RU2054144C1 - Device for controlling combustion - Google Patents
Device for controlling combustion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2054144C1 RU2054144C1 SU4874579A RU2054144C1 RU 2054144 C1 RU2054144 C1 RU 2054144C1 SU 4874579 A SU4874579 A SU 4874579A RU 2054144 C1 RU2054144 C1 RU 2054144C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- moisture
- fuel
- combustion zone
- amount
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в различных топливосжигающих агрегатах, в которых в качестве окислителя топлива используется атмосферный воздух. The invention relates to energy and can be used in various fuel-burning units, in which atmospheric air is used as a fuel oxidizer.
Известно устройство для сжигания топлива, содержащее каналы для подачи в зону горения топлива, воздуха, а также (для подавления оксидов азота) водяного пара [1]
Известно также устройство для сжигания топлива, содержащее средство подачи в зону горения топлива, воздуха и водяного пара в количестве 20-60% от весового количества подаваемого топлива [2]
Однако при сжигании топлива в известных устройствах никак не учитывается такой параметр атмосферного воздуха, как его влажность. Естественное влагосодержание атмосферного воздуха может изменяться в достаточно широких пределах, вообще говоря, случайным образом. Таким же случайным образом при этом меняется и суммарное количество пара (т.е. пара, содержащегося в подаваемом в зону горения воздухе, и пара, подаваемого отдельно с помощью специального устройства, например, форсунки), подаваемого в зону горения при сжигании топлива в известных устройствах.A device for burning fuel containing channels for supplying to the combustion zone of fuel, air, and also (for suppressing nitrogen oxides) water vapor [1]
It is also known a device for burning fuel, containing means for supplying to the combustion zone of fuel, air and water vapor in an amount of 20-60% of the weight of the supplied fuel [2]
However, when burning fuel in known devices, such atmospheric air parameter as its humidity is not taken into account in any way. The natural moisture content of atmospheric air can vary over a fairly wide range, generally speaking, randomly. In the same random way, the total amount of steam (i.e., the vapor contained in the air supplied to the combustion zone and the steam supplied separately using a special device, for example, a nozzle) supplied to the combustion zone when burning fuel in a known devices.
В связи с этим при сухом атмосферном воздухе (при малой его влажности) количество пара, впрыскиваемого в зону горения согласно известным способом, может оказаться недостаточным для подавления образующихся оксидов азота до необходимого уровня, а при большой влажности атмосферного воздуха рассматриваемое количество пара может оказаться необоснованно большим, что сопряжено со снижением экономичности топливосжигающего агрегата. In this regard, in dry atmospheric air (at low humidity), the amount of steam injected into the combustion zone according to a known method may be insufficient to suppress the formed nitrogen oxides to the required level, and with high humidity of the atmospheric air, the amount of steam considered may be unreasonably large , which is associated with a decrease in the efficiency of the fuel-burning unit.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования процесса горения, содержащее средство подачи воздуха в зону горения, снабженное расходомером воздуха и измерителем его влажности, линию подачи топлива с расходомером топлива, а также вычислительный блок, входы которого связаны с измерителем влажности и расходомерами топлива и воздуха [3] Однако известное устройство не позволяет целенаправленно регулировать количество подаваемой в зону горения влаги (пара или воды) в зависимости от величины влажности атмосферного воздуха, что приводит к снижению экономичности работы топливосжигающего агрегата. The closest in technical essence to the proposed one is a device for regulating the combustion process, containing means for supplying air to the combustion zone, equipped with an air flow meter and a meter for its moisture, a fuel supply line with a fuel meter, and a computing unit, the inputs of which are connected to a moisture meter and flow meters fuel and air [3] However, the known device does not allow to purposefully control the amount of moisture (steam or water) supplied to the combustion zone, depending on the value lazhnosti atmospheric air, which reduces the efficiency of the fuel combusting unit.
Целью изобретения является обеспечение экономичности регулирования при снижении оксидов азота в продуктах сгорания до необходимого уровня. The aim of the invention is to ensure the efficiency of regulation while reducing nitrogen oxides in the combustion products to the required level.
Достигается это тем, что устройство регулирования процесса горения, содержащее средство подачи воздуха в зону горения, снабженное расходомером воздуха и измерителем его влажности, линию подачи топлива в зону горения с расходомером топлива, а также вычислительный блок, входы которого связаны с измерителем влажности и расходомерами топлива и воздуха, снабжено источником влаги, причем последний своим входом подключен к выходу вычислительного блока. This is achieved by the fact that the device for regulating the combustion process, comprising means for supplying air to the combustion zone, equipped with an air flow meter and a meter for its moisture content, a line for supplying fuel to the combustion zone with a fuel flow meter, as well as a computing unit whose inputs are connected to a moisture meter and fuel flow meters and air, equipped with a source of moisture, the latter being connected by its input to the output of the computing unit.
