ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ, АНАЛИЗА И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В КОТЛОАГРЕГАТЕ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности, к системам оптимизации процессов сжигания топлива в тепловых объектах.
Известен Способ автоматической оптимизации процессов сжигания в тепловых объектах и система для его осуществления, описание изобретения к патенту СССР N1748661, кл. F 23 N 3/00, опубликовано 15.07.92г., БИ N26 (1).
Сущность данного изобретения заключается в следующем: общий расход воздуха, поставляемого в камеру сжигания теплового объекта, регулируют по содержанию кислорода в топочных газах, определенного с одной стороны камеры сжигания. Одновременно измеряется асимметрия содержания кислорода в топочных газах с двух сторон камеры сжигания и корректируют расход воздуха, подаваемого в камеру сжигания из двух источников,расположенных с двух сторон камеры сжигания до устранения упомянутого содержания кислорода в топочных газах. Система имеет не менее двух измерителей кислорода в топочных газах, расположенных в выпускной части камеры сжигания.
Система оптимизации процесса сжигания по упомянутому изобретению (1) может быть принята в качестве отдаленного аналога.
Вместе с тем, указанная система (1) имеет существенный недостаток, заключающийся в сложности регулирования подачи
- 2 воздуха при наличии внутренних возмущений (нерегулируемых подсосов воздуха в топку, неконтролируемых изменений теплотворной способности топлива и т.д.).
Предлагаемый прибор для контроля, анализа и оптимизации процесса сжигания топлива в котлоагрегате не имеет аналога.
Целью предлагаемой полезной модели является проведение экспресс-расчета коэффициента полезного действия (КПД) котлоагрегата, анализа и оптимизации режимов работы различных котлоагрегатов, использующих твердое, жидкое и газообразное топливо, при этом быстро и точно вывести конкретный котлоагрегат на режим с максимально возможным КПД для различных нагрузок, при любых атмосферных условиях, при наличии внутренних возмущений.
При использовании предлагаемого прибора отпадает необходимость в режимных картах.
Прибор показывает реальное значение КПД работающего котлоагрегата.
КПД это самая важная характеристика котлоагрегата, определяющая наряду с экономическими, также и экологические параметры эффективности сжигания топлива. КПД котлоагрегата, как правило, зависит от девяти параметров, например, для котлоагрегатов, производящих перегретый пар: рабочего давления воды, температуры воды на входе, температуры воды на выходе, расхода воды, затрат электроэнергии на собственные нужды, расхода топлива, низшей теплотворной способности топлива (калорийности); на эти параметры накладывается также фактор внутренних возмущений котлоагрегата.
2 -
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Предлагаемый прибор представляет собой микроэвм, работающую по специальным программам, которые учитывают как общие законы термодинамики и теплопередачи, так и индивидуальные особенности конкретного котлоагрегата (линия непрерывной продувки, частичный отбор сухого насыщенного пара и т.д.), производящего перегретый пар.
Предлагаемый прибор предназначен для контроля, анализа и оптимизации режимов работы энергетических котлоагрегатов, использующих твердое, жидкое и газообразное топливо, позволяет оператору после введения в прибор девяти (или семи) основных параметров работающего котлоагрегата произвести экспресс-расчет, анализ и оптимизацию режимов работы котлоагрегата путем оперативного изменения того или иного параметра в течение нескольких минут и тем самым добиваться наивысшего КПД котлоагрегата, в зависимости от нагрузки котла и атмосферных условий,
Перечень фигур чертежей.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого прибора.
На фиг.2 изображена диаграмма функциональной зависимости КПД котлоагрегата от соотношения подаваемого в топку топлива-воздуха.
На фиг.З изображена система оптимизации КПД котлоагрегата,
Предлагаемый прибор для контроля, анализа и оптимиации процесса сжигания топлива в котлоагрегате состоит из следующих блоков и узлов.
- 4 В корпус прибора с габаритными размерами 166 х 73 х 13 мм устанавливают блок питания, например, из четырех элементов питания, блок включения-выключения прибора, блок ввода исходных данных, одну клавишу Пуск, десять клавиш ввода цифровой информации от 0 до 9, одну клавишу десятичной запятой, микропроцессор однокристалльный, блок вывода результатов на дисплей и собственно дисплей.
Блок питания может быть и от электросети через преобразователь. Дисплей представляет собой 12-ти разрядный жидкокристаллический индикатор, осуществляет контроль ввода данных и полученных результатов.
Блок ввода-вывода данных представляет собой комплект интерфейсных микросхем. В схему прибора включен также регулятор контрастности индикатора, который предназначен для регулирования напряжения, подаваемого на жидкокристаллический индикатор.
Прибор работает следующим образом.
При работе прибора от блока питания вилку шнура блока питания вставляют в гнездо прибора, а затем вилку блока питания в розетку переменного тока напряжением 220 В.
Выше было сказано, что прибор, как правило, работает от четырех элементов питания, является легким, удобным, переносным, оператор может находиться на значительном удалении от приборного щитка котлоагрегата, и некоторые показания параметров может
записывать с приборов, не вынесенных на приборный щиток.
Устанавливают выключатель питания прибора в положение Вкл.1 Появление на экране дисплея сообщения Готов к работе
j У///
- о -
свидетельствует о готовности прибора к работе. После появления на экране дисплея сообщения Готов к работе нажимают последовательно клавиши Пуск и О .
