[go: up one dir, main page]

RU2252364C1 - Method and device for adjusting burning mode for steam- producing plant - Google Patents

Method and device for adjusting burning mode for steam- producing plant Download PDF

Info

Publication number
RU2252364C1
RU2252364C1 RU2003134877/06A RU2003134877A RU2252364C1 RU 2252364 C1 RU2252364 C1 RU 2252364C1 RU 2003134877/06 A RU2003134877/06 A RU 2003134877/06A RU 2003134877 A RU2003134877 A RU 2003134877A RU 2252364 C1 RU2252364 C1 RU 2252364C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
combustion
gas
temperature
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2003134877/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.А. Бойко (RU)
Е.А. Бойко
Д.Г. Дидичин (RU)
Д.Г. Дидичин
П.В. Шишмарев (RU)
П.В. Шишмарев
С.В. Пачковский (RU)
С.В. Пачковский
Е.М. Жадовец (RU)
Е.М. Жадовец
Original Assignee
Красноярский государственный технический университет (КГТУ)
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 Красноярский государственный технический университет (КГТУ) filed Critical Красноярский государственный технический университет (КГТУ)
Priority to RU2003134877/06A priority Critical patent/RU2252364C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2252364C1 publication Critical patent/RU2252364C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: method includes determining space distribution of temperature along walls of furnace screens, and also profile of concentration of reagents and reaction products, to decrease intensiveness of drossing of screen surfaces of burning temperatures are set on basis of recalculation formulae, allowing to determine position of torch in furnace and dross level of screens. Through adjustment of fuel feed, air feed and additional fuel feed torch is centered to provide maximal filling of furnace volume without touching of furnace walls, while fuel burning is performed with maximal thermal coal content for it, excluding drawing of torch to upper portion of burning chamber, to provide for decreased drossing of heated surfaces, placed at furnace output. To provide for maximal processing of main fuel into thermal coal temperature of coal processing is increased by feeding hot gases from burning chamber through additional gas line with gate and rarefaction of gas ballast from burning device is increased in gas line for removing gas ballast from burning device by connecting burning device through draining burner to gas-inlet port, connected to gas-inlet shaft.
EFFECT: higher precision and optimized burning process.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть применено на тепловых электрических станциях.The invention relates to the field of power engineering and can be applied at thermal power plants.

Известен способ регулирования процесса сжигания топлива в энергетических парогенераторах (Патент РФ №1615475, кл. F 23 N 1/02, опубл. БИ №47 от 23.12.90), при котором осуществляется непрерывный контроль калорийности образующихся продуктов сгорания измерением теплового эффекта реакции окисления горючих продуктов сгорания топлива и оптимизации значения расхода горючих компонентов топлива, поступающего в текущий момент времени на сжигание.A known method of regulating the process of burning fuel in energy steam generators (RF Patent No. 1615475, class F 23 N 1/02, publ. BI No. 47 of 12.23.90), in which the calorific value of the resulting combustion products is continuously monitored by measuring the thermal effect of the oxidation reaction products of fuel combustion and optimization of the value of the flow rate of combustible components of the fuel that is currently being burned.

Недостатком известного способа регулирования с обратным пересчетом количества подаваемых реакционных компонентов от калорийности продуктов сгорания после полного выгорания поступающего топлива является запаздывание решений по оптимизации режима работы топливосжигающего устройства и отсутствие распределения температур по сечению камеры сгорания.A disadvantage of the known control method with a recalculation of the amount of supplied reaction components from the calorific value of the combustion products after complete combustion of the incoming fuel is the delay in decisions to optimize the operation of the fuel-burning device and the lack of temperature distribution over the cross section of the combustion chamber.

Известны способ и устройство регулирования режима горения паропроизводительной установки (RU, патент №2134379, кл. F 23 N 5/00, N 5/08, опубл. БИ №22 от 29.02.96), при котором определяют пространственное распределение температуры и профиль концентрации по меньшей мере одного возникающего в процессе сжигания продукта реакции и регулируют состав подводимой к процессу сжигания реакционной смеси, состоящей из основного топлива, воздуха и дополнительного топлива. Регулирование режима горения осуществляют с помощью соединенной с параметрическими датчиками из камеры сгорания системы обработки данных, подключенной к устройству регулирования, снабженному приборами визуальной индикации для отражения текущей параметрической информации и подключенному через модули регулирования к устройствам подачи основного топлива, воздуха и дополнительного топлива. Недостатком известного способа является запаздывание решений оптимизации процесса, так как решение производится по результатам анализа продуктов сгорания топлива. Кроме того, при определении температуры и профиля концентрации в камере сгорания двумя оптическими сенсорными датчиками не могут быть получены данные о шлаковании камеры сгорания и эффективности теплопередачи через зашлакованные экранные поверхности, что в целом вызывает снижение паропроизводительности установки, восстановление которой на требуемый уровень возможно только за счет подсветки факела мазутом, что, как следствие, приводит к увеличению себестоимости тепловой и электрической энергии.A known method and device for controlling the combustion mode of a steam generating installation (RU, patent No. 2134379, class F 23 N 5/00, N 5/08, publ. BI No. 22 of 02.29.96), in which the spatial temperature distribution and concentration profile are determined at least one reaction occurring during the combustion of the product and regulate the composition of the reaction mixture supplied to the combustion process, consisting of the main fuel, air and additional fuel. The control of the combustion mode is carried out using a data processing system connected to the parametric sensors from the combustion chamber, connected to a control device equipped with visual indication devices to reflect the current parametric information and connected through the control modules to the main fuel, air and auxiliary fuel supply devices. The disadvantage of this method is the delay in the optimization of the process, since the decision is made according to the results of the analysis of the products of fuel combustion. In addition, when determining the temperature and concentration profile in the combustion chamber by two optical sensor sensors, data on slagging of the combustion chamber and heat transfer efficiency through slagged screen surfaces cannot be obtained, which generally causes a decrease in the steam production of the installation, the restoration of which to the required level is possible only due to lighting the torch with fuel oil, which, as a result, leads to an increase in the cost of thermal and electric energy.

Известны способ и устройство регулирования режима горения паропроизводительной установки (патент РФ №2212586, кл. F 23 N 5/00, опубл. БИ №26 от 20.09.03), при котором определяют температуру и концентрацию продуктов, участвующих в процессе сжигания, и управляют составом подводимой к процессу сжигания реакционной смеси в зависимости от пространственного распределения профиля концентрации продуктов сгорания в камере сгорания посредством задания значений расходов, подводимых к процессу сжигания топлива, воздуха и добавки к основному топливу дополнительного топлива. При этом пространственное распределение температуры и профиля концентрации компонента продуктов сгорания топлива реконструируют томографически по параметрическим данным, в качестве добавки к основному топливу в виде дополнительного топлива используя термоуголь, получаемый на этой же паропроизводительной установке из основного топлива при подаче основного и дополнительного топлива на сжигание с предварительным их термическим анализом в условиях, идентичных условиям камеры сгорания по температуре и газовой среде, сопровождающимся определением на приборах индикации технических, теплофизических и реакционных характеристик поступающего на сжигание топлива, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов сгорания. Причем сжигание основного топлива и получение термоугля производятся в результате совмещенного процесса, реализованного в рамках горелочного устройства, оснащенного газоходом отвода из горелки газового балласта, образующегося при получении термоугля, а горелочное устройство выполнено в виде муфеля, в котором снаружи происходит образование термоугля, а внутри совместно сжигаются основное топливо и полученный термоуголь. В качестве приборов индикации используются приборы комплексного термического анализа.A known method and device for controlling the combustion mode of a steam production unit (RF patent No. 2212586, class F 23 N 5/00, publ. BI No. 26 of 09/20/03), in which the temperature and concentration of products involved in the combustion process are determined and controlled the composition of the reaction mixture supplied to the combustion process, depending on the spatial distribution of the concentration profile of the combustion products in the combustion chamber by setting the flow rates supplied to the process of burning fuel, air and additives to the main fuel, will complement ceiling elements fuel. In this case, the spatial distribution of the temperature and concentration profile of the component of the fuel combustion products is reconstructed tomographically from parametric data, as an additive to the main fuel in the form of additional fuel, using thermo-coal obtained from the main fuel in the same steam production unit when the main and additional fuel are supplied for combustion with preliminary their thermal analysis under conditions identical to the conditions of the combustion chamber in temperature and gas medium, accompanied by determination of technical, thermophysical and reaction characteristics of the fuel supplied to the combustion on the devices, as well as the composition and quantity of the resulting gaseous products of combustion. Moreover, the burning of the main fuel and the production of thermal coal are carried out as a result of a combined process implemented in the framework of a burner equipped with a flue gas outlet from the burner of gas ballast formed during the production of thermal coal, and the burner device is made in the form of a muffle, in which the formation of thermal coal takes place outside and together inside the main fuel and the resulting thermal coal are burned. As indicators, instruments are used for complex thermal analysis.

