PL237354B1 - Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego oraz układ do realizacji tego sposobu - Google Patents
Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego oraz układ do realizacji tego sposobu Download PDFInfo
- Publication number
- PL237354B1 PL237354B1 PL429240A PL42924019A PL237354B1 PL 237354 B1 PL237354 B1 PL 237354B1 PL 429240 A PL429240 A PL 429240A PL 42924019 A PL42924019 A PL 42924019A PL 237354 B1 PL237354 B1 PL 237354B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- exhaust gas
- temperature
- flue gas
- control module
- dew point
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 71
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 136
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 127
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 126
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego wyposażonego w instalację (5) odpylania spalin, zwłaszcza kotła rusztowego polegający na tym, że w sposób ciągły mierzy się jednocześnie temperaturę punktu rosy spalin oraz temperaturę spalin po stronie dolotowej instalacji (5) odpylania spalin, wyniki pomiarów przekazuje się do modułu przetwarzająco-sterującego (8) a za jego pomocą steruje się modułem regulacji temperatury spalin w taki sposób, by utrzymywać temperaturę spalin na dolocie instalacji (5) odpylania spalin powyżej minimalnego założonego poziomu, wyższego od temperatury punktu rosy spalin, a w przypadku, gdy utrzymanie temperatury spalin dolotowych do instalacji (5) odpylania spalin powyżej założonego poziomu nie jest technicznie możliwe, to jest w przypadku gdy moduł regulacji temperatury nie jest zdolny w założonym czasie podnieść temperatury spalin co najmniej do założonego minimalnego poziomu, korzystnie kieruje się strumień spalin do kanału obejściowego (22) modułu awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin. Istotę wynalazku stanowi również układ optymalizacji pracy kotła energetycznego wyposażonego w instalację (5) odpylania spalin, zwłaszcza kotła rusztowego, oparty na ciągłym pomiarze temperatury punktu rosy spalin oraz temperatury spalin, charakteryzujący się tym, że wyposażony jest w co najmniej jeden termometr (2) do pomiaru temperatury spalin oraz w co najmniej jedną sondę (1) do pomiaru temperatury punktu rosy spalin zanurzane w kanale (3) spalin po stronie dolotowej instalacji odpylania spalin, a termometr/y (2) i sonda/y (1) połączone są bezprzewodowo lub przewodami sygnałowymi odpowiednio (7 i 9) z modułem przetwarzająco-sterującym (8) analizującym wyniki pomiarów temperatury spalin i temperatury punktu rosy, który połączony jest bezprzewodowo lub przewodowo z modułem regulacji temperatury spalin oraz korzystnie z modułem awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego, zwłaszcza rusztowego, oraz układ do realizacji tego sposobu.
Uwarunkowania ekonomiczne i ekologiczne wymuszają optymalizację efektywności urządzeń i procesów zużywających energię. Największy potencjał podnoszenia efektywności energetycznej w przypadku kotłów energetycznych posiada minimalizacja straty wylotowej zależnej od strumienia spalin, stężenia tlenu i temperatury spalin wylotowych opuszczających kocioł. Dwa pierwsze parametry zależne są od wydajności kotła i charakteru procesu spalania, natomiast temperaturę spalin wylotowych można regulować poprzez przekierowanie strumieni spalin lub wody przez kanały obejściowe lub zastosowanie wstępnego podgrzewu powietrza procesowego. Obniżanie temperatury spalin wylotowych wprost wpływa na obniżenie straty wylotowej, a w efekcie na wzrost sprawności kotła.
