SU1615475A1 - Способ регулировани процесса сжигани газомазутных топлив в энергетических парогенераторах - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть применено в теплоэнергетике. Цель изобретени  - повышение точности регулировани . Способ оптимизации процесса сжигани  газомазутных топлив в энергетических парогенераторах осуществл етс  путем непрерывного изменени  калорийности образующихс  продуктов сгорани , пропорциональной тепловому эффекту реакции окислени  горючих компонентов продуктов сгорани  в принудительном потоке анализируемой пробы, и минимизации значений этой величины. При этом измер ют текущее значение расхода продуктов сгорани  на выходе из котлоагрегата, по измеренным величинам с использованием известной формулы вычисл ют текущее значение расхода горючих компонентов продуктов сгорани , наход т отношение этого значени  к текущему значению калорийности продуктов сгорани , сравнивают полученную величину с аналогичной нормативной величиной, по отклонению между ними и по известным нормативным значени м расхода горючих компонентов и калорийности продуктов сгорани  дл  конкретной конструкции котлоагрегата и проектного топлива наход т их оптимальные значени  дл  топлива, которое поступает в текущий момент времени на сжигание, и производ т оптимизацию процесса сжигани  путем минимизации отклонени  текущих действительных значений расхода горючих компонентов продуктов сгорани  и калорийности продуктов сгорани  от найденных оптимальных значений. 2 ил.

Description

Дл  по снени  предлагаемого способа рассмотрим процесс сжигани  газомазутного топлива с точки зрени  потерь, сопровождающих этот процесс. Одной из потерь  вл етс  потер  от химического недожога топлива. Как известно, факторы, вли ющие как на экономичность работы котлоагрега- та, так и на эффективность процесса сжигани , взаимосв заны и определ ютс  конструкцией топки котла и способом сжигани  топлива. Вследствие этого существует нормативна  величина химического недожога проектного топлива. Она зависит от нагрузки , которую несет котлоагрегат в рассматриваемый момент времени.

Поддержание химического недожога на уровне нормативного значени  позвол - ет поддерживать текущие максимальные зна- чени  КПД котлоагрегата.

Дл  конкретной конструкции котлоагрегата и вида топлива в зависимости от нагрузки на котлоагрегат нормируютс  два показател , характеризующие химический недожог топлива: калорийность продуктов сгорани  на выходе из котлоагрегата вследствие наличи  в них горючих компонентов и расход этих компонентов. Предположим, что в рассматриваемый момент времени на сжигание поступает проектное и стабильное по составу топливо. Соответствующие этому случаю и фиксированной нагрузке на котлоагрегат величины показателей обозначим как Пнорк и иорм соответственно и нанесем их на график (фиг. 2). Провед  через эти точки пр мые, определ емые уравнени ми П Пчорм и (, получаем, точку А, характеризующую режим работы котлоагрегата при нормативной величине химического недожога в случае сжигани  проектного и стабильного по составу топлива. Согласно способу калорийность q продуктов сгорани  определ ют как тепловой эффект реакции окислени , содержащихс  в них горючих компонентов на каталитических чувствительных элементах, расходомером определ ют расход УП продуктов сгорани  и вычисл ют расход горючих компонентов П по формуле (учитыва , что калорийность продуктов сгорани  пропорциональна суммарной массовой концентрации в них горючих компонентов , причем коэффициент пропорциональности полагаетс  равным единице, и результат получаетс  в условных единицах): ,.(1)

Поскольку зависимость Y(q) линейна и нулевому значению q соответствует нулевое значение П, то, провед  на графике пр мую из начала координат через точку А, получим характеристику топочного процесса дл  случа  сжигани  проектного и стабильного по составу топлива. Эту пр мую можно характеризовать угловым коэффициентом:

(2)

Значение этого коэффициента определ етс  в процессе выполнени  пуско-наладоч- ных работ на котлоагрегате и принимаетс  как нормативна  величина.

Если рабоча  точка, например точка В, определ ема  текущими значени ми П и , находитс  на этой характеристике, но не совпадает с точкой А, то это свидетельствует об отклонении режима горени  от оптимального . В этом случае, показатели, характеризующие химический недожог, складываютс  из двух составл ющих:

д(У„орм-}-А в.;

Г :Пнорм-(-АПд.

(3) (4)

Составл ющие , и АШ характеризуют увеличение химического недожога вследствие отклонени  процесса сжигани  от оптимального при сохранении стабильного состава топлива, подаваемого на сжигание. Оптимизаци  процесса сжигани  топлива в этом случае будет заключатьс  в сведении их к нулю изменением распределени  воздуха по горелкам, изменением общего коэффициента

избытка воздуха в топке, изменением числа работающих горелок и т.п.

В случае, если кроме некачественного ведени  процесса сжигани  топлива имеет место и отклонение состава сжигаемого топлива от проектного, то рабоча  точка, характеризующа  состо ние процесса горени  в текущий момент времени, не находитс  на пр мой АВ. Предположим, она занимает положение точки С. Угловой коэффициент характеристики топочного процесса в рассматриваемом случае определ етс  как:

tga

/k

%

(5)

Проведем из начала координат пр мую через точку С. Она пересечет пр мую

(y(j HopN, в точке Е. Эта точка характеризует режим работы котлоагрегата при оптимальном уровне величины химического недожога дл  случа  сжигани  топлива изменившегос  химсостава. Величины q к 11 дл  точки С

складываютс  из следующих составл ющих

9 HopM-fА с П.Пнор„4-АП;+ДП

(6) (7)

Регулирование процесса сжигани  в этом случае сводитс  к переходу из точки С в точку Е с целью устранени  составл ющих А( и АПс. В точке Е имеют место следующие соотношени :

;

П Пнорм+АПс .