Недостатками известного способа и устройства регулирования режима горения паропроизводительной установки являются зашлаковка экранных поверхностей при децентровке факела с касанием его экранов, снижение доли термоугля в топливе при падении разрежения в газоходе отвода из горелки газового балласта и наличие погрешностей измерения приборами комплексного термического анализа из-за их неадаптированности для анализа твердых органических топлив.The disadvantages of the known method and device for regulating the combustion mode of a steam generating unit are slagging of the screen surfaces during decentralization of the torch with touching its screens, a decrease in the proportion of thermo-coal in the fuel when the rarefaction in the flue gas outlet from the gas ballast falls, and measurement errors occur due to complex thermal analysis devices due to their non-adaptation for analysis of solid organic fuels.

Задача изобретения - снижение интенсивности шлакования экранных поверхностей нагрева, центровка факела, увеличение доли термоугля в топливе, повышение точности измерения технических, теплофизических и реакционных характеристик угля и термоугля приборами комплексного термического анализа.The objective of the invention is to reduce the intensity of slagging of the screen heating surfaces, alignment of the flame, increasing the share of thermo-coal in the fuel, increasing the accuracy of measuring the technical, thermophysical and reaction characteristics of coal and thermo-coal by means of complex thermal analysis devices.

Относительно способа поставленная задача решается тем, что в способе регулирования режима горения паропроизводительной установки, при котором определяют температуру и концентрацию продуктов, участвующих в процессе сжигания, и управляют составом подводимой к процессу сжигания реакционной смеси в зависимости от пространственного распределения температуры и профиля концентраций продуктов сгорания в камере сгорания, ограниченной экранными трубами, посредством задания значений расходов подводимых к процессу сжигания топлива, воздуха и добавки к основному топливу дополнительного топлива, при этом пространственное распределение температуры и пространственный профиль концентрации компонента продуктов сгорания топлива реконструируют томографически по параметрическим данным, а в качестве добавки к основному топливу в виде дополнительного топлива используют термоуголь, полученный на этой же паропроизводительной установке из основного топлива при подаче основного и дополнительного топлива на сжигание с предварительным их термическим анализом в условиях, идентичных условиям камеры сгорания по температуре и газовой среде, сопровождающимся определением на приборах индикации технических, теплофизических и реакционных характеристик поступающего на сжигание топлива, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов сгорания, причем сжигание основного топлива и получение термоугля производят в результате совмещенного процесса в рамках горелочного устройства, в котором дополнительное топливо в виде термоугля получают одновременно со сгоранием основного топлива, согласно изобретению производят расчетную оценку толщины слоя золошлаковых отложений на основе оперативных данных температурного контроля наружных стенок экранных труб по формулеRegarding the method, the problem is solved in that in the method of regulating the combustion mode of the steam generating installation, in which the temperature and concentration of the products involved in the combustion process are determined, and the composition of the reaction mixture supplied to the combustion process is controlled depending on the spatial temperature distribution and the concentration profile of the combustion products in the combustion chamber, limited by screen tubes, by setting the values of the costs supplied to the process of burning fuel, air and additives to the main fuel of additional fuel, while the spatial temperature distribution and the spatial concentration profile of the component of the fuel combustion products are reconstructed tomographically from the parametric data, and as an additive to the main fuel in the form of additional fuel, thermal coal obtained from the same main steam production plant is used when supplying the main and additional fuel for combustion with their preliminary thermal analysis in conditions identical x the conditions of the combustion chamber in terms of temperature and gas environment, accompanied by the determination on the display devices of the technical, thermophysical and reaction characteristics of the fuel supplied to the combustion, as well as the composition and quantity of the resulting gaseous products of combustion, and the main fuel is burned and thermo-coal is produced as a result of a combined process burner device, in which additional fuel in the form of thermal coal is obtained simultaneously with the combustion of the main fuel, according to the invention July, a calculated estimate of the ash and slag layer thickness is made based on the operational data of temperature control of the outer walls of the screen tubes by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
, t, tст - соответственно температура газов, нагреваемой среды и наружной поверхности экранной трубы в месте установки датчиков;Where
Figure 00000003
, t, t st - respectively the temperature of the gases, the heated medium and the outer surface of the screen tube at the installation site of the sensors;

λ м, λ 3 - соответственно коэффициенты теплопроводности металла трубы и слоя золошлаковых отложений;λ m , λ 3 - respectively, the thermal conductivity of the metal of the pipe and the layer of ash and slag deposits;

μ - коэффициент растечки теплоты;μ is the coefficient of baking heat;

β =dн/dвн, dн, dвн, dср - соответственно наружный, внутренний и средний диаметры экранной трубы;β = d n / d int , d n , d int , d cf - respectively, the outer, inner and average diameters of the screen tube;

α 1, α 2 - соответственно коэффициенты теплоотдачи от топочных газов к стенке и от стенки к нагреваемой среде;α 1 , α 2 - respectively, the heat transfer coefficients from the flue gases to the wall and from the wall to the heated medium;

φ ω - поправка на скорость газов,φ ω - correction for gas velocity,

и определяют положение факела в камере сгорания путем расчета температуры газообразных продуктов сгорания в режиме реального времени по математической модели, позволяющей получить необходимую информацию о распределении температур и тепловых потоков в объеме и на поверхностях нагрева камеры сгорания парового котла при выделении произвольного количества объемных и поверхностных зон, для каждой из которых используют уравнениеand determine the position of the torch in the combustion chamber by calculating the temperature of the gaseous products of combustion in real time using a mathematical model that allows you to obtain the necessary information about the distribution of temperatures and heat fluxes in the volume and on the heating surfaces of the combustion chamber of a steam boiler when allocating an arbitrary number of volume and surface zones, for each of which the equation is used

Figure 00000004
Figure 00000004

где j=1,2,... mwhere j = 1,2, ... m

Figure 00000005
Figure 00000005

где aij - коэффициенты радиационного обмена, Вт/К4;where a ij - radiation exchange coefficients, W / K 4 ;

m, n - число объемных и поверхностных зон в излучающей системе;m, n is the number of volume and surface zones in the radiating system;

m’, n’ - число соседних по отношению к зоне j объемных и поверхностных зон;m ’, n’ is the number of volume and surface zones adjacent to zone j;

Vij - расход топочной среды при температуре в i-той поверхностной зоне, Дж/(м3· К);V ij is the flow rate of the combustion medium at a temperature in the i-th surface zone, J / (m 3 · K);

α k,ij - коэффициент теплоотдачи конвекцией между объемной зоной i и поверхностной зоной i, Вт(м3· К);α k, ij is the heat transfer coefficient by convection between the volume zone i and the surface zone i, W (m 3 · K);

Fij - площадь соприкосновения объемной и поверхностной зон i и j, м2;F ij is the contact area of the volume and surface zones i and j, m 2 ;

β j - степень выгорания топлива;β j is the degree of fuel burnup;

Вр - масса топлива, поступающего в зону j, кг/с или м3/с;In p is the mass of fuel entering zone j, kg / s or m 3 / s;

Voj,r - приток компонента г (топливо, воздух, продукты сгорания и т.п.) с известной температурой to,r (° C) извне в j-ю зону топки, кг/с или м3/с;V oj, r is the inflow of component g (fuel, air, combustion products, etc.) with a known temperature t o, r (° C) from the outside to the jth zone of the furnace, kg / s or m 3 / s;

cо,r - средняя теплоемкость компонента r при температуре to,r, Дж/(кг· К) или Дж(м3· К);c o, r is the average heat capacity of the component r at a temperature t o, r , J / (kg · K) or J (m 3 · K);

Kj - коэффициент теплопередачи от верхнего слоя отложений к пароводяной смеси в поверхностях нагрева, Вт/(м2· К);K j - heat transfer coefficient from the upper layer of deposits to the steam-water mixture in the heating surfaces, W / (m 2 · K);

Fj - площадь поверхностной зоны j, м2;F j - surface area j, m 2 ;

tn - температура пароводяной смеси, ° С,t n is the temperature of the steam-water mixture, ° C,

с последующей корректировкой размеров и положения факела в камере сгорания исполнительными устройствами подачи топлива и воздуха. Кроме того, в газоходе отвода из горелочного устройства газового балласта поддерживают постоянное разрежение, а в надмуфельное пространство горелочного устройства дополнительно подают горячие газы из камеры сгорания.with subsequent adjustment of the size and position of the torch in the combustion chamber by the executive devices for supplying fuel and air. In addition, a constant vacuum is maintained in the exhaust duct of the gas ballast burner, and hot gases from the combustion chamber are additionally supplied to the supermuffle space of the burner.

