RU2397408C2 - Способ и аппаратура для наблюдения и контроля за стабильностью горелки топочного нагревателя - Google Patents

Способ и аппаратура для наблюдения и контроля за стабильностью горелки топочного нагревателя Download PDF

Info

Publication number
RU2397408C2
RU2397408C2 RU2007117758/06A RU2007117758A RU2397408C2 RU 2397408 C2 RU2397408 C2 RU 2397408C2 RU 2007117758/06 A RU2007117758/06 A RU 2007117758/06A RU 2007117758 A RU2007117758 A RU 2007117758A RU 2397408 C2 RU2397408 C2 RU 2397408C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
specified
traction
burner
draft
function
Prior art date
Application number
RU2007117758/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007117758A (ru
Inventor
Уильям Лэрри ГАМИЛЬТОН (US)
Уильям Лэрри ГАМИЛЬТОН
Грегори Линн ДЖОНСОН (US)
Грегори Линн ДЖОНСОН
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of RU2007117758A publication Critical patent/RU2007117758A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2397408C2 publication Critical patent/RU2397408C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
    • F23N5/184—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/04—Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught
    • F23N1/042—Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2209/00—Safety arrangements
    • F23D2209/20—Flame lift-off / stability
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/04—Measuring pressure

Abstract

Изобретение включает в себя способ и аппаратуру контроля за стабильностью горелки, предпочтительно горелки с низким уровнем NОх, нагревателя с естественной тягой. Способ включает в себя измерение тяги за определенный период времени и генерирование измеренного выходного сигнала, из которого определяется функция тяги, которая определяет соотношение между тягой и временем продолжения указанного временного периода. Определяется величина стабильности горелки, которая отображает стабильную работу горелки. Функция тяги сравнивается с величиной стабильности горелки для определения разностной величины, и работа топочного нагревателя регулируется в качестве ответного действия на разностную величину. Аппаратура включает в себя устройство для измерения тяги за определенный период времени и устройство для генерирования измеренного выходного сигнала, из которого определяется функция тяги, которая пропорциональна циклическому изменению тяги на протяжении определенного периода времени. Изобретение позволяет повысить надежность контроля за стабильностью горелки. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к методу и аппаратуре для наблюдения и контроля за стабильностью горелки топочного нагревателя.
Уровень техники
В результате наличия стандартов для окружающей среды, относящихся к ограничению выброса в атмосферу аксидов азота (NOx), промышленность оборудовала много своих действующих нагревательных печей и котлов горелками с низким уровнем NOx, чтобы сократить выбросы NOx. Горелки с низким уровнем NOx специально сконструированы так, чтобы обеспечить сгорание топлива с низким выходом и выбросом NOx. Один из методов, посредством которого горелки достигают низкого уровня NOx, заключается в конструкции горелок, обеспечивающей низкое превышение воздуха, чтобы ограничить количество кислорода, необходимого для топливного газа в наконечниках горелки. Это ограничение необходимого кислорода предусматривает более низкую температуру сгорания, более низкую скорость горения топлива и расширенный фронт горения, производящий меньше NOx.
Проблема, которая обнаружилась при использовании горелок с низким уровнем NOx в топках с естественной тягой, заключается в том, что работа указанной горелки менее стабильна, чем работа других обычных типов горелок. Эта нестабильность может иметь в результате и при определенных рабочих условиях имеет как результат срыв пламени или вспышку. Это условие вспышки может повлиять на процесс, вызвав разрушения, и является опасным в связи с потенциальной возможностью взрыва. Имеются различные методы для определения, когда произойдет срыв пламени горелки, но не имеется удовлетворительных методов, предсказывающих, когда пламя горелки готово к срыву, чтобы предусмотреть корректирующее действие для предотвращения этого явления. Более того, слежение за пламенем в нагревателях с естественной тягой является дорогостоящим, ненадежным и пока широко не практикуемым, поэтому желательно найти надежные и экономичные методы наблюдения за состоянием пламени горелок в нагревателях с естественной тягой.
Раскрытие изобретения
Соответственно, цель изобретения - предоставить способ и аппаратуру для наблюдения за работой действующего нагревателя, чтобы предотвратить потенциальный или неминуемый срыв пламени его горелки.
Другая цель изобретения - предоставить способ и аппаратуру для контроля работы горелок топочной камеры, чтобы предотвратить срыв пламени горелки.
В соответствии с изобретением указанный способ предусмотрен для контроля за состоянием стабильности горелки топочного нагревателя, управляемого для обеспечения тяги. Этот способ включает в себя измерение тяги в течение определенного периода времени и генерирование измеренного выходного сигнала, из которого определяется функция тяги, которая устанавливает соотношение между тягой и временем в продолжении определенного временного периода. Величина стабильности горелки определяется для отображения стабильной работы горелки. Функция тяги сравнивается с величиной стабильности горелки, и работа топочного нагревателя регулируется в качестве ответного действия на разницу между функцией тяги и величиной стабильности горелки.
