel 13, connecting the coal mill 12 with the burner P. Sensor 24 measures the temperature of the mixture of coal dust with air supplied to the burner P ₁ . The programmable controller 23 has as many separate output units Zw ₁ -Zw _n as there are P ₁ -P _n burners. Each of the output groups Zw ₁ -Zw _n has four outputs: Wpw, Wpp, Wpo, Wps. The output Wpw of the output set Zw ₁ is connected to the control input from the actuator 26 driving the regulating flap 8 embedded in the conduit 7 of secondary air supplied from the collector 6 to the burner P ₁ . The second output Wpp of the output set Zw ₁ is connected to the control input of the actuator 25 driving the regulating flap 10 embedded in the primary air conduit 9 connecting the collector 6 with the coal pipeline at its inlet to the coal mill 12. On the other hand, the third input Wpo of the unit Zw _{1 of the} outputs is connected to the control input of the actuator 27 driving the regulating flap 19 embedded in the conduit 18 connecting the common hot air collector 6 with the nozzles 17 of the burner P ₁ . On the other hand, the fourth output Wps of the unit Zw _{1 of} outputs is connected to the control input of the actuator 34 driving the regulating flap 33 embedded in the conduit 32 connecting the common hot air collector 6 with the nozzles 31 of the burner sofa P ₁ .

Claims

1. The method of optimizing the combustion process of coal dust in pulverized coal boilers, where, depending on the content of carbon monoxide (CO) in the flue gas and the content of combustible parts in the fly ash, the air supply to the burners of a given boiler is regulated, characterized by temperature of the dust-air mixture fed to a given burner (P ₁ -P _n ) and by adjusting the amount of supplied primary air, the temperature is set at the level appropriate for a given coal and boiler type, and then separately for each burner (P ₁ -P _n ) the process of regulating the air supply is carried out in such a way that the amount of secondary air is increased and at the same time the level of carbon monoxide (CO) at the outlet (21) of the combustion chamber (3) and the content of combustible parts in the fly ash behind the air heater (2) are measured, and when increasing the amount of secondary air supplied causes a decrease in the level of carbon monoxide (CO), the amount of supplied air is increased up to the amount at which a further increase in the amount of air supplied no longer reduces the level of carbon monoxide (CO) and the content of combustible parts (C) in the fly ash is slightly less than 5%, and in the absence of changes in the level of carbon monoxide (CO)

With an increase in the amount of secondary air supplied, the amount of secondary air supplied is returned to its initial amount, and then the amount of air supplied to the nozzles (17) and nozzles (31) belonging to this burner (P ₁ -P _n ) increases, and in the absence of changes the level of carbon monoxide (CO) as a result of said increasing the amount of air supplied to the nozzles (17) and nozzles (31), the sofa returns to the initial level of this amount, while when increasing the amount of air supplied to the nozzles (17) and nozzles (31) the sofa reduces the level of carbon monoxide (CO), increases the amount of air supplied to the extent that a further increase in the supplied air no longer reduces the level of carbon monoxide (CO) and the content of combustible parts in fly ash is not less than 5% C, followed by those burners in which increasing the amount of secondary air and air to the nozzles (17) and the sofa nozzles (31) did not reduce reducing the level of carbon monoxide (CO) at the outlet (21) of the combustion chamber (3), the amount of secondary air and air to the nozzles (17) and the sofa nozzles (31) successively decreases, until a further reduction in air supply causes an increase in carbon oxygen (CO) and an increase in combustible components (C) above 5%.

2. System for the optimization of the coal dust combustion process in pulverized coal boilers, including regulating flaps in the pipes of primary air, secondary air and air for ofa and sofa nozzles, equipped with a carbon monoxide sensor and a carbon monoxide meter, a dust sampling probe and a combustible part analyzer in ash, characterized in that it has a programmable controller (23), one control input (In ₁ ) of which is connected to a carbon monoxide (CO) sensor (20) installed at the exhaust outlet (21) of the combustion chamber (3), and the other input control (In ₂ ) is connected to the probe (28) of combustible parts (C) embedded in the flue gas duct after the air heater (2), the programmable controller (23) having a separate set (Zw ₁ -Zw _n ) of outputs for each of the burners (P ₁ -P _n ) of a given pulverized coal boiler, connected to the corresponding control inputs of the actuators (26, 25, 27 and 34) of the control flaps (8, 10, 19 and 33) embedded in the pipes (7, 9, 18 and 32) secondary air, primary air and air to the nozzles (17) and sofa nozzles (31) of a given burner (P ₁ -P _n ), while the third control input (In ₃ ) of the programmable controller (23) is connected to a temperature sensor (24) mounted on the pipeline ( 13) a mixture of pulverized coal with air at its inlet to the combustion