Относительно устройства поставленная задача решается тем, что в устройстве для регулирования режима горения паропроизводительной установки с камерой сгорания, ограниченной экранными трубами, горелочным устройством и соединенной с параметрическими датчиками в камере сгорания системой обработки данных, подключенной к устройству регулирования, соединенному с приборами визуальной индикации для отображения текущей параметрической информации, и подключенному через модули регулирования к устройствам подачи основного топлива, воздуха и дополнительного топлива, при этом в качестве приборов индикации, которые уставлены на линиях подачи основного и дополнительного топлива на сжигание, используют приборы комплексного термического анализа, состоящие из реакционного, весового, силового блоков и программатора, а горелочное устройство, оснащенное газоходом отвода газового балласта, образующегося при получении термоугля, в сбросную горелку, выполнено в виде муфеля, в котором снаружи происходит образование термоугля, а внутри совместно сжигаются полученный термоуголь и основное топливо, и системой его пылеприготовления с газозаборной шахтой, соединенной с камерой сгорания газозаборным окном, согласно изобретению указанное газозаборное окно совмещено со сбросной горелкой и разделено перегородкой с регулирующим шибером, на газоходе отвода газового балласта установлен датчик разрежения, а надмуфельное пространство горелочного устройства через входное тангенциальное сопло соединено дополнительным газоходом с камерой сгорания через регулирующий обводной шибер. В реакционном блоке прибора комплексного термического анализа, содержащем кварцевые стаканы, установленные на крепежную платформу с закрепленными на ней эталонной термопарой и трубками подвода газа и отвода газообразных продуктов реакции и сквозным отверстием для образцовой термопары, соединенной с весовым блоком прибора, установлен металлический экран вокруг кварцевых стаканов, холодильник на крышку весового блока и организовано принудительное охлаждение крепежной платформы.Regarding the device, the problem is solved in that in a device for controlling the combustion mode of a steam generating unit with a combustion chamber bounded by screen tubes, a burner device and connected to parametric sensors in the combustion chamber, a data processing system connected to a control device connected to visual display devices for display current parametric information, and connected through control modules to the main fuel, air and additional fuel, in this case, as indication devices that are installed on the supply lines of the main and additional fuel for combustion, complex thermal analysis devices consisting of a reaction, weight, power units and programmer are used, and a burner device equipped with a gas duct for the discharge of gas ballast formed upon receipt of thermocoal, the discharge burner is made in the form of a muffle, in which thermocoal is formed on the outside, and the obtained thermo-coal is burned together inside and fuel, and its dust preparation system with a gas intake shaft connected to the combustion chamber with a gas intake window, according to the invention, said gas intake window is combined with a waste burner and divided by a partition with a regulating gate, a rarefaction sensor is installed on the gas duct for exhausting the gas ballast, and the overmuffle space of the burner device through the inlet the tangential nozzle is connected by an additional gas duct to the combustion chamber through a regulating bypass gate. In the reaction block of the complex thermal analysis instrument, containing quartz glasses mounted on a mounting platform with a reference thermocouple and pipes for supplying gas and removal of gaseous reaction products and a through hole for a model thermocouple connected to the weighing block of the device, a metal screen is installed around the quartz glasses , a refrigerator on the lid of the weight unit and forced cooling of the mounting platform is organized.

Расчетную оценку толщины слоя золошлаковых отложений на основе оперативных данных температурного контроля наружных стенок экранных труб выполняют по формулеA calculated estimate of the thickness of the ash and slag deposits based on the operational data of temperature control of the outer walls of the screen tubes is performed according to the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
, t, t - соответственно температуры газов, нагреваемой среды и наружной поверхности экранной трубы в месте установки датчиков;Where
Figure 00000007
, T, t CT - gas temperature, respectively, the heated medium and the outer surface of the screen tube in place of the sensors;

λ м, λ 3 - соответственно коэффициенты теплопроводности металла трубы и слоя золошлаковых отложений;λ m , λ 3 - respectively, the thermal conductivity of the metal of the pipe and the layer of ash and slag deposits;

μ - коэффициент растечки теплоты;μ is the coefficient of baking heat;

β =dн/dвн, dн, dвн, dсp - соответственно наружный, внутренний и средний диаметры экранной трубы;β = d n / d ext, d n, d ext, d cp - respectively outer, middle and inner diameters of the screen tube;

α 1, α 2 - соответственно коэффициенты теплоотдачи от топочных газов к стенке и от стенки к нагреваемой среде;α 1 , α 2 - respectively, the heat transfer coefficients from the flue gases to the wall and from the wall to the heated medium;

φ ω - поправка на скорость газов.φ ω - correction for gas velocity.

Определение положения факела в камере сгорания, которое выполняют путем расчета температуры газообразных продуктов сгорания в режиме реального времени по математической модели, позволяющей получить необходимую информацию о распределении температур и тепловых потоков в объеме и на поверхностях нагрева камеры сгорания парового котла при выделении произвольного количества объемных и поверхностных зон, для каждой из которых используют уравнениеDetermination of the position of the torch in the combustion chamber, which is performed by calculating the temperature of the gaseous products of combustion in real time using a mathematical model that allows you to obtain the necessary information about the distribution of temperatures and heat fluxes in the volume and on the heating surfaces of the combustion chamber of a steam boiler when releasing an arbitrary amount of volume and surface zones, for each of which the equation is used

Figure 00000008
Figure 00000008

где j=1,2,... m.where j = 1,2, ... m.

Figure 00000009
Figure 00000009

где α ij - коэффициенты радиационного обмена, Вт/К4;where α ij - radiation exchange coefficients, W / K 4 ;

m, n - число объемных и поверхностных зон в излучающей системе;m, n is the number of volume and surface zones in the radiating system;

m’, n’ - число соседних по отношению к зоне j объемных и поверхностных зон;m ’, n’ is the number of volume and surface zones adjacent to zone j;

Vij - расход топочной среды при температуре в i-той поверхностной зоне, Дж/(м3· К);V ij is the flow rate of the combustion medium at a temperature in the i-th surface zone, J / (m 3 · K);

α k,ij - коэффициент теплоотдачи конвекцией между объемной зоной j и поверхностной зоной i, Вт/(м3· К);α k, ij is the heat transfer coefficient by convection between the volume zone j and the surface zone i, W / (m 3 · K);

Fij - площадь соприкосновения объемной и поверхностной зон i и j, м2;F ij is the contact area of the volume and surface zones i and j, m 2 ;

β j - степень выгорания топлива;β j is the degree of fuel burnup;

Вр - масса топлива, поступающего в зону j, кг/с или м3/с;In p is the mass of fuel entering zone j, kg / s or m 3 / s;

Voj,r - приток компонента r (топливо, воздух, продукты сгорания и т.п.) с известной температурой tо,r(° С) извне в j-ю зону топки, кг/с или м3/с;V oj, r is the inflow of component r (fuel, air, combustion products, etc.) with a known temperature t о, r (° С) from the outside into the j-th furnace zone, kg / s or m 3 / s;

со,r - средняя теплоемкость компонента г при температуре to,r, Дж/(кг· К) или Дж/(м3· К);with o, r is the average heat capacity of component g at a temperature of t o, r , J / (kg · K) or J / (m 3 · K);

Kj - коэффициент теплопередачи от верхнего слоя отложений к пароводяной смеси в поверхностях нагрева, Вт/(м2· К);K j - heat transfer coefficient from the upper layer of deposits to the steam-water mixture in the heating surfaces, W / (m 2 · K);

Fj - площадь поверхностной зоны j, м2;F j - surface area j, m 2 ;

tn - температура пароводяной смеси, ° С,t n is the temperature of the steam-water mixture, ° C,

с последующей корректировкой размеров и положения факела исполнительными устройствами подачи топлива и воздуха, позволяет максимально снизить шлакование экранных поверхностей нагрева, так как исключается наброс пылеугольного факела на стены топки и соответственно снижается интенсивность их шлакования. Об изменении положения факела в пространстве камеры сгорания свидетельствуют значения температур наружных стенок экранов по показаниям соответствующих датчиков. Исполнительными устройствами обеспечиваются такое положение и размер факела, чтобы максимально заполнить топочный объем при одновременном снижении значений локальных температур продуктов сгорания и предотвратить касание пылеугольным факелом стен экранов. Корректировка размеров и положения факела осуществляется в автоматическом режиме с учетом режима ее работы и качества сжигаемого топлива при наличии обратной связи на протяжении всего времени работы камеры сгорания.with subsequent adjustment of the size and position of the torch by the actuators for supplying fuel and air, it allows to minimize slagging of the screen heating surfaces, since the pulverized coal flare on the walls of the furnace is excluded and, accordingly, the intensity of slagging is reduced. A change in the position of the torch in the space of the combustion chamber is indicated by the temperatures of the outer walls of the screens according to the readings of the corresponding sensors. Actuators provide such a position and size of the torch as to fill the furnace volume to the maximum while reducing the local temperatures of the combustion products and to prevent the walls of the screens from touching the pulverized coal torch. The adjustment of the size and position of the torch is carried out automatically taking into account the mode of operation and the quality of the fuel burned in the presence of feedback throughout the entire operation of the combustion chamber.

Поддержка постоянного разрежения в газоходе отвода из горелочного устройства газового балласта и дополнительная подача горячих газов из камеры сгорания в надмуфельное пространство горелочного устройства позволяют увеличить долю термоугля в топливе, что приводит к снижению интенсивности шлакования экранов в 2-3 раза.Supporting a constant rarefaction in the flue gas outlet from the burner of the gas ballast and additional supply of hot gases from the combustion chamber to the super-muffle space of the burner device allow increasing the share of thermo-coal in the fuel, which leads to a decrease in the screen slagging intensity by a factor of 2–3.