В соответствии с другим изобретением аппаратура предусмотрена для контроля стабильности горелки топочного нагревателя, управляемого для обеспечения тяги. Эта аппаратура включает в себя средство для измерения тяги в течение определенного периода времени и средство для генерирования измеренного выходного сигнала, из которого определяется функция тяги, которая устанавливает соотношение между тягой и временем в продолжение определенного временного периода. Дополнительно включено средство для сравнения функции тяги с установленной величиной стабильности горелки, отображающей работу стабильной горелки, для определения отклонения от стабильной работы и средство для регулирования работы топочного нагревателя в качестве ответного действия на величину отклонения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 схематически показывает топочный нагреватель, оборудованный по меньшей мере одной горелкой, и систему наблюдения и контроля.
Фиг.2 показывает блок-схему с рядом элементов устройства по обработке сигналов одного варианта осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Это изобретение относится к методу и аппаратуре для наблюдения за стабильностью горелки или горелок топочного нагревателя, и дополнительно оно относится к контролю работы топочного нагревателя или горелок топочного нагревателя, чтобы поддерживать стабильность горелок для предотвращения срыва пламени горелки.
Топочным нагревателем, относящимся к указанным аппаратуре и методу контроля, может быть любой обычный топочный нагреватель или котел, известный специалистам в данной области техники. Отдельным типом топочного нагревателя, рассматриваемым в этом изобретении, является топочный нагреватель с естественной тягой, который использует тягу, созданную разностью плотности горячих газообразных продуктов сгорания топочного нагревателя и холодного наружного воздуха в верхней части дымовой трубы этого нагревателя. Обычно топочный нагреватель с естественной тягой включает в себя радиационную секцию, конвекционную секцию и дымовую трубу. Радиационная секция топочного нагревателя оборудована одной или большим количеством горелок, каждая из которых определяет зону горения и является средством для сжигания топлива, такого как углеводородный газ или углеводородная жидкость. Горелка для эксплуатации может быть расположена в нижней части или в стенке радиационной секции топочного нагревателя.
При сжигании горелкой в топочном нагревателе углеводородов с воздухом как источником кислорода образуются оксиды азота (NOx) из окиси азота (NO) и диоксида азота (NO2). Оксиды азота образуются, прежде всего, в зоне высокой температуры топочной камеры, где имеются достаточные концентрации азота и кислорода. Заботясь о защите окружающей среды, желательно сократить уровень NOx, образующихся при работе топочного нагревателя, причем имеется ряд способов, с помощью которых это выполнимо. Одним из этих способов является использование новейших конструкций горелок и технологий использования горелок, которые обеспечивают низкий выход NOx при сжигании углеводородов.
При сравнении с обычными горелками так называемые горелки с низким уровнем NOx обеспечивают при их использовании уменьшенное образование NOx. Одним из способов, которым указанные горелки с низким уровнем NOx достигают этого, является обеспечение ограничения кислорода, необходимого для топливного газа в наконечниках горелки, или обеспечение низкого превышения воздуха при сгорании топливного газа. Различные типы горелок с низким уровнем NOx были описаны, например, в следующих патентах США: U.S. Patent 4,004,875; U.S. 4,257,763; U.S. 4,347,052; U.S. 5,073,105; U.S. 6,422,858 и U.S. 6,616,442. Эти патентные публикации таким образом включены сюда в виде ссылки.
Проблемой, связанной с использованием горелок с низким уровнем NOx в топочных нагревателях и, в частности, в нагревателях с естественной тягой, является то, что низкое превышение воздуха, используемого при сгорании топлива, происходит при менее стабильной работе горелки. Эта сниженная стабильность часто может быть результатом ситуации со срывом пламени во время работы топочного нагревателя, оборудованного горелкой с низким уровнем NOx. Ситуация со срывом пламени может быть одновременно разрушительной для хода процесса, относящегося к топочному нагревателю, и опасной. Желательно, таким образом, уметь предсказать, когда ситуация со срывом пламени неминуема, чтобы принять корректирующие меры для предотвращения этого.
Было обнаружено, что при работе топочного нагревателя с естественной тягой, который оборудован горелками с низким уровнем NOx, имеются определенные рабочие условия или характеристики, которые могут предсказывать возможный или неминуемый срыв пламени горелок. А именно, характерным рабочим условием, обнаруженным в качестве предсказывающего неминуемый срыв пламени, является частота, с которой колеблется тяга топочного нагревателя за единицу времени, и амплитуда флуктуации тяги. При использовании здесь термин «тяга» определяется как разность давлений между давлением в нижней части топочного нагревателя, применяющего горелку с низким уровнем NOx, и атмосферным давлением.
Во время работы топочного нагревателя, оборудованного горелкой, тяга нагревателя может быть измерена за определенный период времени. Из этой измеренной величины можно определить функциональное соотношение между изменением тяги и данным периодом времени. Как указано выше, было обнаружено, что стабильность горелки может быть предсказана путем наблюдения за частотой, с которой тяга меняется, и за амплитудой этих изменений. Это соотношение определяется здесь как «функция тяги».
