RU2493488C1 - Method to optimise fuel burning process - Google Patents

Method to optimise fuel burning process Download PDF

Info

Publication number
RU2493488C1
RU2493488C1 RU2012108906/06A RU2012108906A RU2493488C1 RU 2493488 C1 RU2493488 C1 RU 2493488C1 RU 2012108906/06 A RU2012108906/06 A RU 2012108906/06A RU 2012108906 A RU2012108906 A RU 2012108906A RU 2493488 C1 RU2493488 C1 RU 2493488C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
temperature
combustion
air
burning
Prior art date
Application number
RU2012108906/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Шамильевич Дзантиев
Батраз Дударович Билаонов
Александр Леонидович Рутковский
Владимир Михайлович Зароченцев
Артур Васильевич Бигулов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-Инновационное предприятие СКГМИ (ГТУ) "Стройкомплект-Инновации" ООО НИП СКГМИ
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Инновационное предприятие СКГМИ (ГТУ) "Стройкомплект-Инновации" ООО НИП СКГМИ filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-Инновационное предприятие СКГМИ (ГТУ) "Стройкомплект-Инновации" ООО НИП СКГМИ
Priority to RU2012108906/06A priority Critical patent/RU2493488C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2493488C1 publication Critical patent/RU2493488C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: method to optimise burning process includes supply of fuel and air into a burner device. Further temperature parameters are measured, controlled and adjusted in a burning flare. Temperature in the flare is varied in a contactless manner. Further a point is determined with the maximum temperature along the longitudinal axis of the flare. Further the amount of air sent for combustion is varied to achieve the maximum temperature in the selected point, and the cycle is repeated, whenever conditions of burning or fuel composition change.
EFFECT: method will make it possible to increase efficiency of fuel usage, to simplify control of fuel burning process, to reduce error of measurement and to reduce content of carbon oxide in waste gas.
2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к оптимизации процесса горения топлива.The invention relates to a power system, in particular to optimizing a fuel combustion process.

Известен способ автоматического управления и контроля котлоагрегата, включающий измерения расходов топлива и воздуха, содержания окиси углерода и кислорода, давления топлива и воздуха, разрежения в газовом тракте и формирование сигнала для управления вентилятором и дымососом, с помощью которых поддерживают постоянное содержание окиси углерода в продуктах сгорания в количестве 0,1-0,2% (см. патент РФ №2300705, МПК9 F23N 1/00, опубл. 10.06.2007).A known method of automatic control and monitoring of a boiler unit, including measuring the consumption of fuel and air, the content of carbon monoxide and oxygen, the pressure of the fuel and air, the vacuum in the gas path and generating a signal to control the fan and exhaust fan, with which they maintain a constant content of carbon monoxide in the combustion products in an amount of 0.1-0.2% (see RF patent No. 2300705, IPC 9 F23N 1/00, publ. 10.06.2007).

Недостатком способа является наличие дополнительных операций, а именно отбора газа, его охлаждения и анализа на содержание окиси углерода. Анализ осуществляют с помощью прибора - газоанализатора, что существенно усложняет и удорожает способ. Кроме того, все эти операции увеличиваю! продолжительности, анализа и снижают точность измерения, гак как любая топка работает под разрежением и поэтому в ней обязательно присутствует подсос воздуха, в связи с чем, концентрация окиси углерода в продуктах сгорания будет измерена с существенной ошибкой.The disadvantage of this method is the presence of additional operations, namely the selection of gas, its cooling and analysis for the content of carbon monoxide. The analysis is carried out using a device - gas analyzer, which significantly complicates and increases the cost of the method. In addition, all these operations are increasing! duration, analysis, and reduce the accuracy of the measurement, since any firebox works under vacuum and therefore there is always an air leak in it, and therefore, the concentration of carbon monoxide in the combustion products will be measured with a significant error.

Известен способ автоматического регулирования режима горения в топке котла включающий измерение содержания окиси углерода в газовом тракте и корректировку количества подаваемого воздуха в горелки при отклонении концентрации СО от 0,1 - 0,2% (см. патент РФ №2247900, МПК7 F23N 1/02, опубл. 10.03.2005).A known method of automatically controlling the combustion mode in the boiler furnace, including measuring the content of carbon monoxide in the gas path and adjusting the amount of air supplied to the burner when the concentration of CO deviates from 0.1 - 0.2% (see RF patent No. 2247900, IPC 7 F23N 1 / 02, published March 10, 2005).