Зашлаковка экранных поверхностей нагрева приводит к снижению паропроизводительности котла на 20-25%, что вызывает необходимость использования мазутной подсветки пылеугольного факела и, как следствие, к увеличению себестоимости выработки тепловой и электрической энергии. В связи с этим любые мероприятия, ведущие к снижению интенсивности шлакования поверхностей нагрева котла, экономически оправданы и необходимы.Slagging of the heating screen surfaces leads to a decrease in the boiler steam output by 20–25%, which necessitates the use of fuel oil illumination of the pulverized coal torch and, as a result, to an increase in the cost of generating heat and electric energy. In this regard, any measures leading to a decrease in the intensity of slagging of the boiler heating surfaces are economically justified and necessary.

При получении термоугля из основного топлива, время пребывания которого в надмуфельном пространстве лимитировано размерами горелочного устройства, важное значение приобретают режимные факторы, в частности температура обработки, которая в свою очередь обеспечивается подачей дополнительного количества горячих газов из камеры сгорания в надмуфельное пространство и своевременной эвакуацией из надмуфельного пространства балластных продуктов деструкции топлива (СО22О), которые при большой концентрации снижают процент термоугля в смеси и соответственно его количество, поступающее в горелочное устройство.Upon receipt of thermal coal from the main fuel, the residence time of which in the muffle space is limited by the size of the burner device, mode factors, in particular the processing temperature, which, in turn, is ensured by supplying additional hot gases from the combustion chamber to the muffle space and timely evacuation from the muffle space, become important. spaces of ballast products of fuel degradation (СО 2 + Н 2 О), which at a high concentration reduce the percentage of thermal coal in cm If and accordingly its quantity entering the burner device.

Непрерывной эвакуации негорючего балластного газа из горелочного устройства способствует обеспечение постоянного значения разрежения в газоходе отвода из горелочного устройства. Для этого в горелочном устройстве газозаборное окно газозаборной шахты совмещено со сбросной горелкой и разделено перегородкой с регулируемым шибером, на газоходе отвода газового балласта установлены датчики разрежения, а надмуфельное пространство горелочного устройства через входной тангенциальный патрубок соединено газоходом с камерой сгорания через регулировочный шибер.The continuous evacuation of non-combustible ballast gas from the burner device helps to ensure a constant vacuum value in the exhaust duct from the burner device. To do this, in the burner device, the gas intake window of the gas intake shaft is combined with a discharge burner and separated by a partition with an adjustable gate, rarefaction sensors are installed on the gas duct for exhausting the gas ballast, and the overmuffle space of the burner device is connected through the tangential inlet to the combustion chamber through the control gate through the gas duct.

Газозаборная шахта в системе пылеприготовления основного топлива подключена к мельнице-вентилятору, создающей значительное разрежение в газозаборном окне и в газоходе отвода газового балласта, что позволяет увеличить подачу основной угольной пыли на получение термоугля. Этому же способствует высокая температура обработки основной пыли за счет присадки горячих топочных газов, подаваемых из камеры сгорания по дополнительному газоходу.The gas intake shaft in the dust preparation system for the main fuel is connected to a fan mill, which creates a significant vacuum in the gas intake window and in the gas duct for exhausting the gas ballast, which allows increasing the supply of the main coal dust to produce thermal coal. This is also facilitated by the high temperature of processing the main dust due to the addition of hot flue gases supplied from the combustion chamber through an additional gas duct.

В реакционном блоке прибора комплексного термического анализа, содержащем кварцевые стаканы, устанавливаемые на крепежную платформу с закрепленными на ней эталонной термопарой и трубками подвода газа и отвода газообразных продуктов реакции и сквозным отверстием для образцовой термопары, соединенной с весовым блоком прибора, установлен металлический экран вокруг кварцевых стаканов, холодильник на крышку весового блока и организовано принудительное охлаждение крепежной платформы, что позволяет повысить точность измерения технических, теплофизических и реакционных характеристик топлива за счет соответственно уменьшения температурных перекосов по сечению зоны реакционного пространства и исключения влияния загрязнения весов при конденсации смолистых веществ, входящих в состав парогазовых продуктов термического разложения угольного образца.In the reaction block of the complex thermal analysis instrument, containing quartz glasses mounted on a mounting platform with a reference thermocouple and gas supply pipes and exhaust gases for the reaction products and a through hole for an exemplary thermocouple connected to the weighing unit of the device, a metal screen is installed around the quartz glasses , a refrigerator on the lid of the weight block and forced cooling of the mounting platform is organized, which allows to increase the measurement accuracy of the technical their thermophysical and reaction characteristics of the fuel due to a corresponding reduction in temperature imbalances in the cross section of the reaction space zone and elimination of the influence of scale contamination during the condensation of resinous substances that are part of combined-gas and thermal decomposition products of a coal sample.

Таким образом, предлагаемые меры снижают интенсивность образования золошлаковых отложений на экранных поверхностях нагрева за счет постоянного контроля и корректировки размеров и положения факела в камере сгорания и увеличения доли термоугля в топливе, что позволяет в целом решить задачу изобретения.Thus, the proposed measures reduce the intensity of the formation of ash and slag deposits on the screen heating surfaces due to constant monitoring and adjustment of the size and position of the torch in the combustion chamber and an increase in the proportion of thermo-coal in the fuel, which makes it possible to generally solve the problem of the invention.

Примеры осуществления изобретения более подробно поясняются с помощью чертежей, на которых представлены: Фиг.1 - функциональная схема реализации способа регулирования режима горения паропроизводительной установки; Фиг.2 - продольный разрез горелочного устройства; Фиг.3 - разрез А-А на Фиг.2; Фиг.4 - принципиальная схема реакционного пространства установки комплексного термического анализа с учетом внесенных изменений.Examples of carrying out the invention are explained in more detail using the drawings, which show: Figure 1 is a functional diagram of an implementation of a method of controlling a combustion mode of a steam generating installation; Figure 2 is a longitudinal section of a burner device; Figure 3 - section aa in figure 2; Figure 4 - schematic diagram of the reaction space of the installation of complex thermal analysis, taking into account the changes.

Устройство для осуществления способа регулирования режима горения паропроизводительной установки включает для приема параметрических данных из камеры 1 сгорания датчики 2 и 3 и связанную с ними систему 4 обработки данных, которая соединена с устройством 5 регулирования, снабженным прибором 6 визуальной индикации текущей информации. Устройство 5 соединено через модули регулирования 7, 8 и 9 соответственно с исполнительными органами 10, 11 и 12 камеры 1 сгорания, осуществляющими подачу соответственно основного топлива, воздуха и дополнительного топлива в виде термоугля, получаемого из основного топлива. При этом на линиях 13 и 14 подачи основного топлива и термоугля установлены приборы 15 и 16 индикации технических и теплофизических характеристик, реакционной способности, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов горения в условиях, идентичных камере 1 сгорания. Приборы 15 и 16 подключены к устройству 5 регулирования через регулирующие модули 17, 18 соответственно.A device for implementing a method of controlling the combustion mode of a steam production unit includes, for receiving parametric data from the combustion chamber 1, sensors 2 and 3 and a data processing system 4 connected thereto, which is connected to a control device 5 equipped with a visual information display device 6. The device 5 is connected via regulation modules 7, 8 and 9, respectively, to the executive bodies 10, 11 and 12 of the combustion chamber 1, supplying, respectively, the main fuel, air and additional fuel in the form of thermo coal obtained from the main fuel. At the same time, devices 15 and 16 for indicating the technical and thermophysical characteristics, reactivity, and also the composition and amount of the resulting gaseous products of combustion under conditions identical to the combustion chamber 1 are installed on the main fuel and thermal coal supply lines 13 and 14. The devices 15 and 16 are connected to the control device 5 through the control modules 17, 18, respectively.

На линии 13 подачи основного топлива размещено устройство 19 получения термоугля из основного топлива. Регулирование подачи основного топлива из источника топлива в виде бункера 20, соединенного модулем 21 управления с устройством 5 регулирования, в устройство 19 осуществляется устройством подачи 12, соединенным через модуль 9 управления с устройством 5 регулирования, к которому также подсоединено через модуль 22 управления устройство 19 получения термоугля.On the main fuel supply line 13 a device 19 for producing thermal coal from the main fuel is placed. The regulation of the main fuel supply from the fuel source in the form of a hopper 20 connected to the control unit 21 to the control device 5 is carried out in the device 19 by the feed device 12 connected through the control module 9 to the control device 5, to which the receiving device 19 is also connected via the control module 22 thermal coal.

Горелка содержит муфель 23 в виде жаровой трубы, присоединенной к камере 1 сгорания, заключенный в корпус 24, выполненный, в свою очередь, из двух полуцилиндров с торцевой крышкой 25. С открытого торца 26 муфеля 23 в него с кольцевым зазором 27 заведены сопла 28 и 29 подачи соответственно основного топлива и воздуха, размещенные коаксиально одно в другом, при этом на торцевой крышке 25 корпуса 24, установленной в плотном контакте с соплом 29, размещен отборник 30 термоугля из горелки для анализа технических, теплофизических характеристик и реакционной способности на приборе 16.The burner contains a muffle 23 in the form of a flame tube attached to the combustion chamber 1, enclosed in a housing 24, made, in turn, of two half-cylinders with an end cover 25. From the open end 26 of the muffle 23, nozzles 28 are introduced into it and an annular gap 27 and 29 supply, respectively, of the main fuel and air, placed coaxially one in the other, while on the end cover 25 of the housing 24, installed in tight contact with the nozzle 29, there is a thermo-coal sampler 30 from the burner for analysis of technical, thermophysical characteristics and reaction Features on the device 16.