Определение стабильности горелки топочного нагревателя может зависеть от особенностей оборудования и его конфигурации, но, как правило, обнаружено, что, когда функция тяги такова, что тяга нагревателя колеблется на уровне примерно выше 1 Гц (герц, циклы в секунду) с амплитудой циклов тяги нагревателя, примерно превышающей 0,4671 мм рт.ст. (0,25 дюймов вод.ст.), работа горелки начинает становиться нестабильной. Таким образом, используемый здесь термин «величина стабильности горелки» означает величину, отображающую нестабильную работу горелки. Величина стабильности горелки может быть представлена функцией тяги, которая характеризуется как имеющая время цикла колебаний в тяге, превышающей 1 Гц, с колебаниями тяги нагревателя, превышающими 0,4671 мм рт.ст. (0,25 дюймов вод.ст.). Более типично, что величина стабильности горелки, при которой работа нагревателя становится неприемлемой, является таковой, когда циклическое время колебаний тяги нагревателя превышает 1 Гц или даже превышает 2 Гц, а амплитуда колебаний тяги нагревателя превышает 0,5605 мм рт.ст. (0,3 дюймов вод.ст.), и более типично, когда колебания превышают 0,7473 мм рт.ст. (0,40 дюймов вод.ст.).
Для контроля стабильности горелки топочного нагревателя, управляемого для обеспечения тяги нагревателя, эта тяга измеряется за определенный период времени, чтобы определить функцию тяги, как указано выше. Эта измеренная функция тяги затем сравнивается с величиной стабильности горелки, чтобы специальная аппаратура топочного нагревателя определила, работает ли горелка при нестабильных условиях, которые потенциально могут привести к срыву пламени горелки. Если сравнение между величиной функции тяги и величиной стабильности горелки указывает, что аппаратура топочного нагревателя работает в условиях нестабильности горелки, может быть произведена регулировка работы топочного нагревателя, чтобы вернуть его к стабильным рабочим условиям. Эта регулировка выполняется, таким образом, как ответное действие на разность между величиной стабильности горелки, являющейся показателем нестабильности работы топки или горелки, и измеренной функцией тяги.
Это ответное действие на нестабильные рабочие условия может включать в себя только контроль или наблюдение за работой горелки, чтобы определить, будет ли срыв пламени или уже имеется срыв пламени. Однако, как правило, желательно произвести регулировку работы топочного обогревателя или горелки, или их обоих, чтобы вернуть работу топочного нагревателя к стабильным рабочим условиям. Можно использовать любой тип или метод регулировки, известный специалистам, который обеспечит возвращение топочного нагревателя к работе со стабильными условиями работы горелки. Многие топочные нагреватели с естественной тягой оборудованы регуляторами тяги, расположенными в дымовой трубе топочного нагревателя, и основная мера по регулировке тяги - это соответствующее изменение позиции регулятора тяги для обеспечения стабильной работы горелки. Другая мера, которая может быть принята в качестве ответного действия на нестабильные рабочие условия, заключается в регулировке количества воздуха, необходимого горелке для сжигания топлива, вводимого в горелку. Также могут быть отрегулированы состав топлива и скорость, с которой топливо поступает в горелку.
В один из вариантов осуществления изобретения включено использование высокочастотного инерционного датчика давления как измерительного устройства для измерения тяги за определенный период времени и генерирования измеренного выходного сигнала, определяющего фактическую функцию тяги, показываемой топочным нагревателем. Частоты изменений тяги, предполагаемых в типовом топочном нагревателе, делают использование высокочастотного датчика давления важной особенностью этого изобретения. Амплитудно-частотная характеристика высокочастотного датчика давления должна быть достаточной, чтобы делать возможным измерение предполагаемых изменений тяги. Как было указано выше, величина стабильности горелки, при которой работа нагревателя находится в нестабильном состоянии, как правило, является таковой, когда фактическая функция тяги характеризуется как имеющая колебания тяги, превышающие 1 Гц, что показывает превышение амплитуд 0,4671 мм рт.ст. (0,25 дюймов вод.ст.). Предполагая, что значение величин стабильности горелки рассматривается методом этого изобретения, датчик давления должен быть способен измерять величины тяги от таких низких, как 0,0934 мм рт.ст. (0,05 дюймов вод.ст.), и которые показывают колебания тяги, частота которых превышает 5 Гц, или превышает 10 Гц, или даже превышает 30 Гц.
Измеренный выходной сигнал, генерированный устройством измерения тяги, может быть обработан средством обработки сигнала, которое обрабатывает измеренный выходной сигнал, чтобы генерировать расчетный выходной сигнал, представляющий собой квадратный корень средней величины измеренного выходного сигнала. Этим средством обработки сигнала может быть любое средство, известное специалистам, которое может приемлемо использоваться для обработки измеренного выходного сигнала, генерированного устройством измерения тяги, чтобы обеспечить расчетный выходной сигнал.
В другом варианте осуществления способа контроля стабильности горелки топочного нагревателя расчетный выходной сигнал средства обработки сигнала сравнивается с определенным заданным сигналом, который равен квадратному корню средней величины функции тяги, отражающим стабильную работу горелки. Результатом сравнения расчетного выходного сигнала и определенного заданного сигнала является сравнительная величина, которая используется для того, чтобы определить, нужно или не нужно производить регулировку работы топочного нагревателя. Таким образом, регулировка топочного нагревателя производится как ответное действие на генерированную сравнительную величину, являющуюся разностью между расчетным выходным сигналом и определенным заданным сигналом.
