WO2007028840A1 - Sistema para la optimi zacion de la combustión en calderas y hornos industriales - Google Patents

Sistema para la optimi zacion de la combustión en calderas y hornos industriales Download PDF

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WO2007028840A1
WO2007028840A1 PCT/ES2006/000449 ES2006000449W WO2007028840A1 WO 2007028840 A1 WO2007028840 A1 WO 2007028840A1 ES 2006000449 W ES2006000449 W ES 2006000449W WO 2007028840 A1 WO2007028840 A1 WO 2007028840A1
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WO
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combustion
boiler
pattern
boilers
optimization
Prior art date
Application number
PCT/ES2006/000449
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Enrique Tova Holgado
Francisco Rodriguez Barea
Luis CAÑADA SERRANO
Vicente Cortes Galeano
Original Assignee
Ingenieria Energetica Y De Contaminacion, S.A.
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 Ingenieria Energetica Y De Contaminacion, S.A. filed Critical Ingenieria Energetica Y De Contaminacion, S.A.
Publication of WO2007028840A1 publication Critical patent/WO2007028840A1/es

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties

Definitions

  • the present invention relates, as expressed in the statement of the present specification, to a system for the optimization of combustion in boilers and industrial furnaces.
  • the system consists of the monitoring and control of the local combustion conditions that are established in the home of said facilities, that is, in the area of development of the flames, through the achievement of a certain local pattern of defined combustion as a set of concentration values of gaseous combustion compounds (O 2 , NO x , SO 2 , CO, and / or CO 2 ), or relationships between these values, which are established in a mesh of points distributed within the interior of the hearth of the boiler or oven, in which the combustion conditions are conditioned or influenced by the operation of a burner, or a set of them.
  • gaseous combustion compounds O 2 , NO x , SO 2 , CO, and / or CO 2
  • this "critical" parameter is usually calculated as the average of measurements at only 4 or 6 points at the boiler outlet, whose representativeness, with respect to the combustion conditions in the home in the vicinity of each burner, is very limited.
  • a similar approach could be made in relation to the monitoring of the different contributions of air and fuel to the home, and its control in order to obtain the optimization of the combustion process.
  • the system uses the information provided by the general instrumentation of the plant, without taking into account the local concentrations of gases in the home, so it suffers from the aforementioned limitations.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) are the "OPTICOM" probes, whose rights the petitioner himself possesses under patents ES 2166312 and PCT application P200000355 / 9.
  • Said patent includes, for the extraction of gases from the home, the use of refrigerated probes, which, due to their design and small size, are introduced into the home of the water-tube boilers through small holes made on the joint fins of the pipes they form the walls of these teams.
  • gas concentration measurements (O 2 , CO, NO x , CO 2 , SO 2 ) can be obtained at any boiler location.
  • the system consists in the achievement of a
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) certain local combustion pattern defined as a set of concentration values of gaseous combustion compounds (O 2 , NO x , SO2 / CO, and / or CO2), or relationships between these values, which are established in a mesh of distributed points inside the home of the boiler or oven, in which the combustion conditions are conditioned or influenced by the operation of a burner, or a set of them.
  • gaseous combustion compounds O 2 , NO x , SO2 / CO, and / or CO2
  • This pattern is characterized by the fact that the establishment and control of the conditions defined by it implies the achievement of one or more operational objectives at the global level of the boiler or furnace, such as the reduction of NO x or CO 2 emissions , the minimization of the occurrence of corrosion, scumming or fouling phenomena, the optimization of the performance of the installation, or the reduction of the levels of unburned fuel.
  • the optimization system comprises the following phases:
  • Each local combustion pattern is obtained by means of characterization tests of the boiler or furnace that involve measurements of gases inside the home under different adjustments of the regulation elements, establishing the local pattern to follow as the one that produces a better result on the objective operational parameter (NO Xi emission emissions, unburned, etc.).
  • the pattern can be obtained through mathematical combustion models based on plant parameter values or even by extrapolation from another similar installation.
  • the system in question is based on the analysis of gases extracted from the interior of the boiler or oven home, representative of each of the points of the mesh.
  • a system with such characteristics allows to obtain the gas profiles (O 2 , NO x , SO 2 CO, and / or CO 2 )
  • This parameter is related to the occurrence of corrosion and slag episodes in the boiler tubes.
  • Type and degree of flame development by measuring and analyzing the C0 / 0 2 , CO 2 / O 2 and NO x / O 2 ratios at each measurement point.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) of air, dampers or valves of regulation of the flow of fuel to each burner, adjustable vanes in classifiers of mills, systems of positioning of burners, fins regulating guidelines of the degree of turbulence of the flames, etc.), as well as by means of the adjustment of the global excess combustion air.
  • the establishment and control of the gas profiles defined by the local combustion pattern is carried out by means of a control system, resident in a computer.
  • This control system receives information from the plant's monitoring systems, including the specific monitoring of the home's mesh area.
  • control system processes it to determine, depending on the operating conditions of the existing boiler and the predetermined optimization objective, the actions on the regulatory elements necessary to achieve the associated local combustion pattern to that goal.
  • the control system acts on two levels:
  • Figure number 1 Shows the schematic representation of a sectional view of a typical arc boiler that uses anthracite as fuel.
  • Figure number 2. It shows a scheme of the system layout for combustion optimization in boilers and industrial furnaces, and its configuration subordinate to the master control of the boiler.
  • Figure number 3.- Shows a graph that illustrates a practical example of the profile of oxygen values obtained in the gas meshing in the vicinity of the boiler burners schematically represented in the example of figure 1.
  • Figure number 4. Shows a graph detailing the actions proposed by the control system to optimize combustion in the boiler of the example represented in the graph of Figure 3.
  • Figure 1 shows the scheme of a typical 24-burner arc boiler that uses anthracite as fuel.
  • the coal is pulverized in 6 ball mills (1) and is pneumatically transported to the burners (2) by means of a tempered air stream that also causes the fuel to dry.
  • the burners (2) are distributed in two horizontal rows of 12 burners, one in the so-called boiler front wall (4) and another in the rear wall (5).