Полуцилиндры 31 корпуса 24 установлены с вертикальным смещением относительно друг друга с образованием продольных щелевых зазоров 32 на всю длину корпуса 24, в которых установлены вертикальные перегородки 33, разделяющие зазоры на регулируемые регистры 34 и 35 подачи основного топлива и сброса газового балласта через сбросную горелку 36 с воздушным соплом 37, соединенную с регистром 35 через коллектор 38 газоходом 39. Регистр 34 через коллектор 40 соединен с тангенциальным соплом 41 ввода основного топлива для получения термоугля, количество которого регулируется исполнительным органом 12 посредством пересчета в устройстве 5 основного топлива на термоуголь по данным комплексного термического анализа, реализованного в приборе 16.The half cylinders 31 of the housing 24 are installed with vertical displacement relative to each other with the formation of longitudinal slotted gaps 32 over the entire length of the housing 24, in which vertical partitions 33 are installed, dividing the gaps into adjustable registers 34 and 35 of the main fuel supply and the discharge of gas ballast through an exhaust burner 36 s an air nozzle 37 connected to the register 35 through the manifold 38 by the gas duct 39. The register 34 through the collector 40 is connected to the tangential nozzle 41 of the input of the main fuel to obtain thermocarbon, the amount of which is regulated by the executive body 12 by means of conversion in the device 5 of the main fuel to thermal coal according to the data of a complex thermal analysis implemented in the device 16.

Устройство также содержит газозаборное окно 42, совмещенное со сбросной горелкой 36 и разделенное перегородкой 43 с регулируемым шибером 44. Газозаборное окно 42 подключено к газозаборной шахте 45. На газоходе 39 отвода газового балласта установлен датчик 46 разрежения, соединенный с устройством 5 регулирования, а надмуфельное пространство 47 горелочного устройства 19 через входное тангенциальное сопло 41 соединено дополнительным газоходом 48 с камерой 1 сгорания через регулировочный шибер 49.The device also includes a gas intake window 42, combined with a waste burner 36 and separated by a partition 43 with an adjustable gate 44. The gas intake window 42 is connected to the gas intake shaft 45. A rarefaction sensor 46 is connected to the gas duct 39 of the exhaust gas ballast, connected to the regulation device 5, and the over-muffle space 47 of the burner device 19 through the inlet tangential nozzle 41 is connected by an additional gas duct 48 to the combustion chamber 1 through the adjustment gate 49.

Устройство 5 регулирования соединено через модуль 50 регулирования с шиберами 44 и 49, обеспечивающими соответственно заданное разрежение в газоходе 39 отвода газового балласта, контролируемое датчиком 46, и заданную температуру в надмуфельном пространстве 47, контролируемую отборником 30.The regulation device 5 is connected via a regulation module 50 with gates 44 and 49, which provide, respectively, a predetermined vacuum in the gas duct 39 of the gas ballast outlet, controlled by the sensor 46, and a predetermined temperature in the over-the-head space 47, controlled by the sampler 30.

В реакционном блоке 50 прибора комплексного термического анализа, содержащем кварцевые стаканы 51, установленные на крепежной платформе 52 с закрепленными на ней эталонной термопарой 53 и трубками подвода газа и отвода газообразных продуктов реакции и сквозным отверстием для образцовой термопары 54, соединенной с весовым блоком прибора, установлен металлический экран 55 вокруг кварцевых стаканов 51, холодильник 56 на крышке 57 весового блока и организовано принудительное охлаждение крепежной платформы 52, что позволяет повысить точность измерения технических, теплофизических и реакционных характеристик топлива за счет соответственно уменьшения температурных перекосов по сечению зоны реакционного пространства и исключения влияния загрязнения весов при конденсации смолистых веществ, входящих в состав парогазовых продуктов термического разложения угольного образца.In the reaction block 50 of the complex thermal analysis device, containing quartz glasses 51 mounted on a mounting platform 52 with a reference thermocouple 53 and tubes for supplying gas and removal of gaseous reaction products and a through hole for an exemplary thermocouple 54 connected to the weight unit of the device, is installed a metal screen 55 around the quartz glasses 51, a refrigerator 56 on the lid 57 of the weight unit and forced cooling of the mounting platform 52 is organized, which allows to increase the measurement accuracy Nia technical, thermal characteristics and fuel reaction by a correspondingly decreasing bias temperature over the cross section area of the reaction space and the exclusion of contamination impact weights during condensation resinous substances included in the thermal decomposition of the coal sample parogazovyh products.

Несовершенство геометрии печи вызывает неравномерность нагрева навесок образца и эталонного вещества, что приводит к искажению результатов ДТА-анализа. Для уменьшения тепловой неэквивалентности предлагается использовать антиградиентный экран 55 высотой 60 мм, изготовленный из нихромовой проволоки диаметром 1 мм, навитой вокруг кварцевых стаканов 51. Экран размещается симметрично по высоте относительно уровня размещения спая термопар 53, 54.The imperfection of the furnace geometry causes uneven heating of the sample and reference substances, which leads to a distortion of the results of the DTA analysis. To reduce thermal nonequivalence, it is proposed to use an anti-gradient screen 55 60 mm high, made of nichrome wire 1 mm in diameter, wound around quartz glasses 51. The screen is placed symmetrically in height relative to the level of placement of thermocouple junctions 53, 54.

Система конденсации предусматривает принудительное водяное охлаждение платформы 52, в которой фиксируются трубки подвода и отвода газа и термопары, через просверленное сквозное отверстие диаметром 5 мм и холодильника 56, закрепленного на крышке 57 блока аналитических весов прижимными винтами 58. Вода на охлаждение подается насосом из термостата 59. Холодильник выполнен в виде Т-образной спирали, навитой из медной трубки с внутренним диаметром 4 мм и имеет размеры: диаметр основания 50 мм, внутренний диаметр 8 мм, высота 45 мм. Подобная компоновка позволила обеспечить достаточную поверхность для конденсации смол и в то же время максимально перекрыть отверстие в крышке 57 блока аналитических весов. Парообразные продукты термической деструкции, не уловленные зондом 60, конденсируются на поверхностях платформы 52 и холодильника 56.The condensation system provides for forced water cooling of the platform 52, in which the gas inlet and outlet pipes and thermocouples are fixed, through a drilled through hole with a diameter of 5 mm and a refrigerator 56, mounted on the cover 57 of the analytical balance block with clamping screws 58. Water for cooling is supplied by a pump from thermostat 59 The refrigerator is made in the form of a T-shaped spiral wound from a copper tube with an inner diameter of 4 mm and has dimensions: base diameter 50 mm, inner diameter 8 mm, height 45 mm. Such an arrangement made it possible to provide a sufficient surface for condensation of the resins and at the same time to cover the hole in the cover 57 of the analytical balance unit as much as possible. The vaporous thermal degradation products not captured by probe 60 condense on the surfaces of platform 52 and refrigerator 56.

Реализация способа регулирования режима горения паропроизводительной установки осуществляется следующим образом.The implementation of the method of regulating the combustion mode of the steam production plant is as follows.

Пылеугольная взвесь подается из источника топлива в виде бункера 20 в линию 13 подачи основного топлива. На основании данных комплексного термического анализа, проводимого в приборе 15, регулируемом через модуль 17 устройством регулирования 5, контролирующем всю информацию паропроизводительной установки, вычисляется количество пыли, которое необходимо подать в камеру 1 сгорания, чтобы обеспечить заданную паропроизводительность. Далее, через промежуточный регулирующий модуль 7, выдается команда на устройство подачи 10 для подачи пыли в камеру 1 сгорания.The pulverized coal suspension is supplied from the fuel source in the form of a hopper 20 to the main fuel supply line 13. Based on the data of a complex thermal analysis carried out in the device 15, controlled through the module 17 by the control device 5, which controls all the information of the steam production unit, the amount of dust is calculated, which must be supplied to the combustion chamber 1 in order to provide a given steam production. Further, through the intermediate control module 7, a command is issued to the feeder 10 for supplying dust to the combustion chamber 1.