Измеренный выходной сигнал может также фильтроваться перед его обработкой для генерирования расчетного выходного сигнала. Таким образом, в другом варианте осуществления изобретения, измеренный выходной сигнал фильтруется средством обработки с фильтрацией, чтобы обработать измеренный выходной сигнал для генерирования фильтрованного сигнала, представляющего собой фильтрованную фактическую функцию тяги. Фильтрующее средство обеспечивает улучшение точности измерения тяги, отфильтровывая флуктуационный шум в сигнале. Фильтрующим средством может быть любое средство, известное специалистам, которое может быть приемлемым для его использования при обработке измеренного выходного сигнала для генерирования фильтрованного сигнала.
Фиг.1 схематически показывает топочный нагреватель с системой контроля 10. Этот топочный нагреватель с системой контроля 10 включает в себя топочный нагреватель 12, который предпочтительно должен быть с естественной тягой. Топочный нагреватель 12 включает в себя радиационную секцию 14, конвекционную секцию 16 и дымовую трубу 18. Указанная дымовая труба 18 включает в себя регулятор тяги 20, который обеспечивает средство для контроля тяги нагревателя. По меньшей мере одна горелка 22 установлена для эксплуатации в нижней части топочного нагревателя 12. Горелка 22 должна быть предпочтительно того типа, который обеспечивает выброс малого количества NOx во время сгорания, то есть горелкой с низким уровнем NOx. Горелка 22 определяет зону горения, в которой сжигаются кислород и углеводородное топливо, и она является средством для сжигания углеводородного топлива с кислородом, предпочтительно с низким выпуском NOx при выделении таким образом теплоты.
Типично, что топочный нагреватель 12 является технологическим нагревателем для ввода тепловой энергии в технологический процесс. Например, технологическое сырье поступает по трубопроводу 24 в конвекционную секцию 16 топочного нагревателя 12. После того как оно пройдет через трубы конвекционной секции 26, это технологическое сырье проходит затем через трубы радиационной секции 28, при этом нагретое технологическое сырье выходит из топочного нагревателя 12 через трубопровод 30.
Система наблюдения и контроля включает в себя измерительное устройство 32 для измерения тяги топочного нагревателя 12. Тяга нагревателя - это разность давлений, имеющаяся между давлением радиационной секции 14, измеренным на нижнем пролете печи 34, и атмосферным давлением, измеренным на высоте нижнего пролета печи 34. Измерительным устройством 32 может быть любой подходящий обычный измерительный прибор для измерения давления и разности давлений, который может обеспечить измерение разности давлений, имеющейся между давлением окружающей среды за пределами нижнего пролета печи 34 радиационной секции 14 и давлением внутри радиационной секции 14 топочного нагревателя 12 на нижнем пролете печи 34.
Предпочтительно, чтобы измерительное устройство 32 было устройством типа высокоскоростного датчика давления, известного специалистам, который может преобразовывать выявленную разность давлений в другой сигнал, такой как электрический сигнал, воспроизводящий измеренную разность давлений. Этот воспроизведенный выходной сигнал передается по сигнальной линии 38 прибору для обработки сигнала 39, который преобразует сигнал разности давлений в сигнал, пропорциональный амплитуде циклического диапазона разности давлений. Этот преобразованный выходной сигнал передается по сигнальной линии 40 на контрольное устройство или контроллер 41.
Контрольным устройством 41 может быть любой подходящий тип контроллера, известный специалистам, который может использовать такие методы, как контроль посредством принимаемого человеком решения и контроль посредством компьютера. Контроллер 41 является контрольным устройством для сравнения преобразованного выходного сигнала 41 с известным опорным значением измеряемой величины 42 для стабильной работы.
Основным аспектом этого изобретения является то, что прибор для обработки сигнала 39 обеспечивает анализ измеренной тяги нагревателя для определения функции тяги, которая пропорциональна циклическим колебаниям тяги нагревателя. Эта функция тяги используется как параметр, прогнозирующий возможный или неминуемый срыв пламени горелки 22. Функция тяги отражает колебания и амплитуду колебаний тяги нагревателя как функцию времени. Когда функция тяги такова, что колебания имеют амплитуду, превышающую 0,25 дюймов вод.ст., и частота превышает величину в диапазоне от 1 до 10 Гц, имеется условие нестабильной работы горелки. Контрольное устройство 41 сравнивает функцию тяги с величиной для стабильной работы горелки, обеспечивая этим величину разности, которая передается как выходной сигнал контрольного устройства 41 по сигнальной линии 44. Работа топочного нагревателя 12 или горелки 22, или их обоих регулируется, в качестве ответного действия на выходной сигнал, переданный по сигнальной линии 44, с целью изменить их работу так, чтобы обеспечить функцию тяги, отражающую стабильную работу горелки.
Фиг.1 показывает один метод, которым может быть отрегулирована работа топочного нагревателя 12, чтобы обеспечить стабильную работу горелки. Трубопровод 48 для эксплуатации соединен с горелкой 22 и является средством для подачи топлива в горелку 22. В трубопровод 48 вставлен клапан регулировки подачи топлива 50 для контроля количества или скорости подачи топлива, вводимого в горелку 22. Клапан регулировки подачи топлива 50 может быть отрегулирован в качестве ответного действия на выходной сигнал или сравнительную величину, которые переданы по сигнальной линии 44, чтобы изменить работу горелки 22 посредством подачи большего или меньшего количества топлива в горелку 22 таким образом, чтобы обеспечить условия стабильной работы горелки. Другой метод изменения работы топочного нагревателя 12 или горелки 22 может быть также использован для обеспечения условий стабильной работы горелки, например метод, включающий в себя контроль регулятора тяги 20, контроль количества воздуха, необходимого для горелки 22, изменение состава топлива или изменение загрузки топочного нагревателя 12 посредством регулировки количества обрабатываемого сырья, загружаемого в топочный нагреватель через трубопровод 24.