После появления на экране наименования физической величины (параметров котлоагрегата от X/ до Х ) с вопросительным знаком набирают с помощью цифровых клавиш численное значение физической величины и нажимают клавишу Ввод.
После этого на экране дисплея появляется следующий вопрос с наименованием следующего параметра ХЈ и процедура введения следующего параметра повторяется как и для первого параметра вплоть до параметра Хд (или Х в зависимости от типа котлоагрегата).
После введения численного значения последней физической величины (Хд ) и нажатия клавиши Ввод микропроцессор по заданной программе в течение 10-15 секунд на экране дисплея показывает расчет конечной величины значения КПД котлоагрегата.
И, наконец, после нажатия клавиши Ввод прибор вновь готов к расчету следующего режима работы котлоагрегата.
Варьируя соотношение топливо-воздух в течение очень короткого времени (от 10 до 25 минут) оператор добивается режима сжигания топлива максимально возможного для данного котлоагрегата КПД (фиг.2).
Более того, изменяя параметры от Х до Х$ и производя экспресс-расчеты КПД оператор будет наблюдать изменения величины КПД котлоагрегата.
e котлоагрегата и его особенностей (давлений, температур и т.д.).
Предлагаемый прибор можно применять практически для всех существующих типов котлоагрегатов,работающих на твердом, жидком и газообразном видах топлива:
а)для котлоагрегатов, вырабатывающих перегретый пар;
б)для котлоагрегатов,вырабатывающих пар на линии насыщения (конструктивно пароперегреватель отсутствует);
в)для водогрейных котлов;
г)для жаротрубных и т.д.
Для различных типов котлоагрегатов параметры от Ху до Ху составляют:
для водогрейных котлов и котлов, вырабатывающих сухой насыщенный пар, программа микропроцессора создана для семи параметров;
для котлов, вырабатывающих перегретый пар, программа микропроцессора создана для девяти параметров.
Ниже приводятся сокращенное и полное название вводимых и выводимых на дисплей прибора величин и их размерность. Для водогрейных котлов.
Обозна- Название, выводимое Полное название 1Размерчение на дисплей прибора  параметра ность
XfДавлениерабочее давление водыАта
ХЈТемп. вход.температура воды на входеград.С
X зТемп. выход.температура воды на выходеград.С
X/,Расх. водырасход водыкг/ч
Электроэн. затраты электроэнергии на кВт
собственные нужды
7 Х$ Расх. топл, Ху. Теплотворн,
КПД Для котлов, вырабатывающих пар на
Обозна-iНазвание, выводимое Полное название чение на дисплей прибора  параметра
ХзРасх. пара
Х Расх. воды
XfЭлектроэн.
XgРасх. топл.
Х7Теплотворн.
КПД
Для котлов, вырабатывающих перегретый пар.
Обозна- Название, выводимое Полное название чение на дисплей прибора  параметра
Давл. пара
расход топлива
низшая теплотворная способность топлива (калорийность)
коэфициент полезного действия
Размерность
воды
расход паракг/ч
расход питательной воды кг/ч
расход электроэнергии на кВт собственные нужды
расход топливакг/ч
низшая теплотворная спо- Ккал собность топлива (калорийность)
коэффициент полезного % действия
Размерность
давление перегретого пара Ата линии насыщения.
КПД
Для каждого из вышеприведенных видов котлоагрегатов создана программа для микропроцессора, учитывающая особенности конкретного котлоагрегата.
Предлагаемый прибор позволяет на основе экспресс-расчета КПД провести анализ режимов работы котлоагрегата и вывести его на оптимальный режим работы, максимально возможный для данного котлоагрегата, причем это производится в кратчайшее время, тем самым сокращается до минимума время неэффективной работы котлоагрегата, получается ощутимая экономия топлива и улучшается экологическая обстановка окружающей атмосферы.
Предлагаемый прибор в июле 1996 года изготовлен и опробован для проверки паспортных данных котла БКЗ-75 ГМ в АООТ Омскшина
(калорийность)
коэффициент полезного действия
- 9 КПД рассчитанный предлагаемым прибором составил 90,99%.
Эксперимент проводился в широком диапазоне изменений КПД как при постоянной подаче воздуха и изменениями подачи топлива, так и при неизменной подаче топлива и изменяющейся подаче воздуха.
Конкретные результаты испытаний позволили выбирать оптимальный режим работы котлоагрегата и соответственно повысить его КПД на 2,11%, что при суточном расходе мазута в 100 тонн составляет существенную величину.
Достоинством данного прибора по отношению к другим методам определения КПД котлоагрегата является простота и, особенно, оперативность определения (экспресс-расчета) КПД котлоагрегата для различных режимов.
В процессе изготовления и доводки опытного образца данного прибора проведены испытания его на двух типах котлоагрегатов на ТЭЦ-3 АК Омскэнерго.
Прилагаем для сведения заключения и справки о результатах испытаний предлагаемого прибора на 8 листах в 1 экземпляре. Литература: 1. Способ автоматической оптимизации процессов сжигания в тепловых объектах и система для его осуществления, описание изобретения к патенту СССР N1748661, кл.Р 23 N 3/00, опубликовано 15.07.92г., БИ N 26.
АВТОРЫ:
БЛИНОВ А.Л.
КИЛИСИДИ В.Н.