PL220947B3 - Sposób regulacji procesów spalania w kotłach centralnego ogrzewania zasilanych paliwem stałym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji procesów spalania w kotłach centralnego ogrzewania zasilanych paliwem stałym, stanowiący uzupełnienie wynalazku opatentowanego za nr PL 217920.

Znany jest sposób regulacji procesów spalania w kotłach centralnego ogrzewania, przedstawiony w opisie głównym wynalazku według zgłoszenia P.391042, w którym na podstawie pomiarów temperatury reguluje się ilość wprowadzanego paliwa stałego oraz ilość doprowadzanego powietrza, a parametry energetyczne spalania ustala się na poziomie odniesienia właściwym dla rodzaju paliwa stałego i typu kotła. W czasie procesu spalania mierzy się temperaturę medium grzewczego i temperaturę produktu spalania w co najmniej jednym miejscu w warstwie spodniej w strefie dopalania paliwa stałego a następnie porównuje temperaturę medium grzewczego z temperaturą zadaną, zaś odchyłkę tej temperatury na podstawie algorytmu właściwego dla danego kotła, uwzględniającego temperaturę produktu spalania, przekształca się w impuls zmiany nastaw strumienia paliwa stałego i/lub powietrza. W odmianie sposobu temperaturę produktu spalania mierzy się w strefie popiołu lub w obszarze granicznym strefy dopalania paliwa stałego i strefy popiołu, a algorytm właściwy dla danego kotła uwzględnia odpowiadającą sobie w czasie temperaturę produktu spalania w strefie popiołu i temperaturę produktu spalania w strefie dopalania paliwa stałego, modyfikując odpowiednio ilość dostarczanego paliwa.

Sposób regulacji procesów spalania w kotłach centralnego ogrzewania zasilanych paliwem stałym, według wynalazku, w którym parametry energetyczne spalania ustala się na poziomie odniesienia właściwym dla rodzaju paliwa stałego i typu kotła, a proces spalania reguluje się przez zmianę ilości wprowadzanego paliwa stałego oraz zmianę ilości doprowadzanego powietrza na podstawie pomiarów temperatury, przy czym mierzy się temperaturę medium grzewczego i temperaturę produktu spalania w co najmniej jednym miejscu w jego warstwie spodniej w strefie dopalania paliwa stałego lub dodatkowo mierzy się temperaturę produktu spalania w strefie popiołu, a następnie porównuje temperaturę medium grzewczego z temperaturą zadaną, zgodnie z patentem nr PL217920 zgłoszenie nr P.391042), charakteryzuje się tym, że mierzy się ilość wprowadzanego do procesu powietrza pierwotnego lub dodatkowo powietrza wtórnego po czym porównuje zmierzoną ilość powietrza pierwotnego lub ilość łączną powietrza pierwotnego i wtórnego z ilością zadaną, a następnie na podstawie algorytmu właściwego dla danego kotła przekształca w impuls zmiany nastaw strumienia paliwa stałego i/lub powietrza, przy czym algorytm uwzględnia odpowiednią odchyłkę ilości powietrza pierwotnego lub powietrza pierwotnego i wtórnego i znane odchyłkę temperatury medium grzewczego oraz temperaturę produktu spalania lub dodatkowo odpowiadającą jej w czasie temperaturę produktu spalania w strefie popiołu.

Sposób według wynalazku oparty jest na pomiarze dwóch parametrów - temperatury, mierzonej w istotnych dla procesu regulacji spalania miejscach w kotle oraz ilości wprowadzonego do procesu powietrza. Informacja o aktualnej ilości powietrza dostarczonego do komory spalania w powiązaniu ze znaną ilością dostarczonego paliwa, pozwala na kontrolę warunków spalania, co z kolei umożliwia optymalizację procesu, a w efekcie powoduje mniejsze zużycie paliwa oraz ogranicza emisję szkodliwych produktów. Ponadto zmniejsza wpływ na proces spalania warunków atmosferycznych np. wiatru i ciśnienia, a także innych czynników np. warunków technicznych w rodzaju ciągu komina, jego przekroju, czy też zastosowanych urządzeń. Wpływa to na uproszczenie układów pomiarowych, i eliminuje konieczność stosowania sond do pomiaru składu spalin, których stosowanie w przypadku paliw stałych jest problematyczne ze względu na błędy pomiaru wynikające z ich zanieczyszczenia.

Przykładowy sposób regulacji procesów spalania w kotłach centralnego ogrzewania zasilanych paliwem stałym zachodzi w kotle wyposażonym w ruszt. Stan procesu spalania jest dynamiczny i może być zmieniany przez różne działania, a w szczególności przez zmianę parametrów nastawczych temperatury, ilości doprowadzanego powietrza, parametrów energetycznych wynikających z jakości i ilości węgla, jak i czynników eksploatacyjnych związanych z zanieczyszczeniem i zużyciem kotła. W celu monitorowania i ciągłego sterowania procesem definiuje się algorytm modelowy procesu uwzględniający zmiany temperatury oraz zapotrzebowanie na ilość powietrza niezbędną dla procesu w określonych warunkach wynikających ze zmian wyżej przedstawionych czynników.