Недостатком способа является низкая точность измерения концентрации окиси углерода, так как с помощью дымососа сложно выдержать точное соотношение «топливо-воздух».The disadvantage of this method is the low accuracy of measuring the concentration of carbon monoxide, since it is difficult to maintain the exact ratio of "fuel-air" using a smoke exhaust.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ контроля и управления горением топлива включающий подачу топлива и воздуха в горелочное устройство, измерение, контроль и регулирование температурных параметров в горящем факеле (см. патент РФ №2357153, МПК9 F23N 5/18, опубл. 27.05.2009).Closest to the claimed method is a method of monitoring and controlling fuel combustion, comprising supplying fuel and air to the burner device, measuring, monitoring and regulating temperature parameters in a burning torch (see RF patent No. 2357153, IPC 9 F23N 5/18, publ. 27.05. 2009).

Недостатками способа являются, во-первых, то, что измерение температуры факела осуществляют косвенным путем, т.е. температуру замеряют вокруг факела, что приводит к значительной погрешности измерения. Во-вторых, сравнение отклонения температуры от нормы осуществляют с помощью эталона, а при отклонении от эталона корректируют условия сжигания. Понятно, что при изменении состава, условий сжигания или расхода топлива эталон должен изменяться, следовательно, необходимо его каждый раз корректировать, это существенно усложняет работу системы и в связи с этим поддерживать оптимальные условия сжигания затруднительно.The disadvantages of the method are, firstly, that the measurement of the temperature of the flame is carried out indirectly, i.e. the temperature is measured around the torch, which leads to a significant measurement error. Secondly, a comparison of the temperature deviation from the norm is carried out using the standard, and when deviating from the standard, the combustion conditions are adjusted. It is clear that with a change in the composition, combustion conditions or fuel consumption, the standard must change, therefore, it is necessary to adjust it each time, this greatly complicates the operation of the system and, therefore, it is difficult to maintain optimal combustion conditions.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности использования топлива, снижение ошибки измерения, упрощение регулирования процессом горения, а также снижение в отходящих газах содержания окиси углерода.The objective of the proposed technical solution is to increase fuel efficiency, reduce measurement errors, simplify regulation by the combustion process, as well as reduce the content of carbon monoxide in the exhaust gases.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе оптимизации процесса горения, включающем подачу топлива и воздуха в горелочное устройство, измерение, контроль и регулирование температурных параметров в горящем факеле, согласно изобретению, измерение температуры в факеле осуществляют бесконтактно, при этом определяю г точку с максимальной температурой вдоль продольной оси факела, варьируют количество подаваемого на сжигание воздуха до достижения максимальной температуры в выбранной точке и цикл повторяют в случае изменения условий сжигания или состава топлива.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the method of optimizing the combustion process, including the supply of fuel and air to the burner device, the measurement, control and regulation of temperature parameters in the burning torch, according to the invention, the temperature in the torch is measured non-contact, while determining the r point with the maximum temperature along the longitudinal axis of the flame, the amount of air supplied for combustion is varied until the maximum temperature at the selected point is reached and the cycle is repeated if combustion conditions or fuel composition.

Данный способ позволит существенно повысить эффективность использования топлива, упростить регулирование процессом горения топлива, снизить погрешность измерения и уменьшить содержание окиси углерода в отходящих газах.This method will significantly improve fuel efficiency, simplify the regulation of the fuel combustion process, reduce the measurement error and reduce the carbon monoxide content in the exhaust gases.

Сущность способа поясняется графиками, где на фиг.1 приведена зависимость температуры факела от расхода воздуха, на фиг.2 - зависимость концентрации СО от расхода воздуха.The essence of the method is illustrated by graphs, where figure 1 shows the dependence of the temperature of the flame on the air flow, figure 2 - dependence of the concentration of CO on the air flow.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