Wszystkie kotły energetyczne, ciepłownicze i przemysłowe wyposażone są w instalacje odpylania spalin, takie jak filtry workowe, cyklony, multicyklony i elektrofiltry, co powoduje, że obniżanie temperatury spalin wylotowych posiada pewne ograniczenia. Granicę stanowi temperatura punktu rosy spalin. Schłodzenie spalin lub powierzchni omywanych spalinami, do temperatury niższej od temperatury punktu rosy spalin powoduje, że ze spalin kotłowych zaczyna wykraplać się kondensat, a to znów wpływa na wystąpienie negatywnych zjawisk, takich jak zalepianie elementów przepływowych osadami popiołowymi oraz korozja niskotemperaturowa nadmiernie wychłodzonych elementów, na powierzchni których wykrapla się kwaśny kondensat.
Do znanych sposobów minimalizowania skutków kondensacji składników spalin w zakresie korozji niskotemperaturowej należą: pokrywanie elementów powłokami ochronnymi, stosowanie elementów ze stali odpornych na korozję, wymuszanie przepływu spalin przez obejścia instalacji odpylania po osiągnięciu przez spaliny temperatury niedozwolonej przez dostawcę instalacji. Powyższe sposoby podnoszą koszty instalacji, nie mają zastosowania do wszystkich elementów konstrukcyjnych, nie zapewniają wymaganego przepisami sprawnego oczyszczania spalin w pełnym zakresie obciążeń kotła, zwiększają stratę wylotową kotła poprzez utrzymywanie zbyt wysokiej temperatury spalin wylotowych, a dopuszczalne temperatury spalin określone przez dostawców urządzeń są określane orientacyjnie, często z dużym naddatkiem.
Nieoczekiwanie stwierdzono, że ciągły pomiar temperatury punktu rosy spalin przy jednoczesnym pomiarze temperatury spalin przed oraz korzystnie również za instalacją odpylania spalin, umożliwi określenie kiedy dochodzi do zagrożenia rosieniem spalin, a co za tym idzie pozwoli na sterowanie pracą kotła w sposób uniemożliwiający schłodzenie spalin poniżej punktu rosy i zabezpieczenie elementów ciągu spalinowego przed korozją i zalepianiem osadami popiołowymi przy jednoczesnym utrzymywaniu jak najwyższej sprawności kotła. Podstawowym celem wynalazku jest zatem optymalizacja pracy kotła poprzez minimalizację straty wylotowej z ciągłą kontrolą punktu rosienia spalin umożliwiającą zabezpieczenie elementów układu spalinowego za ciągiem konwekcyjnym kotła.
Istotę wynalazku stanowi sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego wyposażonego w instalację odpylania spalin, zwłaszcza kotła rusztowego polegający na tym, że w sposób ciągły mierzy się jednocześnie temperaturę punktu rosy spalin oraz temperaturę spalin po stronie dolotowej instalacji odpylania spalin, wyniki pomiarów przekazuje się do modułu przetwarzająco-sterującego, a za jego pomocą steruje się modułem regulacji temperatury spalin w taki sposób, by utrzymywać temperaturę spalin na dolocie instalacji odpylania spalin powyżej minimalnego założonego poziomu, wyższego od temperatury punktu rosy spalin, aby uniknąć niekorzystnego rosienia spalin w instalacji odpylania, charakteryzujący się tym, że temperaturę spalin reguluje się z wykorzystaniem:
a) modułu regulacji temperatury zawierającego zawór regulacyjny strumienia czynnika grzewczego, najczęściej wody lub pary wodnej, zainstalowany w rurociągu do podgrzewacza powietrza, w taki sposób, że otwiera się ten zawór regulacyjny strumienia czynnika grzewczego i podgrzewa się wstępnie powietrze kierowane do procesu spalania; dzięki takiemu zabiegowi energia zawarta w paliwie nie jest zużywana na podgrzew powietrza zimnego, co prowadzi do uzyskania wyższej temperatury spalania w kotle, a w efekcie do uzyskania wyższej temperatury spalin dolotowych do instalacji odpylania spalin, albo
b) modułu regulacji temperatury zawierającego zawór regulacyjny strumienia czynnika podgrzewanego w postaci wody zainstalowany w rurociągu do wstępnego podgrzewacza wody, tzw. ekonomizera, w taki sposób, że podwyższa się temperaturę spalin za ekonomizerem poprzez
PL 237 354 B1 zamykanie zaworu regulacyjnego strumienia czynnika podgrzewanego zmniejszając jego strumień, a przez to zmniejszając pobór strumienia ciepła od spalin.