По данным параметрической информации с датчиков 2 и 3 камеры 1 сгорания, поступающим через систему 4 обработки данных на устройство 5 регулирования, выясняется, соответствует ли заданная программа для органа 10 исполнения регламентируемой паропроизводительности. Если не соответствует, то с помощью регулирующего модуля 7 подача пыли через устройство подачи 10 корректируется для обеспечения заданной паропроизводительности. Если вследствие низкого качества поступающего угля невозможно достичь регламентируемой паропроизводительности из-за выхода паропроизводительной установки из диапазона номинальных нагрузок, то с помощью устройства подачи 12 часть подаваемой основной пыли направляется в устройство 19 для получения термоугля, режим работы которого задается устройством 5 регулирования через регулирующий модуль 22, а технические, теплофизические и реакционные характеристики образующегося термоугля контролируются прибором 16, режим работы которого задается через регулирующий модуль 18.According to the parametric information from the sensors 2 and 3 of the combustion chamber 1, arriving through the data processing system 4 to the control device 5, it is determined whether the predetermined program for the control unit 10 corresponds to the regulated steam production. If it does not match, then with the help of the control module 7, the dust supply through the feeder 10 is adjusted to ensure a given steam production. If, due to the low quality of the incoming coal, it is impossible to achieve regulated steam production due to the steam production unit coming out of the range of rated loads, then with the help of the supply device 12, part of the supplied main dust is sent to the device 19 for producing thermal coal, the operation mode of which is set by the control device 5 through the control module 22 , and the technical, thermophysical, and reaction characteristics of the resulting thermal coal are controlled by a device 16, the operating mode of which is specified through control module 18.

По данным технических, теплофизических и реакционных свойств термоугля рассчитывается расход основного топлива в устройство 19 получения термоугля устройством 12, сигнал к которому поступает из устройства 5 регулирования через модуль 9 регулирования. По параметрической информации датчиков 2, 3 камеры 1 сгорания определяется соответствие текущей паропроизводительности регламентируемым данным. Если имеется несоответствие, то изменяется количество термоугля, подаваемого в камеру 1 сгорания. Так как качество термоуголя существенно выше качества основного топлива, то его подача предотвращает снижение паропроизводительности без отклонения парогенератора от диапазона номинальных нагрузок. Если все основное топливо перерабатывать на термоуголь, то парогенератор не снижает заданной паропроизводительности при подаче основного топлива даже при существенном ухудшении его качества по сравнению с проектным. В связи с этим количество топлива, перерабатываемого на термоуголь в установке 19, зависит от качества поступающего основного топлива.According to the technical, thermophysical and reaction properties of thermal coal, the basic fuel consumption is calculated in the thermal coal receiving device 19 by device 12, the signal to which is supplied from the control device 5 through the control module 9. According to the parametric information of the sensors 2, 3 of the combustion chamber 1, the compliance of the current steam production with the regulated data is determined. If there is a mismatch, then the amount of thermocar supplied to the combustion chamber 1 changes. Since the quality of thermo-coal is significantly higher than the quality of the main fuel, its supply prevents a decrease in steam production without deviating the steam generator from the range of nominal loads. If all the main fuel is processed to thermocoal, then the steam generator does not reduce the specified steam capacity when supplying the main fuel even with a significant deterioration in its quality compared to the design one. In this regard, the amount of fuel processed to thermocoal in the installation 19, depends on the quality of the incoming main fuel.

При длительной работе парогенератора устанавливается диапазон изменения качества основного топлива. В пределах пульсаций качества топлива определяется необходимое количество термоугля, получаемого в устройстве 19. Если пульсации качества основного топлива не превышают 20% от проектного, то устройство 19 настраивается на переработку 20% основной пыли в термоуголь, что обеспечивает работу парогенератора в режиме номинальных нагрузок с регламентированной паропроизводительностью.During long-term operation of the steam generator, a range of changes in the quality of the main fuel is established. Within the limits of fuel quality pulsations, the required amount of thermal coal obtained in device 19 is determined. If the quality pulsations of the main fuel do not exceed 20% of the design, then device 19 is configured to process 20% of the main dust into thermal coal, which ensures the operation of the steam generator in nominal load mode with regulated steam production.

Реализация способа возможна при использовании в качестве устройства 19 специального горелочного устройства, в котором за счет тепла сжигания основного топлива происходят термообработка поступающего топлива и образование термоугля при тангенциальной подаче основного топлива через сопло 41, распределяемого равномерно регулирующими регистрами 34 по всей длине муфеля 23. При этом сброс газового балласта осуществляется через регистры 35 в сбросную горелку 36 камеры 1 сгорания. Горелка может быть установлена непосредственно на камере 1 сгорания.The implementation of the method is possible when using a special burner device as a device 19, in which, due to the heat of combustion of the main fuel, heat treatment of the incoming fuel and the formation of thermal coal occur during the tangential supply of the main fuel through the nozzle 41 distributed evenly by the registers 34 along the entire length of the muffle 23. The discharge of gas ballast is carried out through the registers 35 into the exhaust burner 36 of the combustion chamber 1. The burner can be installed directly on the combustion chamber 1.

При аксиальной подаче основного топлива через сопло 28 горелочное устройство полностью работает на основном топливе. При подаче части основного топлива устройством подачи 12 в тангенциальное сопло 41 горелочное устройство работает одновременно на основном угле и термоугле. Режим работы горелочного устройства через модуль 22 регулирования устанавливается устройством 5 регулирования.When the axial supply of the main fuel through the nozzle 28, the burner device is fully powered by the main fuel. When a portion of the main fuel is supplied by the feeding device 12 to the tangential nozzle 41, the burner device operates simultaneously on the main angle and thermo-coal. The operation mode of the burner device via the regulation module 22 is set by the regulation device 5.

Для обеспечения равномерной подачи основного топлива на переработку в горелочное устройство корпус 24 его выполнен в виде двух полуцилиндров 31, вертикально смещенных относительно друг друга, что позволяет использовать образовавшиеся щелевые зазоры 32 для подачи пыли и отвода газового балласта.To ensure a uniform supply of the main fuel for processing to the burner, the casing 24 is made in the form of two half-cylinders 31 vertically offset from each other, which allows the use of slotted gaps 32 for feeding dust and removing gas ballast.

Угольная пыль подается на раскаленную поверхность муфеля, деструктирует (в течение 0,1-0,2 сек) с образованием газового балласта и высокореакционного термоугля (нелетучего остатка) с развитой удельной поверхностью. Это способствует его быстрому выгоранию, что существенно снижает шлакование камеры 1 сгорания и повышает к.п.д. паропроизводительной установки в целом.Coal dust is fed to the hot surface of the muffle, it degrades (within 0.1-0.2 sec) with the formation of gas ballast and highly reactive thermal coal (non-volatile residue) with a developed specific surface. This contributes to its rapid burnout, which significantly reduces the slagging of the combustion chamber 1 and increases the efficiency steam plant as a whole.

Реализация способа снижения интенсивности шлакования экранных поверхностей осуществляется путем поступления от датчиков 2, включающих и датчики температуры наружной поверхности экранных труб через связанную с ними систему 4 обработки данных, соединенную с устройством 5 регулирования, которое на основании этих данных на приборе 6 визуальной текущей индикации показывает расположение факела в камере 1 сгорания.Implementation of a method of reducing the intensity of slagging of screen surfaces is carried out by means of sensors 2, including temperature sensors of the outer surface of the screen tubes through an associated data processing system 4 connected to a control device 5, which on the basis of this data on the visual current display device 6 shows the location torch in the combustion chamber 1.

При децентровке факела выдается команда через модули регулирования 7, 8 и 9 на устройства подачи 10, 11 и 12 камеры 1 сгорания, осуществляющие подачу соответственно основного топлива, воздуха и дополнительного топлива, которое идет на получение термоугля.When the torch is decentered, a command is issued through the control modules 7, 8 and 9 to the supply devices 10, 11 and 12 of the combustion chamber 1, supplying, respectively, the main fuel, air and additional fuel, which is used to obtain thermal coal.

Путем изменения соотношения расходов основного топлива, воздуха и дополнительного топлива добиваются корректировки положения факела в камере сгорания так, чтобы обеспечить максимальное заполнение факелом топочного объема при одновременном снижении значений локальных температур продуктов сгорания и предотвращение касания пылеугольным факелом экранных поверхностей нагрева.By changing the ratio of the flow rates of the main fuel, air and additional fuel, adjustments are made to the position of the torch in the combustion chamber so as to ensure that the torch is filled with the torch as much as possible while lowering the local temperatures of the combustion products and preventing the dust screen from touching the heating surfaces.

Для снижения шлакования также увеличивают долю термоугля в топливе, идущем на сжигание, для чего при увеличении расхода основного топлива через тангенциальное сопло 41 в горелочное устройство 19 повышают температуру в надмуфельном пространстве 47 за счет подачи в него горячих газов из камеры 1 сгорания по дополнительному газоходу 48, регулируемую шибером 49. При этом также увеличивают разрежение в газоходе 39 отвода из горелочного устройства 19 газового балласта, образующегося при получении термоугля посредством подключения сбросной горелки 36 к газозаборному окну 42 путем открытия шибера 44.To reduce slagging, the share of thermal coal in the fuel used for combustion is also increased, for which, with an increase in the consumption of the main fuel through the tangential nozzle 41 into the burner device 19, the temperature in the muffle space 47 is increased due to the supply of hot gases from the combustion chamber 1 through an additional gas duct 48 , adjustable by the gate 49. In this case, the vacuum in the duct 39 of the outlet from the burner device 19 of the gas ballast formed when the thermal coal is obtained by connecting the discharge burner is also increased 36 to the gas intake window 42 by opening the gate 44.