Фиг.2 показывает увеличенную часть некоторых элементов сигнальной системы обработки данных 100, показанных на Фиг.1. Дополнительно показаны некоторые добавочные элементы прибора для обработки сигнала 39, не показанные на Фиг.1, которые включены в один вариант конструкции изобретения. Выходной сигнал измерительного устройства 32 в качестве измеренного выходного сигнала передается по сигнальной линии 38 на прибор для обработки сигнала 39. Этот прибор для обработки сигнала 39 затем может включить либо средство фильтрации сигнала 102, либо средство обработки или преобразования сигнала 104, либо оба средства 102 и 104, установленные для обеспечения передачи расчетного выходного сигнала по сигнальной линии 40 в качестве входного сигнала на контрольное устройство 41.
Средством фильтрации сигнала 102 может быть любое оборудование или прибор, известные специалистам, для обработки или фильтрации измеренного выходного сигнала, который передается по сигнальной линии 38 и генерирует фильтрованный сигнал, воспроизводящий фильтрованную фактическую функцию тяги.
Средством обработки или преобразования сигнала 104 может быть любое оборудование или прибор, известные специалистам, для преобразования входного сигнала в квадратный корень средней величины и генерирования расчетного выходного сигнала, представляющего квадратный корень средней величины входного сигнала.
В одном варианте осуществления изобретения измеренный выходной сигнал, который генерирует устройство измерения тяги 32, фильтруется средством фильтрации сигнала 102, и фильтрованный сигнал передается по сигнальной линии 40 в качестве входного сигнала на контрольное устройство 41, где он сравнивается с известным опорным значением или определенным заданным сигналом 42, представляющим позицию, в которой работа горелки становится нестабильной. В другом варианте осуществления изобретения измеренный выходной сигнал, который генерирует устройство измерения тяги 32, передается по сигнальной линии 38 на средство обработки или преобразования сигнала 104, которое обрабатывает измеренный выходной сигнал для генерирования расчетного выходного сигнала, представляющего собой квадратный корень средней величины измеренного выходного сигнала. Этот расчетный выходной сигнал передается по сигнальной линии 40 в качестве входного сигнала на контрольное устройство 41, где он сравнивается с известным опорным значением или определенным заданным сигналом 42, представляющим позицию, в которой работа горелки становится нестабильной.
В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.2, измеренный выходной сигнал, который генерирует измерительное устройство 32, передается по сигнальной линии 38 как входной сигнал на средство фильтрации сигнала 102. Это средство фильтрации сигнала 102 обрабатывает измеренный выходной сигнал и генерирует фильтрованный сигнал, отображающий фильтрованную фактическую функцию тяги, которая передается по сигнальной линии 106 как входной сигнал на средство обработки или преобразования сигнала 104. Это средство обработки или преобразования сигнала 104 обрабатывает фильтрованный сигнал и генерирует расчетный выходной сигнал, представляющий собой квадратный корень средней величины фильтрованного сигнала. Расчетный выходной сигнал передается по сигнальной линии 40 в качестве входного сигнала на контрольное устройство 41, где он сравнивается с известным опорным значением или определенным заданным сигналом 42, представляющим позицию, в которой работа горелки становится нестабильной.
Следует понимать, что, хотя здесь и были описаны отдельные варианты осуществления изобретения, разумные варианты изменения и адаптации этого изобретения могут быть произведены в пределах описанного раскрытия и прилагаемой формулы изобретения без отхода от пределов изобретения, указанных в формуле изобретения.

Claims (14)

1. Способ контроля стабильности горелки топочного обогревателя, управляемого для обеспечения тяги, включающий:
измерение указанной тяги в определенный период времени и генерирование измеренного выходного сигнала, отображающего функцию тяги, которая определяет соотношение между указанной тягой и временем на протяжения указанного временного периода;
обработку указанного измеренного выходного сигнала для генерирования расчетного выходного сигнала, представляющего собой квадратный корень средней величины указанного измеренного выходного сигнала;
установление определенного заданного сигнала, отображающего позицию, в которой работа указанной горелки становится нестабильной;
сравнение указанного расчетного входного сигнала с указанным определенным заданным сигналом для генерирования сравнительной величины; и
регулировку работы указанного топочного нагревателя как ответного действия на указанную сравнительную величину.
2. Способ по п.1, при котором указанная величина стабильности горелки определяется как таковая, когда колебания в тяге превышают 1 Гц и имеют амплитуду, превышающую 0,4671 мм рт.ст. (0,25 дюймов вод.ст.).
3. Способ по п.2, при котором указанная горелка является горелкой с низким уровнем NOx.
4. Способ по п.3, при котором указанный топочный обогреватель является топочным обогревателем с естественной тягой.
5. Способ по п.4, при котором на указанной сравнительной стадии указанная функция тяги превышает указанную величину стабильности горелки, когда частота и амплитуда указанной функции тяги превышают частоту и амплитуду указанной величины стабильности горелки.