c) modułu regulacji temperatury zawierającego klapy regulacyjne powietrza zamontowane w kanałach dolotowych kotła energetycznego, w taki sposób, że poprzez odpowiednie ustawienie tych klap regulacyjnych - zamiast powietrza zimnego z zewnątrz - wprowadza się do procesu spalania ciepłe powietrze z wnętrza kotłowni; dzięki takiemu zabiegowi energia zawarta w paliwie nie jest zużywana na podgrzew powietrza zimnego, co prowadzi do uzyskania wyższej temperatury spalania w kotle, a w efekcie do uzyskania wyższej temperatury spalin dolotowych do instalacji odpylania spalin, albo
d) modułu regulacji temperatury zawierającego klapy regulacyjne spalin zamontowane w kanałach obejściowych pęczków konwekcyjnych, w taki sposób, że otwiera się te klapy regulacyjne i kieruje część spalin z pominięciem wybranych pęczków konwekcyjnych (zatem z pominięciem oddawania ciepła wodzie kotłowej) do kanału spalin przed wstępnym podgrzewaczem wody, tzw. ekonomizerem, gdzie miesza się je z chłodniejszym strumieniem spalin, który przeszedł przez pęczki konwekcyjne oddając ciepło wodzie kotłowej; w efekcie temperatura spalin dolotowych do instalacji odpylania spalin jest wyższa niż w przypadku gdyby cały strumień spalin przepłynął przez pęczki konwekcyjne.
Korzystnie, w przypadku, gdy utrzymanie temperatury spalin dolotowych do instalacji odpylania spalin powyżej założonego poziomu nie jest technicznie możliwe, to jest w przypadku gdy moduł regulacji temperatury nie jest zdolny w założonym czasie podnieść temperatury spalin co najmniej do założonego minimalnego poziomu, kieruje się strumień spalin do kanału obejściowego modułu awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin poprzez zamknięcie klap zamontowanych w kanałach głównych, to jest w kanale dolotowym oraz w kanale wylotowym instalacji odpylania spalin, i otwarcie klapy zamontowanej w kanale obejściowym instalacji odpylania spalin.
Korzystnie, strumień spalin do kanału obejściowego modułu awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin kieruje się automatycznie, to jest za pomocą modułu przetwarzająco-sterującego.
Korzystnie, oprócz pomiarów po stronie dolotowej instalacji odpylania spalin, dodatkowo w sposób ciągły mierzy się temperaturę punktu rosy spalin oraz temperaturę spalin po stronie wylotowej instalacji odpylania spalin, wyniki pomiarów przekazuje się do modułu przetwarzająco-sterującego, a za jego pomocą steruje się modułem regulacji temperatury spalin w taki sposób, by utrzymywać temperaturę spalin na wylocie instalacji odpylania spalin powyżej minimalnego założonego poziomu, wyższego od temperatury punktu rosy spalin, aby uniknąć niekorzystnego rosienia spalin w urządzeniach za instalacją odpylania spalin, przy czym temperaturę spalin reguluje się z wykorzystaniem jednego ze środków technicznych przewidzianych do regulacji temperatury spalin po stronie dolotowej instalacji odpylania spalin.