(8) (9)

Как видим, величина П в точках А и Е отличаетс  на АП. Это вызвано только отклонением состава топлива or проектного. Вычислить величины Д1% и АП можно по следующим формулам:

ЛП с ()/gac(l-).Пс; (10)

7с

-Пнорм-ДПс - - Пс -Пнорм.

7 (И)

Величины q и Пс. вход щие в формулы (10) и (II), определ ютс  экспериментально , как описано выше, а величины (норм и Пнорм известны заранее (как указано, они определ ютс  при выполнении пуско-наладоч- ных работ на котлоагрегате). Таким образом, оптимизаци  процесса сжигани  сводитс  к устранению найденой составл ющей ДП$.

В этом случае, если рабоча  точка занимает положение точки D, то, провед  из начала координат пр мую через нее, получим на пересечении с пр мой П П„цр„ точку F.

Угловой коэффициент характеристики топочного процесса в этом случае определ етс  следующим образом:

(12) 25

30

Величины и П можно представить как

0 OpM-f Д(-( I 1) Пнорм .

(13) (14)

Чтобы перейти из точки D в точку F, необходимо регулировкой процесса сжигани  устранить составл ющие Д. и ДП. В точке D имеют место следующие соотнощени :

д „орм-|-Д ; П Пиорм.

(15)

(16)

Как видим, величина q в точках А и f отличаетс  на Это вызвано отклонением состава топлива от проектного. Величина Д и можно вычислить по формулам

)

- ™ -A fe -«.. (18) «

Величины q и П, вход щие в формулы (15) и (16), определ ютс  экспериментально , а величины и Пнорм известны заранее. Оптимизаци  процесса сжигани  в этом случае сводитс  к устранению найденной составл ющей .

Все сказанное рассматривалось при условии фиксированной нагрузки на котлоаг- регат. Изменение же ее ведет только к смещению пр мых ,« и П Пнорм, все осталь ные рассуждени  остаютс  в силе.

В Котлоагрегат 1 (фиг. 1) подаетс  в горелки 2 на сжигание совместно с воздухом

природный газ состава, отличного от проектного , с теплотворной способностью

38250- 5 (теплотворна  способность проект 5 ного топлива - 36000 -).

Котлоагрегат работал при посто нной нагрузке 300 МВт, котора   вл етс  дл  него номинальной. С помощью устройства 3 измер лась калорийность образующихс 

5

0

продуктов сгорани  ( , а при помощи расходомера 4 термоанемометрическо- го типа - расход продуктов сгорани  1;

235 . Аналоговый функциональный вычислитель 5 на основании этих данных определил расход горючих компонентов продуктов сгорани  П 121000 усл.ед. Электри- ческий сигнал об этой величине, а также ве- 0 личине калорийности продуктов сгорани  поступал в аналоговый функциональный вычислитель 6.

В вычислитель 6 с блоков запоминаю-- щих устройств 7 и 8 поступали сигналы об

уровне нормативных величин м, з и Пнорм 35900 усл. ед. соответственно, определенные при пуско-наладочных работах на котлоагрегате дл  случа  сжигани  проект- ного топлива при нагрузке на котлоагрегат 300 МВт. Вычислитель

6 определил отнощени 

,35.102. Поскольку

f- T/fc по формулам (10) и (11) он вычислил величины ДП и ДП ; ДП 82700 усл. ед., усл.ед. Оптимальные величины и П дл  сжигаемого в данном случае топлива определ лись по формулам (8) и

(9) : П 38300 усл.ед. Затем по полученным результатам произведена оптимизаци  процесса сжигани  путем умень- щени  расхода сжигаемого газа и увеличени  коэффициента избытка воздуха. При

этом величина ДП и была сведена к нулю и были достигнуты оптимальные значени  q ч П.

При изменении нагрузки на котлоагре- гат D(T) из блоков запоминающих устройств 7 и 8 в вычислитель 6 поступают сигналы об

уровне нормативных величин ( и Пн,р« соответствующих текущему значению нагрузки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ регулировани  процесса сжигани  газомазутных топлив в энергетических парогенераторах путем непрерывного контрол  калорийности образующихс  в котлоагрегате продуктов сгорани  измерением теплевого эффекта реакции окислени  горючих компонентов продуктов сгорани  на термочувствительном элементе в принудительном потоке анализируемой пробы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани , дополнительно измер ют текущее значение расхода продуктов сгорани  на выходе котлоагрегата, по измеренным значени м расхода и калорийности и известной зависимости вычисл ют текущее значение расхода горючих компонентов в продуктах сгорани , определ ют отнощение этого значени  к текущему значению калорийности продуктов сгорани , сравнивают полученную величину с нормативным значением этой величины по отношению между

   ними и по заданным дл  конкретной конструкции котлоагрегата и проектного топлива нормативным значени м расхода горючих компонентов и калорийности продуктов сгорани , определ ют оптимальные значени  расхода горючих компонентов и калорийности продуктов сгорани  дл  топлива, поступающего Б текущий момент времени на сжигание , и измен ют соотнощение между расходами топлива и воздуха, подаваемых на сжигание в котлоагрегат, до достижени  текущих измеренных значений расхода горючих компонентов и калорийиости продуктов сгорани  их оптимальных текущих значений .

   воздух

   (

   1 сгораний ФигЛ