6. Способ по п.1, включающий:
предоставление топочного нагревателя с естественной тягой, оборудованного горелкой и управляемого для обеспечения тяги;
измерение указанной тяги за определенный период времени и генерирование измеренной функции тяги, представляющей амплитуду колебаний в единицу времени указанной тяги в течение указанного периода времени;
генерирование определенной заданной функции тяги, определяющей позицию, в которой работа указанной горелки становится нестабильной;
сравнение указанной измеренной функции тяги с указанной определенной заданной функцией тяги для получения сравнительной величины; и регулирование работы указанного топочного нагревателя с естественной тягой как ответное действие на указанную сравнительную величину.
7. Аппаратура для контроля стабильности горелки топочного нагревателя, управляемого для обеспечения тяги, которая включает в себя: средство для измерения тяги, измеряющее указанную тягу за определенный период времени и генерирующую измеренный выходной сигнал, отображающий функцию тяги, которая определяет соотношение между указанной тягой и временем на протяжении указанного временного периода;
расчетное средство для обработки указанного измеренного выходного сигнала, генерирующее расчетный выходной сигнал, представляющий собой квадратный корень средней величины указанного измеренного выходного сигнала;
средство для сравнения указанного расчетного выходного сигнала с указанным определенным заданным сигналом для генерирования сравнительной величины, в котором указанный определенный заданный сигнал отображает позицию, в которой работа указанной горелки становится нестабильной; и
средства для регулировки работы указанного топочного нагревателя как ответного действия на указанную сравнительную величину.
8. Аппаратура по п.7, в которой указанная определенная заданная функция тяги имеет параметры, показывающие колебания, которые превышают 1 Гц и амплитуду, превышающую 0,4671 мм рт.ст. (0,25 дюймов вод.ст.).
9. Аппаратура по п.7, в которой указанная горелка является горелкой с низким уровнем NOx.
10. Аппаратура по п.7, в которой указанный топочный обогреватель является топочным обогревателем с естественной тягой.
11. Аппаратура по п.7, в которой на указанной сравнительной стадии предусмотрена указанная сравнительная величина, когда частота и амплитуда указанной измеренной функции тяги превышают частоту и амплитуду указанной желаемой функции тяги.
12. Аппаратура по п.7, которая включает в себя:
топочный нагреватель с естественной тягой, оборудованный горелкой и управляемый для обеспечения тяги;
устройство для измерения указанной тяги за определенный период времени;
средство для генерирования измеренной функции тяги, определяющей амплитуду колебания указанной тяги на протяжении указанного периода времени;
средство для генерирования указанной определенной заданной функции тяги, определяющей позицию, в которой работа указанной горелки становится нестабильной;
средство для сравнения указанной измеренной функции тяги с определенной заданной функцией тяги для получения указанной сравнительной величины; и
средства для регулировки работы указанного топочного нагревателя с естественной тягой как ответного действия на указанную сравнительную величину.
13. Аппаратура для контроля стабильности горелки топочного нагревателя управляемого для обеспечения тяги, которая включает в себя:
средство для измерения тяги, измеряющее указанную тягу за определенный период времени и генерирующее измеренный выходной сигнал, отображающий функцию тяги, которая определяет соотношение между указанной тягой и временем на протяжении указанного временного периода;
фильтрующее средство для обработки указанного измеренного выходного сигнала для генерирования фильтрованного сигнала, отображающего фильтрованную функцию тяги;
расчетное средство для обработки указанного фильтрованного сигнала, генерирующее расчетный выходной сигнал, представляющий собой квадратный корень средней величины указанного фильтрованного сигнала;
средство для сравнения указанного расчетного выходного сигнала с указанным определенным заданным сигналом для генерирования сравнительной величины, в котором указанный определенный заданный сигнал отображает позицию, в которой работа указанной горелки становится нестабильной; и
средства для регулировки работы указанного топочного нагревателя как ответного действия на указанную сравнительную величину.
14. Аппаратура по п.13, которая включает в себя:
топочный нагреватель, управляемый для обеспечения тяги, которая включает в себя:
топочный нагреватель с естественной тягой, оборудованный горелкой и управляемый для обеспечения тяги;
устройство для измерения указанной тяги за определенный период времени;
средство для генерирования измеренной функции тяги, определяющей амплитуду колебания указанной тяги на протяжении указанного периода времени;
средство для генерирования указанной определенной заданной функции тяги, определяющей позицию, в которой работа указанной горелки становится нестабильной;
средство для сравнения указанной измеренной функции тяги с определенной заданной функцией тяги для получения указанной сравнительной величины; и
средства для регулировки работы указанного топочного нагревателя с естественной тягой как ответного действия на указанную сравнительную величину.