Pomiar i optymalizacja po stronie wylotowej instalacji odpylania spalin są korzystne i pozwalają chronić przed niekorzystnym rosieniem spalin w elementach znajdujących się po tej stronie układu, przy czym pomiary i optymalizacja prowadzone tylko przed instalacją odpylania spalin nie zawsze są w stanie to zapewnić. Temperatura spalin za instalacją odpylania spalin jest niższa niż przed tą instalacją, natomiast temperatura punktu rosy może się obniżyć, bo w instalacji odpylania może dojść do częściowego odsiarczania spalin, a zawartość tlenków siarki w spalinach ma wpływ na wartość kwasowego punktu rosy. W efekcie, jeśli przed instalacją odpylania spalin wartość punktu rosy wynosiła przykładowo 70 stopni, to za instalacją odpylania spalin wartość temperatury punktu rosy może osiągać 60 stopni. W takim przypadku jeśli za instalacją odpylania spaliny będą mieć temperaturę 70 stopni to nie będzie dochodziło do rosienia, a co za tym idzie urządzenia za instalacją odpylania (wentylator wyciągowy, kanały spalin, komin) będą mogły pracować przy niższych temperaturach spalin w porównaniu z instalacją odpylania. Kontrola temperatury spalin za instalacją odpylania spalin jest korzystna, bowiem znajdujące się tam urządzenia również powinny podlegać zabezpieczeniu przed rosieniem, czyli nie powinny być omywane spalinami o temperaturze niższej od temperatury punktu rosy spalin zmierzonego za instalacją odpylania spalin.
Stopniem otwarcia zaworów lub klap regulacyjnych steruje się za pomocą modułu przetwarzająco-sterującego, którego zadaniem jest utrzymywanie temperatury spalin co najmniej na minimalnym poziomie założonym, przy czym pod pojęciem zaworów mieszczą się zawór regulacyjny strumienia czynnika grzewczego zainstalowany w rurociągu do podgrzewacza powietrza oraz zawór regulacyjny strumienia czynnika podgrzewanego w postaci wody zainstalowany w rurociągu do wstępnego podgrzewacza wody, tzw. ekonomizera, natomiast pod pojęciem klap mieszczą się klapy regulacyjne powietrza
PL 237 354 B1 zamontowane w kanałach dolotowych kotła energetycznego, klapy regulacyjne spalin zamontowane w kanałach obejściowych pęczków konwekcyjnych, klapa zamontowana w kanale obejściowym instalacji odpylania spalin oraz klapy zamontowane w kanałach głównych, to jest w kanale dolotowym oraz w kanale wylotowym instalacji odpylania spalin.
Istotę wynalazku stanowi również układ optymalizacji pracy kotła energetycznego, wyposażonego w instalację odpylania spalin, zwłaszcza kotła rusztowego, oparty na ciągłym pomiarze temperatury punktu rosy spalin oraz temperatury spalin, wyposażony w co najmniej jeden termometr do pomiaru temperatury spalin oraz w co najmniej jedną sondę do pomiaru temperatury punktu rosy spalin, zanurzane w kanale spalin po stronie dolotowej instalacji odpylania spalin, a termometr/y i sonda/y połączone są bezprzewodowo lub przewodami sygnałowymi z modułem przetwarzająco-sterującym analizującym wyniki pomiarów temperatury spalin i temperatury punktu rosy, który połączony jest bezprzewodowo lub przewodowo z modułem regulacji temperatury spalin, charakteryzujący się tym, że moduł regulacji temperatury spalin zawiera:
a) zawór regulacyjny strumienia czynnika grzewczego, najczęściej wody lub pary wodnej, zainstalowany w rurociągu do podgrzewacza powietrza, lub
b) zawór regulacyjny strumienia czynnika grzewczego zainstalowany w rurociągu do wstępnego podgrzewacza wody, tzw. ekonomizera, lub
c) klapy regulacyjne powietrza zamontowane w kanałach dolotowych kotła energetycznego, lub d) klapy regulacyjne strumienia spalin zamontowane w kanałach obejściowych pęczków konwekcyjnych.
Korzystnie układ wyposażony jest również w moduł awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin zawierający kanał obejściowy instalacji odpylania spalin oraz klapy regulacyjne strumienia spalin, to jest klapę zamontowaną w kanale obejściowym instalacji odpylania spalin oraz klapy zamontowane w kanałach głównych, to jest w kanale dolotowym oraz w kanale wylotowym instalacji odpylania spalin, przy czym moduł awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin korzystnie połączony jest z modułem przetwarzająco-sterującym.