Sposób według wynalazku przedstawiono bliżej na podstawie przykładowego układu. W sposobie parametry energetyczne spalania ustala się na poziomie odniesienia właściwym dla rodzaju paliwa stałego i typu kotła. Czujnik temperatury T1 umieszczony w członie grzewczym 2 kotła 1 mierzy temperaturę t_mg medium grzewczego, a co najmniej jeden czujnik C1 umieszczony w komorze spalania 3

PL 220 947 B3 kotła 1 w strefie dopalania paliwa stałego mierzy temperaturę t_sp w co najmniej jednym miejscu w warstwie spodniej produktu spalania. Pomiar temperatury t_sp produktu spalania prowadzi się w obszarze granicznym strefy dopalania paliwa stałego i strefy popiołu. W odmianie sposobu według wynalazku, mierzy się dodatkowo czujnikiem C2 temperaturę t_p produktu spalania w strefie popiołu, przy czym jest ona nośnikiem informacji charakteryzujących wartość opałową paliwa. Natomiast miernik C3 mierzy ilość powietrza pierwotnego wprowadzonego do komory spalania 3 lub opcjonalnie miernik C4 mierzy ilość wprowadzonego do niej powietrza wtórnego.

Ze sterownikiem sumująco-przetwarzającym 4 są sprzężone czujniki temperatury C1 i T1 oraz mierniki powietrza pierwotnego C3 i wtórnego C4, przy czym sterownik porównuje temperaturę t_mg medium grzewczego z temperaturą zadaną oraz porównuje zmierzoną ilość powietrza pierwotnego p_p lub ilość łączną powietrza pierwotnego p_p i wtórnego p_w z ilością zadaną, a następnie na podstawie algorytmu właściwego dla danego kotła uwzględniającego odpowiednią odchyłkę ilości powietrza pierwotnego Ap_p lub powietrza pierwotnego i wtórnego Ap_pw oraz temperaturę t_sp produktu spalania i odchyłkę temperatury At_mg, medium grzewczego przekształca w impuls zmiany nastaw strumienia paliwa stałego i/lub powietrza.

W odmianie sposobu, gdzie czujnik temperatury C2, również sprzężony ze sterownikiem sumująco-przetwarzającym 4, mierzy dodatkowo temperaturę w strefie popiołu, algorytm uwzględnia odpowiadające sobie w czasie temperaturę t_p produktu spalania w strefie popiołu i temperaturę t_sp produktu spalania w strefie dopalania paliwa stałego.

Sterownik sumująco-przetwarzający 4, w zależności od ustaleń zdefiniowanych przez program, przesyła sygnał do połączonych z nim po stronie wyjściowej, sterownika M1 odbiornika podajnika paliwa stałego np. węgla lub do sterownika M2 sterującego regulatorami R1 i R2 dopływu powietrza wtórnego i powietrza pierwotnego, powodując wzrost lub ograniczenie ilości dostarczanego do komory spalania 3 kotła 1 paliwa i/lub zmianę ilości dostarczanego do procesu powietrza.

Claims (1)

1. Sposób regulacji procesów spalania w kotłach centralnego ogrzewania zasilanych paliwem stałym, w którym parametry energetyczne spalania ustala się na poziomie odniesienia właściwym dla rodzaju paliwa stałego i typu kotła, a proces spalania reguluje przez zmianę ilości wprowadzanego paliwa stałego oraz zmianę ilości doprowadzanego powietrza na podstawie pomiarów temperatury, przy czym mierzy się temperaturę t_mg medium grzewczego i temperaturę produktu spalania t_sp w co najmniej jednym miejscu w jego warstwie spodniej w strefie dopalania paliwa stałego lub mierzy się temperaturę t_p produktu spalania w strefie popiołu, a następnie porównuje temperaturę t_mg medium grzewczego z temperaturą zadaną, według patentu nr PL 217920 (zgłoszenie nr P.391042), znamienny tym, że mierzy się ilość wprowadzanego do procesu powietrza pierwotnego p_p lub dodatkowo powietrza wtórnego p_w, po czym porównuje zmierzoną ilość powietrza pierwotnego p_p lub ilość łączną powietrza pierwotnego p_p i wtórnego p_w z ilością zadaną a następnie na podstawie algorytmu właściwego dla danego kotła przekształca w impuls zmiany nastaw strumienia paliwa stałego i/lub powietrza, przy czym algorytm uwzględnia odpowiednią odchyłkę ilości powietrza pierwotnego Ap_p lub powietrza pierwotnego i wtórnego Ap_pw i znane odchyłkę temperatury At_mg, medium grzewczego oraz temperaturę t_sp produktu spalania lub dodatkowo odpowiadającą jej w czasie temperaturę t_p produktu spalania w strefie popiołu.