Степень открытия шиберов задается через модуль 50 регулирования из устройства 5 регулирования, в которое поступают данные от датчика 46 разрежения и от отборника 30 термоугля.The degree of opening of the gates is set through the regulation module 50 from the regulation device 5, into which data is received from the rarefaction sensor 46 and from the thermo-coal sampler 30.

Поскольку термоуголь является более калорийным топливом с постоянным составом, то вся паропроизводительная установка работает в стабильном режиме и не требует изменения режима при попадании топлива низкого качества.Since thermal coal is a more high-calorie fuel with a constant composition, the entire steam production unit operates in a stable mode and does not require a change in the mode when low-quality fuel gets in.

Кроме того, термоуголь вследствие его высокой реакционной способности выгорает интенсивнее, что исключает затягивание факела в верхнюю часть камеры сгорания и снижает зашлаковку поверхностей нагрева, расположенных на выходе из топки.In addition, due to its high reactivity, thermo-coal burns out more intensively, which eliminates the torch pulling into the upper part of the combustion chamber and reduces the slagging of heating surfaces located at the outlet of the furnace.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет не только оптимизировать процесс регулирования режима горения, но и исключить возможность зашлаковки поверхностей нагрева котла посредством непрерывного контроля и корректировки положения пылеугольного факела в топочном пространстве, а также за счет сжигания высокореакционного топлива (термоугля).Thus, the proposed technical solution allows not only to optimize the combustion control process, but also to exclude the possibility of slagging of the boiler heating surfaces by means of continuous monitoring and adjustment of the position of the pulverized coal torch in the furnace space, as well as by burning highly reactive fuel (thermal coal).

Claims (5)

1. Способ регулирования режима горения паропроизводительной установки, при котором определяют температуру и концентрацию продуктов, участвующих в процессе сжигания, и управляют составом подводимой к процессу сжигания реакционной смеси в зависимости от пространственного распределения температуры и профиля концентраций продуктов сгорания в камере сгорания, содержащей экранные трубы, посредством заданных значений подводимого к процессу сжигания топлива, воздуха и добавки к основному топливу дополнительного топлива, при этом пространственное распределение температуры и профиля концентрации компонентов продуктов сгорания топлива реконструируют томографически по параметрическим данным, а в качестве добавки к основному топливу в виде дополнительного топлива используют термоуголь, полученный на этой же паропроизводительной установке из основного топлива при подаче основного и дополнительного топлива на сжигание с предварительным их термическим анализом в условиях, идентичных условиям камеры сгорания по температуре и газовой среде, сопровождающимся определением на приборах индикации технических, теплофизических и реакционных характеристик поступающего на сжигание топлива, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов горения, причем сжигание основного топлива и получение термоугля производят в результате совмещенного процесса в рамках горелочного устройства, в котором дополнительное топливо в виде термоугля получают одновременно со сгоранием основного топлива, отличающийся тем, что производят расчетную оценку толщины слоя золошлаковых отложений на основе оперативных данных температурного контроля наружных стенок экранных труб по формуле1. A method of controlling the combustion mode of a steam production plant, in which the temperature and concentration of the products involved in the combustion process are determined, and the composition of the reaction mixture supplied to the combustion process is controlled depending on the spatial temperature distribution and the concentration profile of the combustion products in the combustion chamber containing the screen tubes, by the set values of the fuel, air supplied to the combustion process and the additive to the main fuel of additional fuel, while the space The temperature distribution and concentration profile of the components of the combustion products of the fuel are reconstructed tomographically using parametric data, and thermal coal obtained from the main fuel in the same steam production unit when the main and additional fuel is burned is used as an additive to the main fuel in the form of additional fuel. thermal analysis under conditions identical to the conditions of the combustion chamber in temperature and gas medium, accompanied by the determination on devices for indicating the technical, thermophysical and reaction characteristics of the fuel supplied to the combustion, as well as the composition and amount of the resulting gaseous products of combustion, and the burning of the main fuel and the production of thermal coal are produced as a result of a combined process in the framework of a burner device in which additional fuel in the form of thermal coal is obtained simultaneously with the combustion of the main fuel, characterized in that a calculated estimate of the thickness of the ash and slag layer on the basis of operational OF DATA temperature control of the outer walls of furnace tubes by the formula
Figure 00000010
Figure 00000010
где
Figure 00000011
, t, t см - соответственно температуры газов, нагреваемой среды и наружной поверхности экранной трубы в месте установки датчиков;
Where
Figure 00000011
, t, t cm  - respectively, the temperature of the gases, the heated medium and the outer surface of the screen tube at the installation site of the sensors;
λ м, λ 3, - соответственно коэффициенты теплопроводности металла трубы и слоя золошлаковых отложений;λ m , λ 3 , respectively, the thermal conductivity of the metal of the pipe and the layer of ash and slag deposits; μ - коэффициент растечки теплоты;μ is the coefficient of baking heat; β =dн/dвн, dн, dвн, dср - соответственно наружный, внутренний и средний диаметры экранной трубы;β = d n / d int , d n , d int , d cf - respectively, the outer, inner and average diameters of the screen tube; α 1, α 2 - соответственно коэффициенты теплоотдачи от топочных газов к стенке и от стенки к нагреваемой среде;α 1 , α 2 - respectively, the heat transfer coefficients from the flue gases to the wall and from the wall to the heated medium; φ ω - поправка на скорость газов,φ ω - correction for gas velocity, и определяют положение факела в камере сгорания путем расчета температуры газообразных продуктов сгорания в режиме реального времени по математической модели, позволяющей получить необходимую информацию о распределении температур и тепловых потоков в объеме и на поверхностях нагрева камеры сгорания парового котла при выделении произвольного количества объемных и поверхностных зон, для каждой из которых используют уравнениеand determine the position of the torch in the combustion chamber by calculating the temperature of the gaseous products of combustion in real time using a mathematical model that allows you to obtain the necessary information about the distribution of temperatures and heat fluxes in the volume and on the heating surfaces of the combustion chamber of a steam boiler when allocating an arbitrary number of volume and surface zones, for each of which the equation is used
Figure 00000012
Figure 00000012
где j=1,2,... mwhere j = 1,2, ... m
Figure 00000013
Figure 00000013
где aij - коэффициенты радиационного обмена, Вт/К4;where a ij - radiation exchange coefficients, W / K 4 ; m, n - число объемных и поверхностных зон в излучающей системе;m, n is the number of volume and surface zones in the radiating system; m’, n’ - число соседних по отношению к зоне j объемных и поверхностных зон;m ’, n’ is the number of volume and surface zones adjacent to zone j; Vij - расход топочной среды при температуре в i-й поверхностной зоне, Дж/(м3· К);V ij is the flow rate of the combustion medium at a temperature in the i-th surface zone, J / (m 3 · K); α k,ij - коэффициент теплоотдачи конвекцией между объемной зоной j и поверхностной зоной i, Вт(м3· К); α k, ij is the heat transfer coefficient by convection between the volume zone j and the surface zone i, W (m 3 · K); Fij - площадь соприкосновения объемной и поверхностной зон i и j, м2;F ij is the contact area of the volume and surface zones i and j, m 2 ; β j - степень выгорания топлива;β j is the degree of fuel burnup; Вр - масса топлива, поступающего в зону j, кг/с или м3/с;In p is the mass of fuel entering zone j, kg / s or m 3 / s; Voj,r - приток компонента r (топливо, воздух, продукты сгорания и т.п.) с известной температурой tо,r (°С) извне в j-ю зону топки, кг/с или м3/с;V oj, r is the inflow of component r (fuel, air, combustion products, etc.) with a known temperature t о, r (° С) from the outside into the j-th furnace zone, kg / s or m 3 / s; сo,r - средняя теплоемкость компонента r при температуре to,r, Дж/(кг· К) или Дж(м3· К);with o, r is the average heat capacity of component r at a temperature of t o, r , J / (kg · K) or J (m 3 · K); Kj - коэффициент теплопередачи от верхнего слоя отложений к пароводяной смеси в поверхностях нагрева, Вт(м2· К);K j - heat transfer coefficient from the upper layer of deposits to the steam-water mixture in the heating surfaces, W (m 2 · K); Fj - площадь поверхностной зоны j, м2;F j - surface area j, m 2 ; tn - температура пароводяной смеси,°С,t n is the temperature of the steam-water mixture, ° C, с последующей корректировкой размеров и положения факела исполнительными органами подачи топлива и воздуха.with subsequent adjustment of the size and position of the torch by the executive authorities of the fuel and air supply.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поддерживают постоянное разрежение в газоходе отвода из горелочного устройства газового балласта.2. The method according to claim 1, characterized in that they maintain a constant vacuum in the exhaust duct from the burner device of the gas ballast. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в надмуфельное пространство горелочного устройства дополнительно подводят горячие газы из камеры сгорания.3. The method according to claim 1, characterized in that hot gases from the combustion chamber are additionally supplied to the super-muffle space of the burner device. 4. Устройство для регулирования режима горения паропроизводительной установки с камерой сгорания, горелочным устройством и соединенной с параметрическими датчиками из камеры сгорания системой обработки данных, подключенной к устройству регулирования, соединенному с приборами визуальной индикации для отображения текущей параметрической информации и подключенному через модули регулирования к устройствам подачи основного топлива, воздуха и дополнительного топлива, при этом в качестве приборов индикации, которые установлены на линиях подачи основного и дополнительного топлива на сжигание, использованы приборы комплексного термического анализа, состоящие из реакционного, весового, силового блоков и программатора, а горелочное устройство, оснащенное газоходом отвода из горелочного устройства газового балласта, образующегося при получении тертермоугля, в сбросную горелку, выполнено в виде муфеля, в котором снаружи происходит образование термоугля, а внутри совместно сжигается полученный термоуголь и основное топливо, и системой пылеприготовления его с газозаборной шахтой, соединенной с камерой сгорания газозаборным окном, отличающееся тем, что указанное газозаборное окно совмещено со сбросной горелкой и разделено перегородкой с регулируемым шибером, на газоходе отвода газового балласта установлен датчик разрежения, а надмуфельное пространство горелочного устройства через входное тангенциальное сопло соединено дополнительным газоходом с камерой сгорания через регулировочный шибер.4. A device for regulating the combustion mode of a steam production unit with a combustion chamber, a burner device and a data processing system connected to parametric sensors from the combustion chamber, connected to a control device connected to visual display devices for displaying current parametric information and connected through the control modules to the feed devices main fuel, air and additional fuel, while as indicating devices that are installed on the line main and additional fuel for combustion, integrated thermal analysis instruments were used, consisting of a reaction, weight, power units and programmer, and a burner equipped with a flue for exhausting gas ballast from the burner device, which is formed upon receipt of thermal coal, into a waste burner, is made in the form muffle, in which the formation of thermo-charcoal takes place outside, and the obtained thermo-coal and main fuel are burned together inside, and its dust-preparation system with gas intake th mine, connected to the combustion chamber by a gas intake window, characterized in that said gas intake window is combined with a discharge burner and separated by a partition with an adjustable gate, a rarefaction sensor is installed on the gas duct of the gas ballast outlet, and the overmuffle space of the burner device is connected through an inlet tangential nozzle with an additional gas duct to the combustion chamber through the adjustment gate. 5. Устройство по п.4, содержащее в реакционном блоке кварцевые стаканы, устанавливаемые на крепежную платформу с закрепленными на ней эталонной термопарой и трубками подвода газа и отвода газообразных продуктов реакции и сквозным отверстием для образцовой термопары, соединенной с весовым блоком прибора комплексного термического анализа, отличающееся тем, что установлен антиградиентный экран вокруг кварцевых стаканов, холодильник на крышку весового блока прибора и организовано принудительное охлаждение крепежной платформы.5. The device according to claim 4, containing quartz glasses in the reaction block, mounted on a mounting platform with a reference thermocouple and gas supply and exhaust gas tubes and a through hole for an exemplary thermocouple connected to the weight block of the complex thermal analysis device, characterized in that an anti-gradient screen is installed around the quartz glasses, a refrigerator on the cover of the weight unit of the device and forced cooling of the mounting platform is organized.
RU2003134877/06A 2003-12-01 2003-12-01 Method and device for adjusting burning mode for steam- producing plant RU2252364C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134877/06A RU2252364C1 (en) 2003-12-01 2003-12-01 Method and device for adjusting burning mode for steam- producing plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134877/06A RU2252364C1 (en) 2003-12-01 2003-12-01 Method and device for adjusting burning mode for steam- producing plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2252364C1 true RU2252364C1 (en) 2005-05-20