Korzystnie, moduł przetwarzająco-sterujący ma postać programowalnego sterownika logicznego (PLC - ang. programmable logic controller) z wewnętrznym oprogramowaniem.
Korzystnie, układ wyposażony jest dodatkowo w co najmniej jeden termometr do pomiaru temperatury spalin oraz w co najmniej jedną sondę do pomiaru temperatury punktu rosy spalin, zanurzane w kanale spalin po stronie wylotowej instalacji odpylania spalin, a termometr/y i sonda/y połączone są bezprzewodowo lub przewodami sygnałowymi z modułem przetwarzająco-sterującym analizującym wyniki pomiarów temperatury spalin i temperatury punktu rosy, który połączony jest bezprzewodowo lub przewodowo z modułem regulacji temperatury spalin oraz korzystnie z modułem awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin.
Za pomocą modułu przetwarzająco-sterującego dokonuje się regulacji stopnia otwarcia zaworów lub klap regulacyjnych modułu regulacji temperatury spalin.
Za pomocą modułu przetwarzająco-sterującego steruje się modułem awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin.
Efektem zastosowania rozwiązania według wynalazku jest utrzymywanie temperatury spalin powyżej temperatury punktu rosy spalin o zadany przez operatora próg bezpieczeństwa, na przykład 10°C wyżej od temperatury punktu rosy spalin. Do ciągle mierzonej wartości temperatury punktu rosy dodawana jest wartość progu bezpieczeństwa, a otrzymana wartość porównywana jest z ciągle mierzoną temperaturą spalin, po której osiągnięciu układ podejmuje działania w celu jej podwyższenia. W przypadku gdy temperatura spalin obniży się poniżej temperatury zadziałania układu następuje uruchomienie modułu regulacji temperatury spalin, który podejmuje działania w celu jej podwyższenia.
W przypadku gdy wszystkie elementy modułu regulacji temperatury spalin zostały wykorzystane a temperatura spalin osiąga wartości poniżej zadanej temperatury zadziałania systemu następuje zadziałanie układu awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin i otwierane są klapy odcinające spalin zamontowane w kanałach głównych i obejściowych instalacji odpylania. Instalacja odpylania spalin kotła najkorzystniej powinna pracować w sposób ciągły, więc sytuacja otwierania jego obejścia jest sytuacją awaryjną, dopuszczalną jedynie w krótko trwających i szczególnych sytuacjach grożących uszkodzeniem instalacji wynikającym z rosienia spalin.
Wynalazek zapobiega korozji niskotemperaturowej elementów układu spalinowego za ciągiem konwekcyjnym kotła, między innymi kanałów spalin, układu odpylania spalin, wentylatorów wyciągo
PL 237 354 B1 wych i komina, związanej z wykraplaniem ze spalin kondensatu o odczynie kwaśnym. Ponadto zapobiega zalepianiu instalacji odpylania spalin spowodowanemu wiązaniem pyłu z kondensatem oraz pozwala na eksploatację kotła energetycznego w sposób zapewniający minimalizację straty wylotowej, podnosząc tym samym sprawność kotła, poprzez obniżenie temperatury spalin wylotowych do poziomu bezpiecznego ze względu na rosienie spalin w obrębie od ciągu konwekcyjnego do komina, co powoduje wzrost sprawności kotła.
Rozwiązanie według wynalazku bliżej objaśniono na poniższych przykładach wykonania oraz na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia do ciągłego pomiaru temperatury punktu rosy spalin przy jednoczesnym pomiarze temperatury spalin na dolocie instalacji odpylania spalin kotła energetycznego, natomiast fig. 2 - schemat urządzenia do ciągłego pomiaru temperatury punktu rosy spalin przy jednoczesnym pomiarze temperatury spalin jednocześnie na dolocie i wylocie instalacji odpylania spalin kotła energetycznego.