  • Transport air is commonly called “primary air", since, being intimately mixed with coal, it supplies the necessary oxygen during the first phases of combustion.
  • the proposed optimization system is based on the control of combustion conditions at the burner level (2), and specifically on the achievement of certain gas profiles that are established in a mesh of points distributed inside the home of the boiler.
  • profiles constitute the local combustion pattern and are characterized by identifying favorable combustion conditions for the achievement of a certain operational objective, such as minimization of NO x emissions, or maximizing performance.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) combustion in the case of the optimization of the boiler of Figure 1, is carried out by means of a test campaign consisting of a test-based set, structured by means of a test matrix and made from a group of preselected operational variables such as: number of active mills (1), number of active burners (2), mill bias (18), secondary air damper positions (13), (14) and (15) and tertiary (16) per level and burner, carbon regulating gate positions (17), excess oxygen at boiler outlet, etc.
  • the tests consist of the variation of each of the variables (or set of them) of the test matrix and the quantification of the effect of said variation with respect to the objective pursued and with respect to the gas profiles in the household mesh obtained with probes chilled.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the installation of two automatic gas extraction and analysis systems (A) from the aforementioned area, one for each wall (4) and (5) of the boiler.
  • Each system is composed of 12 water-cooled retractable probes (10) (each in the vertical of each burner (2)), a sample conditioning system (11) and a gas analyzer (12).
  • the 24 points corresponding to the aspiration zones of the refrigerated probes (10) constitute the mesh of the local combustion pattern.
  • the gases typically analyzed are Q 2 , NO x ,
  • the establishment and control of the gas profiles defined by the pattern is carried out by means of a control system (S) resident in a computer with connection to the Plant Data Acquisition System (B) (see figure 2).
  • S control system
  • B Plant Data Acquisition System
  • the proposed control system (S) does not condition the safety of the installation, since it is configured in a subordinate way to the Master Control (C) of the boiler without interfering with it, when acting on regulations not linked to it, because they did not previously exist these regulatory capabilities, or because they were only controlled manually (locally or in a control room with a bias).
  • the regulatory elements on which the control system (S) can act are:
  • Bias of excess oxygen (19) It is an incremental signal with respect to the global oxygen contributed to combustion. It allows to act on the global stoichiometry of the process.
  • the control system is composed of several interrelated computer blocks or applications, whose functions are described below:
  • Fuel input model (D) this is a mathematical model that generates the mass flow rates of fuel, for each burner, from certain variables available in the plant data acquisition system (B).
  • the mass flow values can be estimated based on parameters related to the fuel supply system, such as the flow of transport air to the mill (1), the number of active burners (2) and the positions of the carbon regulating gates (17) in each burner duct (3).
  • this fuel supply model can be replaced by an "on-line" system for measuring the flow rates of fuel to each burner (2).
  • Combustion model (E) it is a mathematical model, based only on balances of matter, which provides the air / fuel ratio at each point of the boiler house mesh.
  • This model has as input parameters the following:
  • Fuel analysis entered manually by an operator.
  • the core of the control system (S) is an Expert System (F), configured in a particular way for each installation, which enables convergence towards the combustion conditions defined by the pattern during the optimization process.
  • F Expert System
  • the Expert System (F) receives the information of the plant parameters through the System of
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Acquisition of Data (B), and the flow rates of coal to each burner (2) and the air / fuel profiles through the models of fuel input (D) and combustion (E), respectively.
  • the Expert System (F) selects, based on its previous configuration, the appropriate pattern for achieving the selected optimization objective, and generates the recommendations or control actions for the gas profiles of the mesh converge to those of the pattern within established limits.
  • the quantification of these control actions is determined by the Expert System (F) according to a series of rules configured through specific tests and which constitute their knowledge base.
  • the tests in question consist of a series of parametric sensitivity tests in which the effect is evaluated and quantified, in the gas profiles at home and in the air / fuel distributions, produced by variations in the states of a regulating element or a set of them (air dampers (13), (14), (15) and / or (16), coal gate (17), mill bias (18), excess oxygen bias (19), etc. .).
  • the control system (S) has a supervision module (G) communicated with the Data Acquisition System of the plant (B), which is in charge of supervising the operating conditions and detecting any important changes in them that require a review of the adjustments implemented.
  • control system (S) Once the control system (S) has been configured by means of the previous tests, it can be activated to adjust the regulation elements, or establish operational recommendations for the achievement of home gas profiles defined by the standard .
  • the adjustment process begins when there is a significant change in the operating conditions of the boiler, such as its load or a change of fuel, and stability is detected in the new conditions.
  • the adjustment can be initiated when an important variation in the gas profiles with respect to the pattern that is applicable at that moment is detected by means of the home gas measurement system (A).
  • the pursued operational objective is to improve the performance of the installation by minimizing losses due to unburned
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fly ash, without significantly increasing NO x emissions.
  • 6 mills (1) are active and all of them working with 4 burners (2).
  • the adjustment process After reaching the full load with the conditions defined above, and detecting stability in these conditions for a predetermined time, the adjustment process begins.
  • the shaded areas (Z) in Figure 3 correspond to the oxygen values recommended by rules I) and II) of the standard.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) particular shows how combustion conditions are not suitable in the following burners:
  • rules III), IV) and V) are verified for all points of the mesh, based on the values obtained from CO, CO 2 , O 2 and NO x .
  • control system establishes, based on the rules of the System
  • the recommendation is to redistribute the contributions of air and coal between the burners (2) by adjusting their respective regulating gates, so that the current O 2 profiles are conveniently modified.
  • Figure 4 details, for the gates that need adjustment, the variations in percentage with respect to their previous opening.
  • the percentages of variation of these regulations are established based on the differences between the measured and recommended values, based on preliminary tests where the degree of variation in the regulation that is required to achieve a certain variation in local oxygen (by For example, vary -30% carbon regulation in a burner to obtain a local oxygen increase of + 2%, and -20% for + 1% in oxygen).
  • the recommendations are shown on the screen to the boiler operator.
  • the adjustment made should lead to local combustion conditions defined by the pattern.