RU2007117758/06A 2004-10-14 2005-10-12 Способ и аппаратура для наблюдения и контроля за стабильностью горелки топочного нагревателя RU2397408C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US61890904P 2004-10-14 2004-10-14
US60/618,909 2004-10-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007117758A RU2007117758A (ru) 2008-11-20
RU2397408C2 true RU2397408C2 (ru) 2010-08-20

Family

ID=35597788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007117758/06A RU2397408C2 (ru) 2004-10-14 2005-10-12 Способ и аппаратура для наблюдения и контроля за стабильностью горелки топочного нагревателя

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7950919B2 (ru)
EP (1) EP1800058B1 (ru)
CA (1) CA2583512C (ru)
RU (1) RU2397408C2 (ru)
WO (1) WO2006044408A1 (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8469700B2 (en) * 2005-09-29 2013-06-25 Rosemount Inc. Fouling and corrosion detector for burner tips in fired equipment
US8219358B2 (en) * 2008-05-09 2012-07-10 Credit Suisse Securities (Usa) Llc Platform matching systems and methods
US8858223B1 (en) * 2009-09-22 2014-10-14 Proe Power Systems, Llc Glycerin fueled afterburning engine
AU2013200950B2 (en) 2012-02-16 2014-05-29 David M. Christensen Control system for space heater/hearth
AU2013318020B2 (en) 2012-09-21 2017-05-04 Rosemount Inc. Flame instability monitoring with draft pressure and process variable
US9864823B2 (en) 2015-03-30 2018-01-09 Uop Llc Cleansing system for a feed composition based on environmental factors
US10545487B2 (en) 2016-09-16 2020-01-28 Uop Llc Interactive diagnostic system and method for managing process model analysis
US10754359B2 (en) 2017-03-27 2020-08-25 Uop Llc Operating slide valves in petrochemical plants or refineries
US10678272B2 (en) 2017-03-27 2020-06-09 Uop Llc Early prediction and detection of slide valve sticking in petrochemical plants or refineries
US10962302B2 (en) 2017-03-28 2021-03-30 Uop Llc Heat exchangers in a petrochemical plant or refinery
US10670353B2 (en) 2017-03-28 2020-06-02 Uop Llc Detecting and correcting cross-leakage in heat exchangers in a petrochemical plant or refinery
US10752845B2 (en) 2017-03-28 2020-08-25 Uop Llc Using molecular weight and invariant mapping to determine performance of rotating equipment in a petrochemical plant or refinery
US10794644B2 (en) 2017-03-28 2020-10-06 Uop Llc Detecting and correcting thermal stresses in heat exchangers in a petrochemical plant or refinery
US10663238B2 (en) 2017-03-28 2020-05-26 Uop Llc Detecting and correcting maldistribution in heat exchangers in a petrochemical plant or refinery
US11130111B2 (en) 2017-03-28 2021-09-28 Uop Llc Air-cooled heat exchangers
US11396002B2 (en) 2017-03-28 2022-07-26 Uop Llc Detecting and correcting problems in liquid lifting in heat exchangers
US10695711B2 (en) 2017-04-28 2020-06-30 Uop Llc Remote monitoring of adsorber process units
US11365886B2 (en) * 2017-06-19 2022-06-21 Uop Llc Remote monitoring of fired heaters
US10913905B2 (en) 2017-06-19 2021-02-09 Uop Llc Catalyst cycle length prediction using eigen analysis
US10739798B2 (en) 2017-06-20 2020-08-11 Uop Llc Incipient temperature excursion mitigation and control
US11130692B2 (en) 2017-06-28 2021-09-28 Uop Llc Process and apparatus for dosing nutrients to a bioreactor
US11194317B2 (en) 2017-10-02 2021-12-07 Uop Llc Remote monitoring of chloride treaters using a process simulator based chloride distribution estimate
US11105787B2 (en) 2017-10-20 2021-08-31 Honeywell International Inc. System and method to optimize crude oil distillation or other processing by inline analysis of crude oil properties
US10901403B2 (en) 2018-02-20 2021-01-26 Uop Llc Developing linear process models using reactor kinetic equations
KR102053656B1 (ko) * 2018-03-30 2019-12-09 효성화학 주식회사 파이어 히터의 연료 조절 시스템
US10734098B2 (en) 2018-03-30 2020-08-04 Uop Llc Catalytic dehydrogenation catalyst health index
US10953377B2 (en) 2018-12-10 2021-03-23 Uop Llc Delta temperature control of catalytic dehydrogenation process reactors
US11649960B2 (en) 2021-04-02 2023-05-16 Honeywell International Inc. Low NOx burner with bypass conduit

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4004875A (en) * 1975-01-23 1977-01-25 John Zink Company Low nox burner
US4080151A (en) * 1976-01-22 1978-03-21 John Zink Company Furnace pressure sensor
US4262843A (en) 1978-02-10 1981-04-21 Nippon Petroleum Refining Co., Ltd. Method of and apparatus for controlling the feed amount of air for combustion in a natural draft-type heating furnace
US4347052A (en) * 1978-06-19 1982-08-31 John Zink Company Low NOX burner