P r z y k ł a d 1
Układ optymalizacji pracy kotła energetycznego zawiera sondę 1 do pomiaru temperatury punktu rosy oraz termometr 2 do pomiaru temperatury spalin umieszczone w dolotowym kanale 3 spalin instalacji 5 odpylania spalin kotła energetycznego 6. Sonda 1 do pomiaru temperatury punktu rosy spalin połączona jest przewodem sygnałowym 7 z modułem przetwarzająco-sterującym 8.
Termometr 2 do pomiaru temperatury spalin połączony jest przewodem sygnałowym 9 z modułem przetwarzająco-sterującym 8.
Moduł regulacji temperatury spalin dolotowych instalacji 5 odpylania spalin kotła energetycznego 6 jest wyposażony w elementy wykonawcze: klapy regulacyjne 10 strumienia powietrza dolotowego kotła energetycznego 6 zamontowane w czerpniach powietrza kanałów dolotowych (ustawienie zmienia stosunek powietrza zimnego pobieranego z czerpni 11 na zewnątrz kotłowni, do powietrza ciepłego pobieranego z czerpni 12 w budynku kotłowni) oraz zawór regulacyjny 13 strumienia czynnika grzewczego kierowanego do podgrzewacza powietrza 14 zainstalowanego w kanale dolotowym 15 powietrza do kotła energetycznego 6, zawór regulacyjny 16 strumienia wody zasilającej kierowanej do wstępnego podgrzewacza wody, tzw. ekonomizera 17, klapy regulacyjne 18 strumienia spalin kierowanego do kanału obejściowego 19 pęczków konwekcyjnych 20 kotła energetycznego 6.
Moduł awaryjnego zabezpieczenia instalacji 5 odpylania spalin kotła energetycznego 6 jest wyposażony w elementy wykonawcze: klapy odcinające 21 strumień spalin zamontowane w kanale obejściowym 22 instalacji 5 odpylania spalin oraz klapy odcinające 21’ strumień spalin zamontowane w kanale dolotowym 3 i wylotowym 4 instalacji 5 odpylania spalin.
P r z y k ł a d 2
Układ optymalizacji pracy kotła energetycznego zawiera sondę 1 do pomiaru temperatury punktu rosy oraz termometr 2 do pomiaru temperatury spalin umieszczone w dolotowym kanale 3 spalin instalacji 5 odpylania spalin kotła energetycznego 6, oraz sondę 23 do pomiaru temperatury punktu rosy i termometr 24 do pomiary temperatury spalin umieszczone w wylotowym kanale 4 spalin instalacji 5 odpylania spalin kotła energetycznego 6. Sondy 1 i 23 do pomiaru temperatury punktu rosy spalin połączone są przewodami sygnałowymi 7 z modułem przetwarzająco-sterującym 8.
Termometry 2 i 24 do pomiaru temperatury spalin połączone są przewodami sygnałowymi 9 z modułem przetwarzająco-sterującym 8.
Moduł regulacji temperatury spalin dolotowych instalacji 5 odpylania spalin kotła energetycznego 6 jest wyposażony w elementy wykonawcze: klapy regulacyjne 10 strumienia powietrza dolotowego kotła energetycznego 6 zamontowane w czerpniach powietrza kanałów dolotowych (ustawienie zmienia stosunek powietrza zimnego pobieranego z czerpni 11 na zewnątrz kotłowni, do powietrza ciepłego pobieranego z czerpni 12 w budynku kotłowni) oraz zawór regulacyjny 13 strumienia czynnika grzewczego kierowanego do podgrzewacza powietrza 14 zainstalowanego w kanale dolotowym 15 powietrza do kotła energetycznego 6, zawór regulacyjny 16 strumienia wody zasilającej kierowanej do wstępnego podgrzewacza wody, tzw. ekonomizera 17, klapy regulacyjne 18 strumienia spalin kierowanego do kanału obejściowego 19 pęczków konwekcyjnych 20 kotła energetycznego 6.