  • control system (S) After a period of stabilization, the control system (S) verifies the achievement of the pattern, making a subsequent adjustment in case the convergence is not reached within the defined tolerance ranges.

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Abstract

sistema para la optimización de la combustión en calderas y hornos industriales, mediante control de condiciones de combustión, y consecución de patrón local de combustión, que comprende un mallado de puntos distribuidos en el interior del hogar de la caldera u horno en la zona de desarrollo de las llamas , en el que se establecen el conjunto de valores que determinan el patrón de combustión, y un sistema de control (S) , residente en un computador con conexión al Sistema de Adquisición de Datos de la planta (B) , que se configura de forma subordinada al Control Maestro (C) de la caldera .

Description

SISTEMA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA COMBUSTIÓN EN CALDERAS Y HORNOS INDUSTRIALES
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, a un sistema para la optimización de la combustión en calderas y hornos industriales.
Más concretamente, el sistema consiste en la monitorización y control de las condiciones locales de combustión que se establecen en el hogar de dichas instalaciones, es decir, en la zona de desarrollo de las llamas, mediante la consecución de un determinado patrón local de combustión definido como un conjunto de valores de concentración de compuestos gaseosos de combustión (O2, NOx, SO2, CO, y/o CO2), o relaciones entre dichos valores, que se establecen en un mallado de puntos distribuidos en el interior del hogar de la caldera u horno, en los que las condiciones de combustión están condicionadas o influenciadas por la operación de un quemador, o bien un conjunto de ellos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La generación de NOx, las emisiones de CO2, y el rendimiento en calderas y hornos industriales dependen, en gran parte, de la correcta distribución del combustible y el aire en el hogar de estos equipos, de tal forma que la existencia de zonas críticas con una relación aire/combustible inadecuada propicia
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) penalizaciones en estos importantísimos parámetros.
Estos desajustes o desequilibrios motivan, asimismo, la aparición de episodios de alta generación de inquemados, o de ensuciamiento o corrosión acelerada de diferentes zonas del interior del hogar.
De igual manera, para el caso específico de calderas con carbón como combustible, estos desequilibrios pueden generar zonas fuertemente reductoras que hacen descender el punto de fusión de las cenizas, facilitando su deposición sobre los tubos de caldera (escoriación) .
Este fenómeno origina pérdidas importantes por transferencia de calor, y, en ocasiones, problemas que pueden obligar a parar la instalación con la consiguiente pérdida de producción.
A pesar de la importancia de los hechos descritos, las calderas y hornos industriales presentan una relativa opacidad, en cuanto al desarrollo del proceso de combustión, respecto del operador de las mismas .
Resulta significativo que, en actividades donde uno de los costes de producción mayoritarios reside en el coste del combustible, las mayores carencias de información sobre el proceso se concentren, precisamente, en cómo este combustible es utilizado.
En este sentido, las limitaciones en relación al grado de monitorización de las calderas y hornos se centran, fundamentalmente, en torno a las condiciones de combustión en el hogar y a los sistemas de preparación y
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) alimentación del combustible.
Esta opacidad de las calderas y hornos, que condiciona de forma muy significativa su opt imización, se deriva del hecho de que la mayoría de equipos térmicos fueron diseñados en un momento en el que la producción de la planta (y no su eficiencia o emisiones) era el parámetro crítico de funcionamiento.
La mencionada inadecuada monitorización motiva que, habitualmente, el funcionamiento de las calderas sea guiado mediante determinadas consignas de variables globales o indirectas, derivadas bien de recomendaciones del licenciatario, bien de la experiencia acumulada por los operadores de cada instalación concreta.
Consignas que, con frecuencia, responden más a criterios de estabilidad de funcionamiento y de inercia histórica, siguiendo la práctica habitual, que a verdaderas condiciones de operación óptima de la instalación.
Un claro ejemplo de esta situación está representado por el ajuste del aire de combustión en calderas de grupos térmicos.
La minimización del exceso de aire es, en efecto, una de las medidas primarias (ajustes de la regulación de combustión) más efectivas y directas para la optimización de emisiones de NOx y rendimiento en cualquier diseño de caldera. No obstante, los operadores de estas calderas son muy reacios a usar este tipo de ajuste, debido a la posible creación de regiones subestequiométricas en el hogar, que pueden causar altos niveles de inquemados o, incluso, el disparo de la planta.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Por consiguiente, normalmente se emplean como nivel base excesos de aire relativamente elevados, a pesar de su efecto negativo en la generación de NOx y el rendimiento, primándose consideraciones de seguridad de funcionamiento.
Sin embargo, este parámetro "crítico" se calcula habitualmente como la media de medidas en sólo 4 ó 6 puntos en salida de caldera, cuya representatividad, respecto de las condiciones de combustión en el hogar en las proximidades de cada quemador, es muy limitada. Un planteamiento similar podría realizarse en relación a la monitorisación de los distintos aportes de aire y combustible al hogar, y a su control a efectos de obtener la optimización del proceso de combustión.
A pesar de este déficit de sistemas específicos de monitorización y regulación, detectado en este tipo de instalaciones, existen diferentes compañías (como Foster Wheeler o General Electric) que han desarrollado o están desarrollando nuevos sistemas de control de la combustión en lazo cerrado, diseñados con el fin de optimizar el proceso de combustión desde el punto de vista de la eficiencia energética, así como de la reducción de las emisiones de contaminantes gaseosos tales como CO2 y NOx.
Estos sistemas han sido mencionados y descritos en recientes congresos y publicaciones internacionales (EPRI, POWERGEN) , habiéndose implementado varias unidades de demostración en los
Estados Unidos .
Estos sistemas de control se apoyan en sistemas de monitorización de algunos de los siguientes parámetros: caudales de aire y combustibles, presiones
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) de hogar, temperaturas en hogar, ignición de llama, los análisis de los gases de combustión (NOx, O2, CO) en salida de caldera.