В качестве влаги, подаваемой в зону горения, может использоваться как вода, так и водяной пар. As the moisture supplied to the combustion zone, both water and water vapor can be used.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, чтобы при сжигании определенного количества топлива вводить в зону горения такое и только такое количество влаги, которое обеспечивает снижение концентрации оксидов азота в продуктах сгорания до определенного уровня, например такого, который при данных метеоусловиях обеспечивает такую концентрацию оксидов азота в воздушном бассейне, которая не превышает ПДК (предельно допустимую концентрацию). Отметим, что при различных метеоусловиях (скорости ветра, температуры окружающей среды и т.д.) рассеивание продуктов сгорания в атмосфере происходит по-разному, соответственно разной будет и концентрация вредных веществ в окружающем воздухе. The essence of the invention is that when burning a certain amount of fuel to enter into the combustion zone such and only such an amount of moisture that provides a decrease in the concentration of nitrogen oxides in the combustion products to a certain level, for example, one that under these weather conditions provides such a concentration of nitrogen oxides in air basin, which does not exceed the MPC (maximum permissible concentration). Note that under different weather conditions (wind speed, ambient temperature, etc.), the dispersion of combustion products in the atmosphere occurs in different ways, respectively, the concentration of harmful substances in the surrounding air will also be different.
Согласно изобретению, водотопливное отношение (т.е. отношение массы вводимой в зону горения влаги к массе сжигаемого топлива) выбирается оптимальным с точки зрения обеспечения наиболее экономичного процесса горения (поскольку введение влаги ведет к снижению КПД топливосжигающего агрегата) при одновременном снижении концентрации оксидов азота до необходимого уровня, причем количество искусственно вводимой влаги выбирается с учетом того количества влаги, которая поступает в зону горения вместе с атмосферным воздухом. According to the invention, the water-fuel ratio (i.e., the ratio of the mass of moisture introduced into the combustion zone to the mass of fuel burned) is selected optimal from the point of view of ensuring the most economical combustion process (since the introduction of moisture leads to a decrease in the efficiency of the fuel-burning unit) while reducing the concentration of nitrogen oxides to the required level, and the amount of artificially introduced moisture is selected taking into account the amount of moisture that enters the combustion zone with atmospheric air.
Качественно картина выглядит следующим образом: при более высокой влажности воздуха вместе с ним в зону горения поступает и большее количество влаги, следовательно, количество искусственно вводимой влаги должно быть соответственно уменьшено (чтобы общее, суммарное количество вводимой влаги обеспечивало оптимальное водотопливное отношение), и наоборот, при более низкой влажности воздуха количество искусственно подаваемой влаги должно быть соответственно увеличено. Qualitatively, the picture is as follows: at higher air humidity, a greater amount of moisture enters the combustion zone with it, therefore, the amount of artificially introduced moisture must be accordingly reduced (so that the total, total amount of introduced moisture provides an optimal water-fuel ratio), and vice versa, at lower air humidity, the amount of artificially supplied moisture should be increased accordingly.
Оптимальное количество суммарного пара определялось следующим образом. Эксперименты, проведенные на паровом котле ТГМ-84 при температуре атмосферного воздуха +5оС и относительной влажности 75% показали, что оптимальное паротопливное отношение равно 0,20-0,65. Известно, что при +5оС в 1 м3 воздуха может содержаться до 6,8 г влаги в виде пара.The optimal amount of total steam was determined as follows. Experiments conducted in the steam boiler 84 at a TBI-air temperature +5 C and 75% relative humidity showed that the optimum ratio is parotoplivnoe 0,20-0,65. It is known that at +5 o C in 1 m 3 of air can contain up to 6.8g of moisture in vapor form.
При относительной влажности 75% абсолютная влажность в данном случае составляет 6,8·0,75 5,1 г/м3.At a relative humidity of 75%, the absolute humidity in this case is 6.8 · 0.75 5.1 g / m 3 .
Для сжигания 1 кг газа необходимо 9,8 м3 воздуха. В этом количестве воздуха содержится 9,8·5,1 50 г влаги (пара).To burn 1 kg of gas, 9.8 m 3 of air is required. This amount of air contains 9.8 · 5.1 50 g of moisture (steam).
Таким образом, суммарное количество пара, поступающее в котел ТГМ-84, приходящееся не единицу массы топлива, составило:
0,20 + 0,05 0,060 + 0,05 или 0,25 0,65 г.Thus, the total amount of steam entering the TGM-84 boiler, which is not a unit mass of fuel, was:
0.20 + 0.05 0.060 + 0.05 or 0.25 0.65 g.