В горелочное устройство подают 0,5 кг топлива следующего состава: Н2=2%, CO=18% и СН4=80% и воздух с температурой 20°С.Осуществляют измерение температуры бесконтактным методом вдоль продольной оси факела, например, оптическим радиационным пирометром и, находят точку с максимальной температурой (см. фиг.1). Затем варьируют количество подаваемого на сжигание воздуха до достижения наибольшей температуры в выбранной точке факела. На графике видно, что максимальная температура факела достигается при соотношении «газ-воздух» 1:15, т.е. для полного сгорания 0,5 кг данного топлива необходимо 7,5 кг воздуха. Положение оптимума будет смещаться при изменении расхода топлива, его состава или условий сжигания. Поэтому такой цикл повторяют непрерывно при изменении условий сжигания или состава топлива.0.5 kg of fuel of the following composition is supplied to the burner: Н 2 = 2%, CO = 18% and СН 4 = 80% and air with a temperature of 20 ° С. The temperature is measured by a non-contact method along the longitudinal axis of the flame, for example, optical radiation pyrometer and, find the point with maximum temperature (see figure 1). Then, the amount of air supplied for combustion is varied until the highest temperature is reached at the selected point of the torch. The graph shows that the maximum flame temperature is reached at a gas-to-air ratio of 1:15, i.e. for complete combustion of 0.5 kg of this fuel, 7.5 kg of air is required. The optimum position will shift with a change in fuel consumption, its composition or combustion conditions. Therefore, this cycle is repeated continuously when changing the combustion conditions or the composition of the fuel.

Проведенные исследования показали, что при осуществлении способа происходит существенное снижение СО в продуктах сгорания по сравнению с прототипом (см. фиг.2). Это связано с тем, что при использовании способа-прототипа на выходе факела остается достаточное количество СО, т.к. сжигание производится в области, левее температурного максимума. В заявленном способе сжигание производится постоянно при оптимальном расходе воздуха. При этом концентрация СО стремится к нулю именно при этом расходе воздуха. Реализация заявленного способа позволит снизить токсичность продуктов сгорания и улучшит экологическую обстановку в зоне выбросов. Также снизиться расход топлива в результате его полного дожигания.Studies have shown that when implementing the method, there is a significant decrease in CO in the products of combustion in comparison with the prototype (see figure 2). This is due to the fact that when using the prototype method, a sufficient amount of CO remains at the output of the torch, because burning is carried out in the area to the left of the temperature maximum. In the inventive method, combustion is performed continuously at an optimal air flow rate. In this case, the CO concentration tends to zero precisely at this air flow rate. Implementation of the claimed method will reduce the toxicity of combustion products and improve the environmental situation in the emission zone. Also, fuel consumption will decrease as a result of its complete afterburning.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит существенно повысить эффективность использования топлива, упростить регулирование процессом горения топлива, снизить погрешность измерения и уменьшить содержание окиси углерода в отходящих газах.Using the proposed method in comparison with the prototype will significantly increase fuel efficiency, simplify the regulation of the fuel combustion process, reduce the measurement error and reduce the carbon monoxide content in the exhaust gases.

Claims (1)

Способ оптимизации процесса горения, включающий подачу топлива и воздуха в горелочное устройство, измерение, контроль и регулирование температурных параметров в горящем факеле, отличающийся тем, что измерение температуры в факеле осуществляют бесконтактно, при этом определяют точку с максимальной температурой вдоль продольной оси факела, варьируют количество подаваемого на сжигание воздуха до достижения максимальной температуры в выбранной точке и цикл повторяют в случае изменения условий сжигания или состава топлива. A method of optimizing the combustion process, including the supply of fuel and air to the burner device, measuring, monitoring and regulating temperature parameters in a burning torch, characterized in that the temperature in the torch is measured non-contact, and a point with a maximum temperature along the longitudinal axis of the torch is determined, the number is varied the air supplied to the combustion until the maximum temperature at the selected point is reached, and the cycle is repeated if the combustion conditions or fuel composition changes.
RU2012108906/06A 2012-03-07 2012-03-07 Method to optimise fuel burning process RU2493488C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012108906/06A RU2493488C1 (en) 2012-03-07 2012-03-07 Method to optimise fuel burning process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012108906/06A RU2493488C1 (en) 2012-03-07 2012-03-07 Method to optimise fuel burning process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2493488C1 true RU2493488C1 (en) 2013-09-20

Family

ID=49183513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012108906/06A RU2493488C1 (en) 2012-03-07 2012-03-07 Method to optimise fuel burning process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2493488C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752216C1 (en) * 2021-02-07 2021-07-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) Method for optimizing process of flaring fuel combustion