Sin embargo, estos sistemas de control no tienen en cuenta los valores de concentraciones de gases (NOx, O2, CO, CO2, SO2) en las zonas del hogar próximas a los quemadores, limitando, por tanto, las capacidades de control sobre del proceso de combustión en función del desarrollo real, a nivel local, del mismo .
Uno de estos sistemas es objeto de la patente US 5280756 "NOx emissions advisor and automation system" en la que se describe un método y sistema para la reducción de los niveles de NOx en base al control de parámetros generales de la combustión y a modelos de cálculo configurados en base a distintos ensayos paramétricos .
El sistema utiliza la información proporcionada por la instrumentación general de la planta, sin tener en cuenta las concentraciones locales de gases en hogar, por lo que adolece de las limitaciones anteriores comentadas.
Para posibilitar las medidas de concentraciones de gases en el hogar planteadas como base del sistema o metodología de control objeto de esta patente, existen en el mercado diferentes tipos de sondas para extracción de gases del interior del hogar, de cara al acondicionamiento y análisis de estos gases.
De entre estos tipos de sondas, las que ofrecen unas mayores ventajas, para su integración en un sistema de control como el objeto de esta patente,
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) son las sondas "OPTICOM", cuyos derechos posee el propio peticionario bajo las patentes ES 2166312 y la solicitud PCT P200000355/9.
Dicha patente incluye, para la extracción de gases del hogar, la utilización de sondas refrigeradas, que por su diseño y reducido tamaño, son introducidas en el hogar de las calderas acuotubulares a través de pequeños orificios practicados sobre las aletas de unión de los tubos que forman las paredes de estos equipos .
De esta forma, sin necesidad de modificaciones constructivas de relevancia en la instalación, se pueden obtener medidas de concentración de gases (O2, CO, NOx, CO2, SO2) en cualquier localización de la caldera.
La realización de las medidas en las zonas próximas a cada quemador proporciona información de gran valor que permite implementar estrategias de control a nivel local, de cara al ajuste de la combustión en cada quemador, que se traduce en la optimización global del proceso.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Con la presente invención se ha ideado un sistema para la optimización de la combustión en calderas y hornos industriales, que tal como se ha mencionado anteriormente, está basado en la monitorización y control de las condiciones de combustión que se establecen en el hogar de dichas instalaciones, en la zona de desarrollo de las llamas.
El sistema consiste en la consecución de un
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) determinado patrón local de combustión definido como un conjunto de valores de concentración de compuestos gaseosos de combustión (O2, NOx, SO2/ CO, y/o CO2) , o relaciones entre dichos valores, que se establecen en un mallado de puntos distribuidos en el interior del hogar de la caldera u horno, en los que las condiciones de combustión están condicionadas o influenciadas por la operación de un quemador, o bien un conjunto de ellos .
Dicho patrón se caracteriza por el hecho de que el establecimiento y control de las condiciones por él definidas implica la consecución de uno o varios objetivos operativos a nivel global de la caldera u horno, como la reducción de las emisiones de NOx o de CO2, la minimisación de la aparición de fenómenos de corrosión, escoriación o ensuciamiento, la optimisación del rendimiento de la instalación, o bien la reducción de los niveles de inquemados del combustible.
En concreto, el sistema de optimización comprende las siguientes fases :
A) Definición del patrón local de combustión que facilita la consecución de cada objetivo operativo seleccionado para la instalación. En concreto se determina :
El número y distribución de los puntos que constituyen el mallado del hogar.
- La selección de gases cuyos perfiles van a formar parte del patrón: O2, NOx, SO2, CO, y/o CO2.
- El rango de variación permitido de los valores de concentración de gases en cada punto de mallado,
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) o de las relaciones o ratios entre ellas, para la consecución del objetivo operativo seleccionado.
Cada patrón local de combustión se obtiene mediante pruebas de caracterización de la caldera u horno que involucran medidas de gases en el interior del hogar bajo distintos ajustes de los elementos de regulación, estableciéndose el patrón local a seguir como aquél que produce un mejor resultado sobre el parámetro operativo objetivo (emisiones de NO Xi rendimiento, inquemados, etc.) .
Como alternativa puede obtenerse el patrón mediante modelos matemáticos de combustión basados en valores de parámetros de planta o incluso por extrapolación de otra instalación semejante.
B) Monitorización de los valores de concentración de gases en los puntos del mallado definido.
El sistema en cuestión se basa en el análisis de gases extraídos del interior del hogar de la caldera u horno, representativos de cada uno de los puntos del mallado.
Esto implica la instalación de un sistema de monitorización basado en la utilización de sondas refrigeradas (que son introducidas en la caldera u horno de forma automática a través de orificios practicados en las paredes) y uno o varios analizadores de gases con sus sistemas de acondicionamiento de muestra correspondientes.
Un sistema de tales características permite obtener los perfiles de gases (O2, NOx, SO2 CO, y/o CO2)
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) en los puntos del mallado.
Estos perfiles, además de constituir en sí una información directa de las condiciones locales de combustión (y por tanto del grado de proximidad a las condiciones definidas por el patrón local de combustión), permiten obtener, tras su análisis, la siguiente información:
- La estequiometría (relación aire/combustible) en cada punto del mallado, por medio de las determinaciones de O2 (y eventualmente CO y CO2) , además de los oportunos balances de materia y análisis del combustible.
Este parámetro se relaciona con la aparición de episodios de corrosión y escoriación en los tubos de las calderas.
Además tiene incidencia en la generación de NOx e inquemados, parámetro éste último con influencia directa sobre el rendimiento de la instalación.
Tipo y grado de desarrollo de las llamas, mediante la medida y análisis de las relaciones C0/02, CO2/O2 y NOx/O2 en cada punto de medida.
C) Establecimiento y control de los perfiles de gases definidos por el patrón local de combustión, dentro de los rangos de variación permitidos.
Se lleva a cabo mediante el ajuste de aquellos elementos de regulación de la caldera u horno que condicionan los aportes de aire y combustible de forma global o individualizada para cada quemador o zona de combustión (compuertas o válvulas de regulación
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) de aire, compuertas o válvulas de regulación del caudal de combustible a cada quemador, paletas regulables en clasificadores de molinos, sistemas de posicionamiento de quemadores, aletas directrices reguladoras del grado de turbulencia de las llamas, etc.), así como mediante el ajuste del exceso global de aire de combustión.