Часть этой влаги в виде пара подается в зону горения вместе с атмосферным воздухом. Количество этой влаги (назовем ее естественной влагой) зависит от абсолютной влажности подаваемого воздуха. Другая часть, дополнительная к первой, подается в зону горения искусственно с помощью специального устройства, например форсунки (назовем эту влагу искусственной). Количество впрыскиваемой искусственной влаги выбирается таким образом, что суммарное, общее количество естественной и искусственной влаги (пара) составляло 0,25-0,65 от количества (массы) подаваемого топлива. Для этого, согласно предлагаемому изобретению измеряются расходы подаваемого в зону горения топлива Gт и воздуха Gвозд., а также абсолютная влажность "а" атмосферного воздуха в текущий момент. Расход искусственно вводимой в зону горения влаги Gвл. определяется из соотношения:
Gвл. (0,25-0,65)Gт-Gвозд ·а
На чертеже приведена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого изобретения.Part of this moisture in the form of steam is fed into the combustion zone together with atmospheric air. The amount of this moisture (let's call it natural moisture) depends on the absolute humidity of the supplied air. Another part, additional to the first, is fed into the combustion zone artificially using a special device, such as a nozzle (let's call this moisture artificial). The amount of injected artificial moisture is selected in such a way that the total, total amount of natural and artificial moisture (steam) was 0.25-0.65 of the amount (mass) of fuel supplied. For this, according to the invention , the flow rates of fuel G t and air G air supplied to the combustion zone are measured . , as well as the absolute humidity "a" of atmospheric air at the current moment. Consumption of moisture artificially introduced into the combustion zone G ow. determined from the ratio:
G ow. (0.25-0.65) G t -G air · a
The drawing shows a block diagram of a device for implementing the invention.
Устройство содержит источник 1 влаги (воды или пара), выполненный с возможностью подачи влаги в зону 2 горения через регулятор 3 подачи влаги, источник 4 топлива, связанный через расходомер 5 топлива с зоной 2 горения, средство 6 подачи воздуха, которое через расходомер 7 и измеритель 8 влажности воздуха связано с зоной 2 горения. Устройство содержит также вычислительный блок 9, входы которого связаны с измерителем 8 влажности воздуха и расходомерами топлива 5 и воздуха 7, а выход с регулятором 3 подачи влаги. The device comprises a moisture source 1 (water or steam) configured to supply moisture to the combustion zone 2 through the moisture supply controller 3, a fuel source 4 connected through the fuel flow meter 5 to the combustion zone 2, air supply means 6, which through the flow meter 7 and air humidity meter 8 is connected to the combustion zone 2. The device also contains a computing unit 9, the inputs of which are connected to a meter 8 of air humidity and fuel flow meters 5 and air 7, and an output with a moisture supply regulator 3.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Расходомер 7 измеряет количество воздуха, подаваемого средством 6 в зону 2 горения, а измеритель 8 измеряет абсолютную влажность этого воздуха. Информация от расходомера 7 и измерителя 8 поступает на входы вычислительного блока 9. Одновременно в этот же блок 9 поступает информация от расходомера 5 о расходе топлива, подаваемого через него от источника 4 топлива в зону 2 горения. The flow meter 7 measures the amount of air supplied by the means 6 to the combustion zone 2, and the meter 8 measures the absolute humidity of this air. Information from the flow meter 7 and the meter 8 is fed to the inputs of the computing unit 9. At the same time, the same unit 9 receives information from the flow meter 5 about the flow of fuel supplied through it from the fuel source 4 to the combustion zone 2.
Вычислительный блок 9 определяет количество пара (влаги), поступающего в зону 2 горения вместе с атмосферным воздухом (путем умножения величины количества подаваемого воздуха на его абсолютную влажность). Computing unit 9 determines the amount of steam (moisture) entering the combustion zone 2 together with atmospheric air (by multiplying the amount of supplied air by its absolute humidity).
После этого блок 9 вычисляет количество пара или воды, которое необходимо подать с помощью специального средства (не показано) из источника 1 через регулятор 3 в зону 2 горения по формуле:
Gвл (0,25-0,65)Gт-Gвозд.·а
Абсолютная влажность воздуха меняется в зависимости от времени года (летом абсолютная влажность выше, чем зимой), от времени суток (днем в среднем выше, чем ночью), погодных условий (во время дождя влажность выше, чем в солнечный день) и т.д.After that, block 9 calculates the amount of steam or water that must be supplied using a special tool (not shown) from source 1 through regulator 3 to combustion zone 2 according to the formula:
G ow (0.25-0.65) G t -G air. ·a
The absolute humidity varies depending on the time of the year (in summer the absolute humidity is higher than in winter), on the time of day (on average higher during the day than at night), weather conditions (during rain the humidity is higher than on a sunny day), etc. .