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU694736A1 (en) * 1978-05-15 1979-10-30 Коммунарский горно-металлургический институт Method of automatically controlling combustion in a steam generator
EP0334779A1 (en) * 1988-03-21 1989-09-27 André De Haan Method and apparatus to detect the nature of combustion gas with a view to optimize combustion and applications thereof
RU2032127C1 (en) * 1990-08-07 1995-03-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Burner control device and method of burner control
RU2129236C1 (en) * 1993-01-15 1999-04-20 Себастьяни Энрико Method of control of air in gas burning unit and device for burning gas
RU2227837C2 (en) * 1998-05-29 2004-04-27 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн Method of and system for reducing instability of fuel burning in combustion chamber in operation and device to supply gaseous fuel (versions)
RU2357153C2 (en) * 2006-11-20 2009-05-27 Общество с Ограниченной Ответственностью (ООО) "Энергопромналадка" Fuel burning control and management method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU694736A1 (en) * 1978-05-15 1979-10-30 Коммунарский горно-металлургический институт Method of automatically controlling combustion in a steam generator
EP0334779A1 (en) * 1988-03-21 1989-09-27 André De Haan Method and apparatus to detect the nature of combustion gas with a view to optimize combustion and applications thereof
RU2032127C1 (en) * 1990-08-07 1995-03-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Burner control device and method of burner control
RU2129236C1 (en) * 1993-01-15 1999-04-20 Себастьяни Энрико Method of control of air in gas burning unit and device for burning gas
RU2227837C2 (en) * 1998-05-29 2004-04-27 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн Method of and system for reducing instability of fuel burning in combustion chamber in operation and device to supply gaseous fuel (versions)
RU2357153C2 (en) * 2006-11-20 2009-05-27 Общество с Ограниченной Ответственностью (ООО) "Энергопромналадка" Fuel burning control and management method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752216C1 (en) * 2021-02-07 2021-07-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) Method for optimizing process of flaring fuel combustion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107152695B (en) Heating furnace visualization combustion control system and control method based on many reference amounts detection
AU2008355964B2 (en) Oxy-fuel combustion system with closed loop flame temperature control
RU2397408C2 (en) Method and equipment to monitor and control furnace heater torch stability
CN103672948B (en) The combustion control system of industrial furnace and control method
EP3948077B1 (en) Method for operating a premix gas burner, a premix gas burner and a boiler
JP6927127B2 (en) Waste incinerator method
JP5455528B2 (en) Combustion control device
US8578892B2 (en) Oxygen control system for oxygen enhanced combustion of solid fuels
CN103134328A (en) Method and device for industrial furnace atmosphere automatic combustion control
CN102686946B (en) The method regulated for the burning correcting one group of combustion chamber and the equipment implementing the method
JP5996762B1 (en) Waste combustion control method and combustion control apparatus to which the method is applied
EP2385321A2 (en) A method for regulating the combustion process in solid fuel central heating boilers
RU2493488C1 (en) Method to optimise fuel burning process
JP2019178848A (en) Waste incinerator and waste incineration method
RU2752216C1 (en) Method for optimizing process of flaring fuel combustion
CN108870997A (en) A kind of quantitative heat supply method
RU2425290C2 (en) Automatic optimisation method of combustion process in drum steam boiler furnace
Innami et al. Real-time CO measurement in a coal fired boiler with a TDLS analyzer
JP2009150626A (en) Combustion control system for combustion furnace and its combustion control method
RU2551714C2 (en) Method to monitor and control coefficient of oxidant excess during fuel combustion
JP2014219113A (en) System for measuring internal temperature of combustion furnace and system for controlling combustion in combustion furnace
RU2534920C1 (en) Method of automatic regulation of fuel-air ratio in boiler furnace
UA131379U (en) METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF THE GAS-AIR RELATIONSHIP WITH THE CORRECTION OF THE OUTPUT GAS
RU125308U1 (en) DEVICE OF AUTOMATIC CONTROL OF THE MODE OF BURNING FUEL IN THE MULTIBURNER BOILER
RU2008101402A (en) METHOD FOR GAS BURNING, REDUCING THE CONCENTRATION OF HARMFUL EMISSIONS OF NOx OXIDES AND CO CARBON MONOXIDE TO THE MINIMUM VALUE, AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140308

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150710

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180308