El establecimiento y control de los perfiles de gases definidos por el patrón local de combustión se realiza mediante un sistema de control, residente en un computador.
Este sistema de control recibe la información de los sistemas de monitorización de la planta, incluyendo la monitorización específica de la zona del mallado del hogar.
Una vez adquirida esta información, el sistema de control la procesa para determinar, en función de las condiciones de operación de la caldera existentes y el objetivo de optimización prefijado, las actuaciones sobre los elementos de regulación necesarias para la consecución del patrón local de combustión asociado a dicho objetivo.
El sistema de control actúa en dos niveles:
- Generando una serie de recomendaciones operativas respecto a los mencionados elementos de regulación, a implementar por el operador de la caldera .
- Actuando directamente y de forma remota, en bucle cerrado, sobre dichos elementos.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de una hoja de planos, en la cual con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
La figura número 1. - Muestra la representación esquemática de una vista en sección de una típica caldera de arco que utiliza antracita como combustible .
La figura número 2. - Muestra un esquema de la disposición del sistema para la optimización de la combustión en calderas y hornos industriales, y su configuración de forma subordinada al control maestro de la caldera.
La figura número 3.- Muestra un gráfico que ilustra un ejemplo práctico de perfil de valores de oxígeno obtenido en el mallado de gases en las proximidades de los quemadores de la caldera representada esquemáticamente en el ejemplo de la figura 1.
La figura número 4. - Muestra un gráfico en el que se detallan las actuaciones propuestas por el sistema de control para optimizar la combustión en la caldera del ejemplo representado en el gráfico de la figura 3.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) A la vista de las comentadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en las mismas un ejemplo preferido del sistema para la optimización de la combustión en calderas y hornos industriales, el cual comprende las partes que se describen a continuación.
En la figura 1 se muestra el esquema de una típica caldera de arco de 24 quemadores que utiliza antracita como combustible.
El carbón es pulverizado en 6 molinos de bolas (1) y es transportado neumáticamente a los quemadores (2) mediante una corriente de aire atemperado que, además, produce el secado del combustible .
De cada molino (1) parten cuatro conductos de transporte (3) a quemadores, distribuyéndose el carbón entre ellos en función de la pérdida de carga que ofrece cada tramo.
Los quemadores (2) se encuentran distribuidos en dos filas horizontales de 12 quemadores, una en la denominada pared frontal de la caldera (4) y otra en la pared trasera (5) .
El aire de transporte es comúnmente llamado "aire primario", ya que, al estar íntimamente mezclado con el carbón, suministra el oxígeno necesario durante las primeras fases de la combustión.
Además de este aire, existen, por cada quemador (2) , tres niveles de registros de "aire secundario" (6), (7) y (8) y un registro de "aire terciario" (9) que aportan oxígeno para el
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) mantenimiento de la combustión en zonas posteriores de la llama.
Existen distintos elementos de regulación para controlar el reparto de aire a cada uno de estos registros, tratándose, en la mayoría de los casos, de compuertas de accionamiento manual .
El sistema de optimización propuesto se basa en el control de las condiciones de combustión a nivel de quemador (2), y en concreto en la consecución de determinados perfiles de gases que se establecen en un mallado de puntos distribuidos en el interior del hogar de la caldera.
Dichos perfiles constituyen el patrón local de combustión y se caracterizan por ser identificativos de condiciones de combustión favorables para la consecución de un determinado objetivo operativo, como la minimisación de las emisiones de NOx, o la maximización del rendimiento.
La obtención de los perfiles de gases definidos por el patrón es fruto del ajuste controlado de los elementos de regulación de la planta, fundamentalmente de aquéllos que condicionan los aportes de aire y combustible a cada quemador y, por tanto, la estequiometría en la zona de desarrollo de las llamas.
Así, en función de la condición operativa de la caldera (caracterizada por la carga del grupo y el tipo de combustible) , existe un patrón local de combustión para cada objetivo de optimización perseguido.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Aunque el patrón puede estar inicialmente asociado a un determinado ajuste de los elementos de regulación, la evolución temporal de la caldera
(ensuciamiento, escoriación, variaciones locales y/o puntuales en el tiempo en las características de combustible aportado a algunos quemadores, etc.) o el estado de los propios elementos de regulación
(taponamiento de los registros de aire, mal función de las compuertas, etc.) puede originar una desviación de los perfiles de gases en el mallado respecto a los definidos por el patrón.
Por ello, deben actualisarse los ajustes de los elementos de regulación para que dichos perfiles se asemejen, dentro de unos límites definidos, a los del patrón.
Experiencias previas demuestran que, para este tipo de calderas, resultan de gran valor los perfiles de gases obtenidos en un mallado de 24 puntos, ubicado cada uno de ellos en la vertical de cada quemador, a una altura de entre 3 y 10 metros por encima de éstos .
De esta forma se obtiene información valiosa respecto a las condiciones de combustión de cada quemador de forma independiente, pudiéndose establecer fácilmente estrategias de regulación a nivel local, esto es, regulando cada quemador en función de las medidas de concentraciones de gases en su nona de influencia .
Estas regulaciones locales se traducen en la optimización global del proceso.
La definición de los patrones locales de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) combustión, para el caso de la optimización de la caldera de la figura 1, se realiza mediante una campaña de ensayos consistente en un conjunto a base de pruebas, estructurado mediante una matriz de ensayos y confeccionada a partir de un grupo de variables operativas preseleccionadas tales como: número de molinos (1) activos, número de quemadores (2) activos, bias de los molinos (18), posiciones de compuertas de aire secundario (13), (14) y (15) y terciario (16) por nivel y quemador, posiciones de compuertas de regulación de carbón (17) , exceso de oxígeno en salida de caldera, etc.
Los ensayos consisten en la variación de cada una de las variables (o conjunto de ellas) de la matriz de ensayos y la cuantificación del efecto de dicha variación respecto al objetivo perseguido y respecto a los perfiles de gases en el mallado del hogar obtenidos con sondas refrigeradas.