Family

ID=35820625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003134877/06A RU2252364C1 (en) 2003-12-01 2003-12-01 Method and device for adjusting burning mode for steam- producing plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2252364C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2347142C1 (en) * 2007-07-03 2009-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) Method of steam-generating plant burning mode control
RU2511783C1 (en) * 2012-12-21 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Burner for gas burning
RU2558177C2 (en) * 2009-12-14 2015-07-27 Абб Рисерч Лтд System and its associated method of monitoring and control of power plant
RU2594837C2 (en) * 2011-07-13 2016-08-20 Промекон Процесс-Унд Месстекник Конрадс Гмбх Device and method of controlling ratio of fuel and air at combustion of coal dust in furnace installation plant
RU2640866C2 (en) * 2012-09-27 2018-01-12 Сит С.П.А. Method of monitoring and controlling combustion of device operating on gaseous fuel in burner and combustion controlling system operating in accordance with above-mentioned method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1216524A (en) * 1967-03-15 1970-12-23 Siemens Ag An installation including a steam boiler
EP0773408A1 (en) * 1995-11-07 1997-05-14 Hitachi, Ltd. Furnace inside state estimation control apparatus of pulverized coal combustion furnace
RU2134379C1 (en) * 1995-03-15 1999-08-10 Сименс АГ Method of and device to control combustion in steam generating plant
RU2141604C1 (en) * 1998-08-04 1999-11-20 Зислин Григорий Семенович System for automatic temperature control of unit
US6189461B1 (en) * 1996-12-06 2001-02-20 Nkk Corporation Burning apparatus and method for restricting the occurrence of dioxins
EP1091175A2 (en) * 1999-10-07 2001-04-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for determining and for controlling of the excess of air in a combustion process
RU2212586C1 (en) * 2002-03-13 2003-09-20 Красноярский государственный технический университет Method of and device to control combustion in steam- generating plant

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1216524A (en) * 1967-03-15 1970-12-23 Siemens Ag An installation including a steam boiler
RU2134379C1 (en) * 1995-03-15 1999-08-10 Сименс АГ Method of and device to control combustion in steam generating plant
EP0773408A1 (en) * 1995-11-07 1997-05-14 Hitachi, Ltd. Furnace inside state estimation control apparatus of pulverized coal combustion furnace
US6189461B1 (en) * 1996-12-06 2001-02-20 Nkk Corporation Burning apparatus and method for restricting the occurrence of dioxins
RU2141604C1 (en) * 1998-08-04 1999-11-20 Зислин Григорий Семенович System for automatic temperature control of unit
EP1091175A2 (en) * 1999-10-07 2001-04-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for determining and for controlling of the excess of air in a combustion process
RU2212586C1 (en) * 2002-03-13 2003-09-20 Красноярский государственный технический университет Method of and device to control combustion in steam- generating plant

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2347142C1 (en) * 2007-07-03 2009-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) Method of steam-generating plant burning mode control
RU2558177C2 (en) * 2009-12-14 2015-07-27 Абб Рисерч Лтд System and its associated method of monitoring and control of power plant
RU2594837C2 (en) * 2011-07-13 2016-08-20 Промекон Процесс-Унд Месстекник Конрадс Гмбх Device and method of controlling ratio of fuel and air at combustion of coal dust in furnace installation plant
RU2640866C2 (en) * 2012-09-27 2018-01-12 Сит С.П.А. Method of monitoring and controlling combustion of device operating on gaseous fuel in burner and combustion controlling system operating in accordance with above-mentioned method
RU2511783C1 (en) * 2012-12-21 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Burner for gas burning

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5235308B2 (en) Externally heated rotary kiln
CN101939589B (en) Oxy-fuel combustion system with closed loop flame temperature control
US4846081A (en) Calorimetry system
US5634412A (en) Method for regulating the furnace in incineration plants in particular in refuse incineration plants
RU2252364C1 (en) Method and device for adjusting burning mode for steam- producing plant
Peña et al. Analysis of thermal resistance evolution of ash deposits during co-firing of coal with biomass and coal mine waste residues
Laing Hybrid dish/Stirling systems: combustor and heat pipe receiver development
Casaca et al. Co-combustion of biomass in a natural gas-fired furnace
EP2385321A2 (en) A method for regulating the combustion process in solid fuel central heating boilers
US4895081A (en) Gravimetric feeder, especially adapted for use in a calorimetry system
CN101617170B (en) Bulk waste gasification process
CN108181121B (en) Internal heating type low-temperature dry distillation thermal state simulation detection device and method
RU2212586C1 (en) Method of and device to control combustion in steam- generating plant
Blackham et al. Rates of oxidation of millimetre-sized char particles: simple experiments
Thurgood Mixing and combustion of pulverized coal.
RU2817611C1 (en) Test bench for investigating combustion processes of composite fuels
García et al. Size-up, monitorization, performance optimization and waste study of a 120 kW in-use wood pellet boiler: A case study
RU2347142C1 (en) Method of steam-generating plant burning mode control
Ferrarotti et al. Analysis of a 20 kW flameless furnace fired with natural gas
CN222744211U (en) Automatic feeding device for quartz furnace
Holubčík et al. Operation of the automatic heat source on pellets with various burner types
RU2749625C1 (en) Fire stand for testing various types of fuel
CN109135778A (en) A kind of reaction control system and method for external heat type rotary furnace destructive distillation device
Shan et al. Radiative Energy Characteristics of Solid Fuel Combustion
George Gasification in pulverized coal flames

Legal Events

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

Effective date: 20091202