US4257763A (en) * 1978-06-19 1981-03-24 John Zink Company Low NOx burner
DE2833463A1 (de) * 1978-07-29 1980-02-07 Servo Instr Vorrichtung zur selbsttaetigen regelung des unterdrucks in dem verbrennungsraum einer feuerung
GB2057134B (en) * 1979-05-09 1983-04-27 Shell Int Research Measuring individual flow rates of twophase media
US4251025A (en) * 1979-07-12 1981-02-17 Honeywell Inc. Furnace control using induced draft blower and exhaust stack flow rate sensing
US4253404A (en) * 1980-03-03 1981-03-03 Chevron Research Company Natural draft combustion zone optimizing method and apparatus
US4347747A (en) * 1981-01-12 1982-09-07 Shell Oil Company Single phase flow measurement
JPS57134618A (en) * 1981-02-13 1982-08-19 Hitachi Ltd Furnace pressure control system in thermoelectric power plant
JPS5828618A (ja) * 1981-07-24 1983-02-19 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射装置
JPS5932713A (ja) * 1982-08-13 1984-02-22 Hitachi Ltd ボイラの空気流量制御方法
JPS59137717A (ja) * 1983-01-28 1984-08-07 Hitachi Ltd 火力プラントの制御方法
JPS59164820A (ja) * 1983-03-09 1984-09-18 Hitachi Ltd 石炭火力プラントの燃料系制御方法
US4574746A (en) 1984-11-14 1986-03-11 The Babcock & Wilcox Company Process heater control
US4992040A (en) * 1990-03-19 1991-02-12 Honeywell Inc. Airflow switch checking circuit
US5073105A (en) * 1991-05-01 1991-12-17 Callidus Technologies Inc. Low NOx burner assemblies
JPH0771884A (ja) * 1993-08-31 1995-03-17 Nippon Oil Co Ltd 計装システム
JP3063514B2 (ja) * 1994-01-19 2000-07-12 三浦工業株式会社 圧力センサによる流量測定方法
JPH09303756A (ja) * 1996-05-07 1997-11-28 Nippon Sekiyu Seisei Kk 加熱炉の燃焼制御方法およびその装置
JPH112243A (ja) * 1997-06-10 1999-01-06 Nippon Seiko Kk 潤滑剤供給体
JP3250195B2 (ja) * 1997-12-12 2002-01-28 熊谷 誠市 雪掻き具用のハンドル枠把持杆部用金具
US6422858B1 (en) * 2000-09-11 2002-07-23 John Zink Company, Llc Low NOx apparatus and methods for burning liquid and gaseous fuels
US6616442B2 (en) * 2000-11-30 2003-09-09 John Zink Company, Llc Low NOx premix burner apparatus and methods
US7136794B1 (en) * 2001-05-24 2006-11-14 Simmonds Precision Products, Inc. Method and apparatus for estimating values for condition indicators
US7353140B2 (en) * 2001-11-14 2008-04-01 Electric Power Research Institute, Inc. Methods for monitoring and controlling boiler flames
DE10204264A1 (de) * 2001-12-20 2003-07-10 Wodtke Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Sicherheitsüberwachung
EP1351019B1 (de) * 2002-04-02 2013-07-17 Siemens Schweiz AG Verfahren zur Uberprüfung der Funktion eines Steuerungs-/Regelungssystems eines Heizungsbrenners
US7089746B2 (en) * 2002-06-26 2006-08-15 Georgia Tech Reasearch Corporation Systems and methods for detection of blowout precursors in combustors
US7008218B2 (en) * 2002-08-19 2006-03-07 Abb Inc. Combustion emission estimation with flame sensing system
US7278266B2 (en) * 2004-08-31 2007-10-09 General Electric Company Methods and apparatus for gas turbine engine lean blowout avoidance

Also Published As

Publication number Publication date
US20060084018A1 (en) 2006-04-20
WO2006044408A1 (en) 2006-04-27
US7950919B2 (en) 2011-05-31
CA2583512C (en) 2013-08-06
EP1800058A1 (en) 2007-06-27
CA2583512A1 (en) 2006-04-27
RU2007117758A (ru) 2008-11-20
EP1800058B1 (en) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2397408C2 (ru) Способ и аппаратура для наблюдения и контроля за стабильностью горелки топочного нагревателя
EP2142855B1 (en) Method for optimizing the efficiency of an oxy-fuel combustion process
US6640548B2 (en) Apparatus and method for combusting low quality fuel
US9727061B2 (en) Method and apparatus for controlling a furnace pressure of a continuous annealing furnace
CN107152695A (zh) 基于多参量检测的加热炉可视化燃烧控制系统及控制方法
EP2385321A2 (en) A method for regulating the combustion process in solid fuel central heating boilers
KR100798061B1 (ko) 열풍로에 있어서 풍량과 고로가스 성분에 따라 연소가스량을 자동제어하는 방법 및 장치
JP2022502560A (ja) コークス炉陽圧予熱システム及び温度制御方法
US20210356126A1 (en) Burner flame stabilization method and system
JP5179163B2 (ja) 燃焼炉の燃焼制御システムおよびその燃焼制御方法
JPS63306310A (ja) 燃焼制御方法及びその方法を使用する燃焼制御装置
RU2647940C1 (ru) Способ автоматической оптимизации процесса сжигания топлива переменного состава
JP3127668B2 (ja) 燃焼制御方法
RU2493488C1 (ru) Способ оптимизации процесса горения топлива
Voicu et al. Digital Control Systems for Thermal Regimes in Industrial Furnaces.
KR101449315B1 (ko) 가열로의 로압 제어 장치 및 방법
JPS63105322A (ja) 燃焼制御方法
JPH07117238B2 (ja) バーナの燃焼制御方法
JPS63105321A (ja) 燃焼制御方法
JP2019178850A (ja) 廃棄物焼却方法
JPS63108116A (ja) 燃焼制御方法
JPS63105323A (ja) 燃焼制御方法
JPH07107443B2 (ja) 燃焼制御方法
JPS63105315A (ja) 燃焼制御方法
JPH0784921B2 (ja) 燃焼制御方法