De esta forma se obtienen los perfiles de gases que constituyen cada patrón y que, independientemente del estado de la caldera, son identificativos de las condiciones de operación óptimas para la consecución del objetivo.
Asimismo, en estas pruebas se definen los rangos de variación permitidos de los valores de concentración de gases en cada punto del mallado para dar por alcanzado el patrón.
Con anterioridad al inicio del proceso de ajuste debe procederse a la instalación de monitorización específica en esta zona del hogar.
En el caso presentado se considera necesaria
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) la instalación de dos sistemas automáticos de extracción y análisis de gases (A) procedentes de la zona anteriormente citada, uno por cada pared (4) y (5) de la caldera.
Cada sistema está compuesto por 12 sondas retráctiles (10) refrigeradas por agua (cada una en la vertical de cada quemador (2)), un sistema de acondicionamiento de muestras (11) y un analizador de gases (12) .
Cada sonda (10) , al ser introducida en el interior de la caldera, aspira muestra de un punto situado a una profundidad de 1-2 metros respecto a la pared (4) , (5) de la caldera.
Los 24 puntos correspondientes a las zonas de aspiración de las sondas (10) refrigeradas constituyen el mallado del patrón local de combustión.
Para la optimización de este tipo de calderas, los gases típicamente analizados son Q2, NOx,
CO y CO2, ya que permiten obtener información suficiente respecto a las condiciones de combustión y al grado de desarrollo de las llamas.
Además de la monitorización específica del hogar deben implantarse las mejoras que se consideren oportunas en los sistemas de regulación del grupo.
En este caso se ha considerado conveniente la automatización de las compuertas de aire secundario
(13), (14) y (15) y terciario (16) mediante la instalación de actuadores neumáticos de giro, dotados de posicionadores electroneumáticos .
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Adicionalmente, se considera necesaria la introducción de compuertas de regulación de cai'bón (17) en los conductos a quemadores (3), que permitan controlar los aportes de combustible alimentado a caldera. Dichas compuertas son igualmente automatizadas mediante actuadores neumáticos con posicionador .
El establecimiento y control de los perfiles de gases definidos por el patrón se realiza mediante un sistema de control (S) residente en un computador con conexión al Sistema de Adquisición de Datos de la planta (B) (ver figura 2) .
El sistema de control (S) propuesto no condiciona la seguridad de la instalación, ya que se configura de forma subordinada al Control Maestro (C) de la caldera sin interferir con éste, al actuar sobre regulaciones no ligadas al mismo, porque no existían previamente estas capacidades de regulación, o porque sólo se controlaban de forma manual (localmente o en sala de control con un bias) .
Puede funcionar en dos modos de operación, bien generando una serie de recomendaciones sobre los elementos de regulación, a implementar por el operador, o bien actuando directamente sobre dichos elementos en bucle cerrado.
En concreto, para el caso en cuestión, los elementos de regulación sobre los que el sistema de control (S) puede actuar son:
Compuertas de regulación de carbón (17) .
- Compuertas de regulación de aire secundario y terciario (13) , (14) , (15) y (16) .
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Bias de molinos (18) : Son señales increméntales respecto a la carga de cada molino (1) demandada por el Control Maestro (C) . Permiten variar el aporte de carbón producido por cada molino (1) .
Bias de exceso de oxígeno (19) : Es una señal incremental respecto al oxígeno global aportado a la combustión. Permite actuar sobre la estequiometría global del proceso.
El sistema de control está integrado por varios bloques o aplicaciones informáticas interrelacionas , cuyas funciones se describen a continuación :
- Modelo de aporte de combustible (D) : se trata de un modelo matemático que genera los caudales másicos de combustible, por cada quemador, a partir de determinadas variables disponibles en el sistema de adquisición de datos de planta (B) .
En el caso de este tipo de calderas, los valores de caudal másico pueden estimarse en base a parámetros referentes al sistema de alimentación de combustible, como el caudal de aire de transporte al molino (1) , el número de quemadores (2) activos y las posiciones de las compuertas de regulación de carbón (17) en cada conducto (3) a quemador.
Pruebas específicas consistentes en la medida de los aportes de carbón a cada conducto mediante equipos extractivos manuales (basados en Normas Internacionales como la ISO 9931) , para distintos valores de las variables anteriores, permiten configurar un modelo matemático basado en redes neuronales, que proporciona los caudales de carbón para
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) cada condición operativa.
Eventualmente, este modelo de aporte de combustible puede sustituirse por un sistema "on-line" para medida de los caudales de combustible a cada quemador (2) .
Modelo de combustión (E) : es un modelo matemático, basado sólo en balances de materia, que proporciona la relación aire/combustible en cada punto del mallado del hogar de la caldera.
Este modelo tiene como parámetros de entrada los siguientes:
Análisis del combustible, introducido manualmente por un operador.
Caudal de carbón por cada quemador (2) , proporcionados por el modelo de aporte de combustible .
Perfiles de concentraciones de gases en hogar: (O2, CO, CO2, NOx) medidos por el sistema automático de análisis de gases (A) .
- Sistema Experto (F) :
El núcleo del sistema de control (S) es un Sistema Experto (F) , configurado de forma particular para cada instalación, que posibilita durante el proceso de optimización, la convergencia hacia las condiciones de combustión definidas por el patrón.
El Sistema Experto (F) recibe la información de los parámetros de planta a través del Sistema de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Adquisición de Datos (B) , y de los caudales de carbón a cada quemador (2) y los perfiles aire/combustible mediante los modelos de aporte de combustible (D) y combustión (E), respectivamente.
En función de las condiciones operativas existentes, el Sistema Experto (F) selecciona, en base a su configuración previa, el patrón adecuado para la consecución del objetivo de optimización seleccionado, y genera las recomendaciones o las acciones de control para que los perfiles de gases del mallado converjan a los del patrón dentro de unos límites establecidos.
La cuantificación de esas acciones de control es determinada por el Sistema Experto (F) de acuerdo a una serie de reglas configuradas mediante pruebas específicas y que constituyen su base de conocimiento.