Предлагаемое устройство позволяет оперативно изменять количество искусственной влаги в зависимости от текущих значений абсолютной влажности атмосферного воздуха и тем самым поддерживать оптимальное значение водотопливного отношения. Экономичность топливосжигающего агрегата при этом оказывается максимально возможной: при меньшей времени водотопливного отношения концентрация оксидов азота будет выше необходимого уровня (что недопустимо по соображениям экологии), а при большей экономичность необоснованно снизится. The proposed device allows you to quickly change the amount of artificial moisture, depending on the current values of the absolute humidity of atmospheric air and thereby maintain the optimal value of the water-fuel ratio. The efficiency of the fuel-burning unit in this case turns out to be the maximum possible: with a shorter water-fuel ratio, the concentration of nitrogen oxides will be higher than the required level (which is unacceptable for environmental reasons), and with a greater efficiency, it will unreasonably decrease.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет регулировать процесс горения при снижении концентрации оксидов азота в продуктах сгорания путем ввода влаги в зону горения оптимальным (с точки зрения экономичности) образом. Thus, the present invention allows to control the combustion process while reducing the concentration of nitrogen oxides in the combustion products by introducing moisture into the combustion zone in an optimal (from the point of view of economy) way.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4874579 RU2054144C1 (en) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | Device for controlling combustion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4874579 RU2054144C1 (en) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | Device for controlling combustion |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2054144C1 true RU2054144C1 (en) | 1996-02-10 |
Family
ID=21540763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4874579 RU2054144C1 (en) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | Device for controlling combustion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2054144C1 (en) |
-
1990
- 1990-10-17 RU SU4874579 patent/RU2054144C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Лукошявичус В.П. и др. "О факторах, влияющих на эффективность подавления образования окислов азота вводом влаги в зону горения, "Теплоэнергетика", 1986 N 7, с. 9 - 12. 2. Цирульников Л.М. и др. Сокращение вредных выбросов в атмосферу от тепловых электростанций и крупных котельных, сжигающих газ и мазут, путем впрыска воды в топку. Обзор, Ташкент, УзНИИНТИ, 1988, с. 15, 21, 22, 29, 31. 3. Авторское свидетельство СССР N 706653, М.кл. F 23N 1/02, 1979. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2266591A1 (en) | Fuel control system for an internal combustion engine using an aqueous fuel emulsion | |
| JPS5535885A (en) | Combustion method capable of minimizing production of nitrogen oxide and smoke | |
| JPS5744752A (en) | Method of controlling air fuel ratio of internal combustion engine | |
| NO20011756L (en) | Method and apparatus for reducing gas turbine emissions | |
| JPS57143142A (en) | Controller for engine | |
| ES8600491A1 (en) | Controlling a fuel/air ratio of a fuel/air mixture for a combustion process. | |
| DE59401743D1 (en) | Method for controlling and / or regulating a heating system equipped with a solid fuel boiler | |
| RU2054144C1 (en) | Device for controlling combustion | |
| DE69610670T2 (en) | Process for controlling combustion in a boiler with a vibrating grate | |
| FR2788839B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING A GAS FUEL CURRENT | |
| CA2077491A1 (en) | Staged combustion of fuel or sludge to reduce nitrous oxide emission | |
| JPS5556514A (en) | Method of automatic combustion control for refuse incinerating furnace | |
| CA2271917A1 (en) | Operational process and its improved control system of a secondary air burner | |
| JPS52113426A (en) | Methanol quality-improved gas engine system | |
| BRPI0409830A (en) | method for treating aluminum in a furnace and using laser diode | |
| JPS5582226A (en) | Method of controlling air/fuel ratio | |
| Chass et al. | Los Angeles County acts to control emissions of nitrogen oxides from power plants | |
| JPS6438522A (en) | Gas turbine combustor | |
| ATE75536T1 (en) | METHOD OF ADJUSTING THE AMOUNT OF HEAT SUPPLIED TO LOADS IN A HEATING SYSTEM AND CONTROLS. | |
| JP2000121044A (en) | CONTROLLER FOR MOISTURE SUPPLY IN NOx REDUCING UNIT | |
| SU1760147A1 (en) | Diesel heat power plant and method of operation | |
| SU922435A2 (en) | Method of regulating the burning of fuel-air mixture | |
| SU1252611A2 (en) | Method of burning fuel | |
| JPS5728903A (en) | Method for controlling air feed rate for combustion | |
| JPS56163291A (en) | Recovering method for combustible exhaust gas from aluminum electrolytic cell |