Las pruebas en cuestión consisten en una serie de ensayos de sensibilidad paramétrica en los que se evalúa y cuantifica el efecto, en los perfiles de gases en hogar y en las distribuciones aire/combustible, producido por variaciones en los estados de un elemento de regulación o un conjunto de ellos (compuertas de aire (13), (14), (15) y/o (16), compuerta de carbón (17), bias de molinos (18), bias de exceso de oxígeno (19) , etc.) .
El sistema de control (S) dispone de un módulo de supervisión (G) comunicado con el Sistema de Adquisición de Datos de la planta (B) , que es el encargado de supervisar las condiciones operativas y detectar cualquier cambio importante en éstas que requiera una revisión de los ajustes implementados .
Adicionalmente, cuenta con un interfaz de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) operador (0) para la notificación de las recomendaciones operativas generadas por el Sistema Experto (F) , además de los módulos de salida de señales necesarios para actuar sobre los elementos de regulación.
Una vez configurado el sistema de control (S) por medio de las pruebas anteriores, puede activarse éste para efectuar el ajuste de los elementos de regulación, o bien establecer las recomendaciones operativas para la consecución de los perfiles de gases en hogar definidos por el patrón.
El proceso de ajuste se inicia al producirse un cambio importante en las condiciones de operación de la caldera, como por ejemplo su carga o un cambio de combustible, y detectarse estabilidad en las nuevas condiciones .
Igualmente puede iniciarse el ajuste cuando se detecte, mediante el sistema de medida de gases en hogar (A) , una variación importante en los perfiles de gases respecto a los del patrón que en ese momento sea de aplicación.
A continuación, se ilustra, con un ejemplo, la aplicación del sistema para la optimización de la combustión para la caldera descrita.
Se considera una situación caracterizada por la operación de la caldera a plena carga, quemando antracita como combustible.
El objetivo operativo perseguido es la mejora del rendimiento de la instalación por medio de la minimización de las pérdidas por inquemados en las
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) cenizas volantes, sin aumentar de forma sensible las emisiones de NOx.
El estado de los elementos de regulación sobre los que actúa el sistema de control es el siguiente: Compuertas de aire secundario primer nivel
(15) : abiertas al 20%, segundo nivel (14) : abiertas al
20 %, tercer nivel (13): abiertas al 40%; Compuertas de aire terciario (16): abiertas al 100%; Compuertas de regulación de carbón (17) : todas al 100% abiertas;
Bias de molinos (18) : todos a 0%; Bias de exceso de oxígeno (19): 0%. Además los 6 molinos (1) están activos y todos ellos funcionando con 4 quemadores (2).
Las pruebas de configuración del sistema de control (S) permiten destacar la importancia del control de la estequiometría local a la hora de reducir los niveles de inquemados, controlando la generación de NOx.
En este sentido, en base a estas pruebas, se establece el siguiente conjunto de valores de concentración de gases y relaciones entre ellos, a implementar en el Sistema Experto (F) , y que constituye el patrón local de combustión para minimizar inquemados manteniendo unas emisiones de NOx por debajo de 1200 mg/Nm3 :
I) Los valores de oxígeno en los puntos del mallado asociados a los 6 quemadores centrales, de cada pared de la caldera deben situarse en el rango 2- 4% . (quemadores (2ai) , (2b2) , (2f3), (2f4) , (2bi) y (2a2) , de la pared trasera (5) y (2c2) , (2d3) , (2e3) , (2e4) , (2d4) y (2cχ) de la pared frontal (4)) .
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) II) Los valores de oxígeno en los 6 quemadores más externos de cada pared de la caldera deben situarse en el rango 3-5%.%. ( quemadores (2a 3), (2b4), (2fi) , (2f2) , (2b3) y (2%), de la pared trasera (5) y (2c3), (2di) , (2ei) , (2e2) , (2d2) y (2c4) de la pared frontal (4) ) .
III) Los valores de CO deben ser inferiores a 10.000 ppm para todos los puntos de medida asociados a quemadores.
IV) Para cada quemador debe cumplirse que 15 - % CO2 < % O2
V) Para cada quemador debe cumplirse que |NOX iocai - NOx media I < 200 mg/Nm3
Tras alcanzarse la plena carga con las condiciones anteriormente definidas, y detectarse estabilidad en dichas condiciones durante un tiempo prefijado, comienza el proceso de ajuste.
En primer lugar se obtienen los perfiles de gases en el hogar.
En lo que respecta a las reglas I) y II) , que afectan a los valores de oxígeno en el mallado de gases en las proximidades de quemadores (2), se obtiene el perfil de oxígeno que se muestra en la figura 3.
Las zonas sombreadas (Z) de la figura 3 corresponden a los valores de oxígeno recomendados por las reglas I) y II) del patrón.
De esta forma, el perfil de distribución de concentraciones de oxígeno obtenido para este caso
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) particular muestra como las condiciones de combustión no son adecuadas en los siguientes quemadores:
* (2a3) y (2c3), donde los valores son superiores al 5% establecido como máximo para esa zona externa.
* (2ai), (2b2) , (2f4) y (2bi) del centro de la Pared Trasera (5) , cuyos valores de oxígeno son inferiores al 2% mínimo recomendado para esa zona.
Por el contrario, las reglas III), IV) y V) son verificadas para todos los puntos del mallado, en función de los valores obtenidos de CO, CO2, O2 y NOx.
De acuerdo a esta situación, el sistema de control establece, en base a las reglas del Sistema
Experto (F) , las actuaciones recomendadas sobre los elementos de regulación para la consecución del patrón de la forma más rápida y segura posible.
En este caso, las actuaciones propuestas se muestran en la figura 4.
Básicamente, la recomendación consiste en redistribuir los aportes de aire y carbón entre los quemadores (2) mediante el ajuste de sus respectivas compuertas de regulación, de manera que se modifiquen convenientemente los perfiles de O2 actuales.
En la figura 4 se detallan, para las compuertas que precisan ajuste, las variaciones en porcentaje respecto a su apertura previa.
Los valores positivos indican un incremento
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) en su apertura y los negativos un decremento de ésta.
De acuerdo a lo anterior, en el caso de la pared trasera (5) , se cierran parcialmente las compuertas de regulación de carbón (17) correspondientes a los quemadores centrales (2aχ) ,
(2b2) , (2f4) y (2bi) , de manera que la reducción producida en el caudal de combustible a través de estos quemadores sea absorbida por el resto de quemadores de sus correspondientes molinos (1) .
Adicionalmente se favorece la entrada de aire en la zona central de influencia de estos quemadores, abriendo sus compuertas de aire secundario (13), (14) y (15) y cerrando las de los quemadores laterales (2a3) y (2c3) donde los niveles de oxígeno eran mayores a los recomendados .
Los porcentajes de variación de estas regulaciones se establecen en función de las diferencias entre los valores medidos y los recomendados, en función de pruebas preliminares donde se identificará el grado de variación en la regulación que se requiere para alcanzar una determinada variación en oxígeno local (por ejemplo, variar un -30% de regulación de carbón en un quemador para obtener un incremento de oxígeno local de un +2%, y un -20% para un +1% en oxígeno) .
Las recomendaciones son mostradas por pantalla al operador de la caldera.
En caso de que se habilite el permiso de operador, o esté habilitado previamente, se produce de forma automática el ajuste de los elementos de regulación, de acuerdo a dichas recomendaciones, a
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) través de los módulos de salida de señales del sistema de control (S) .
El ajuste efectuado debe conducir a las condiciones de combustión a nivel local definidas por el patrón.
Tras un período de estabilización, el sistema de control (S) verifica la consecución del patrón, efectuándose un ajuste posterior en caso de que no se alcance la convergencia al mismo dentro de los rangos de tolerancia definidos.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1.- SISTEMA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA COMBUSTIÓN EN CALDERAS Y HORNOS INDUSTRIALES, basado en el control de las condiciones locales de combustión y la consecución de un determinado patrón local de combustión, entendiéndose como tal patrón el conjunto de valores de concentración de compuestos gaseosos de combustión (Oa, NOx, SO2, CO, y/o CO2), o relaciones entre dichos valores, a establecer en un mallado de puntos distribuidos en el interior del hogar de la caldera u horno en la zona de desarrollo de las llamas, siendo dicho patrón definitorio de condiciones de combustión favorables para la consecución de uno o varios de los siguientes objetivos operativos: reducción de las emisiones de NOx o de CO2, minimización de la aparición de fenómenos de corrosión, escoriación y ensuciamiento, optimización del rendimiento de la instalación, o reducción de los niveles de inquemados del combustible, y siendo obtenido dicho patrón local de combustión en base a pruebas de caracterización de la caldera u horno, modelos matemáticos de combustión basados en parámetros de planta, o bien por extrapolación de otra instalación semejante, caracterizado el mencionado sistema por el hecho de comprender:
A) Un subsistema de monitorización de los valores de concentración de gases en los puntos del mallado mediante la extracción de gases a través de sondas refrigeradas, que accedan a dichos puntos a través del contorno del hogar y el posterior análisis de las muestras extraídas mediante uno o varios analizadores automáticos con sistema de acondicionamiento de muestra conectados a dichas sondas .
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) B) Un subsistema de control (S) , residente en un computador con conexión al Sistema de
Adquisición de Datos de la planta (B) , que se configura de forma subordinada al Control Maestro (C) de la caldera u horno, con capacidad para:
Recibir la información de las variables de planta y de los perfiles de gases del mallado en el hogar a través de su comunicación con el Sistema de Adquisición de Datos de la planta (B) ;
Procesar dicha información;
Generar las acciones de control oportunas sobre los elementos de regulación que condicionan los aportes de aire y combustible de forma global o individualizada para cada quemador y el exceso total de aire de combustión, necesarias para la consecución de los perfiles de gases definidos por el patrón local de combustión, dentro de los rangos de variación permitidos por el patrón; actuando dicho sistema de control en dos modalidades alternativas:
a) generando una serie de recomendaciones operativas respecto a los mencionados elementos de regulación a implementar por el operador de la caldera u horno, o bien
b) actuando directamente, de forma remota y en bucle cerrado, sobre dichos elementos.
2.- SISTEMA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA
COMBUSTIÓN EN CALDERAS Y HORNOS INDUSTRIALES, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el número de puntos del mallado de gases coincide con el número de quemadores (2) de la caldera u horno, estando
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) dichos puntos distribuidos de tal forma que cada uno de ellos se ubique en el área de influencia de un quemador .
3. - SISTEMA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA
COMBUSTIÓN EN CALDERAS Y HORNOS INDUSTRIALES , según las reivindicaciones 1 Y 2, caracterizado por el hecho de que los elementos de regulación sobre los que actúa el sistema de control incluyen, en función del tipo de combustible y diseño de caldera u horno: compuertas o válvulas de regulación del aire de combustión, compuertas o válvulas de regulación del caudal de combustible a cada quemador, paletas regulables en clasificadores de molinos, sistemas de posicionamiento de quemadores, aletas directrices que regulan el grado de turbulencia de las llamas, bias de carga de molinos y bias de exceso global de oxigeno de la caldera u horno .
4. - SISTEMA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA
COMBUSTIÓN EN CALDERAS Y HORNOS INDUSTRIALES, según las reivindicaciones 1 a 3 , caracterizado por el hecho de que las sondas refrigeradas para extracción de gases son de reducidas dimensiones transversales, de manera que se posibilite su inserción a través de orificios a realizar en las aletas intertubulares de las paredes de tubos de la caldera.
5.- SISTEMA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA COMBUSTIÓN EN CALDERAS Y HORNOS INDUSTRIALES, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que adicionalmente el sistema de control (S) cuenta con un interfaz operador (0) para la notificación de las recomendaciones operativas generadas por el sistema experto (F) .
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
PCT/ES2006/000449 2005-09-08 2006-07-31 Sistema para la optimi zacion de la combustión en calderas y hornos industriales WO2007028840A1 (es)

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