Moduł awaryjnego zabezpieczenia instalacji 5 odpylania spalin kotła energetycznego 6 jest wyposażony w elementy wykonawcze: klapy odcinające 21 strumień spalin zamontowane w kanale obejściowym 22 instalacji 5 odpylania spalin oraz klapy odcinające 21’ strumień spalin zamontowane w kanale dolotowym 3 i wylotowym 4 instalacji 5 odpylania spalin.
PL 237 354 Β1
P rzykład 3
Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego 6 polega na tym, że temperatura spalin wylotowych przed instalacją 5 odpylania spalin utrzymywana jest na jak najniższym poziomie, co zapewnia pracę kotła energetycznego 6 z wysoką sprawnością dzięki minimalizacji straty wylotowej, a jednocześnie temperatura spalin wylotowych utrzymywana jest na poziomie wyższym niż temperatura punktu rosy spalin, co zapewnia zabezpieczenie instalacji odpylania i kolejnych elementów układu spalinowego przed zalepianiem osadami popiołowymi i korozją niskotemperaturową spowodowaną wykraplaniem kwaśnego kondensatu.
Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego jest realizowany tak, że w kanale dolotowym 3 instalacji 5 odpylania spalin mierzy się temperaturę spalin za pomocą termometru 2 oraz temperaturę punktu rosy spalin za pomocą sondy 1 do pomiaru punktu rosy spalin, a w kanale wylotowym 4_instalacji 5 odpylania spalin mierzy się temperaturę spalin za pomocą termometru 24 oraz temperaturę punktu rosy spalin za pomocą sondy 23 do pomiaru punktu rosy spalin. Sygnały pomiarowe z pomiaru temperatury punktu rosy spalin przesyła się za pomocą przewodów sygnałowych 7, natomiast sygnały pomiarowe z pomiaru temperatury spalin przesyła się za pomocą przewodów sygnałowych 9. Sygnały pomiarowe przesyła się do modułu przetwarzająco-sterującego 8, który w sposób ciągły porównuje temperaturę spalin dolotowych t^01 i temperaturę punktu rosy spalin dolotowych instalacji 5 odpylania spalin oraz porównuje temperaturę spalin wylotowych t™yl i temperaturę punktu rosy spalin wylotowych t?y s l instalacji 5 odpylania spalin.
Gdy spełniony zostaje jeden lub każdy z warunków:
+ 10 > t™ +10 > 17' moduł przetwarzająco-sterujący 8 uruchamia jeden lub kilka zainstalowanych elementów wykonawczych, jak klapy regulacyjne 10 strumienia powietrza dolotowego kotła energetycznego 6 zamontowane w czerpniach powietrza kanałów dolotowych (ustawienie zmienia stosunek powietrza zimnego pobieranego z czerpni 11 na zewnątrz kotłowni, do powietrza ciepłego pobieranego z czerpni 12 w budynku kotłowni) i/lub zawór regulacyjny 13 strumienia czynnika grzewczego kierowanego do podgrzewacza powietrza 14 zainstalowanego w kanale dolotowym 15 powietrza do kotła energetycznego 6 i/lub zawór regulacyjny 16 strumienia wody zasilającej kierowanej do wstępnego podgrzewacza wody, tzw. ekonomizera 17 i/lub klapy regulacyjne 18 strumienia spalin kierowanego do kanału obejściowego 19 pęczków konwekcyjnych 20 kotła energetycznego 6. Powyższe działanie skutkuje podniesieniem temperatury spalin dolotowych i wylotowych instalacji 5 odpylania spalin. Temperatura spalin podnoszona jest do momentu aż spełnione zostają łącznie oba warunki:
t^l s + 10 < t^oł + ΙΟ < 17'
W przypadku gdy w wyniku zadziałania wszystkich dostępnych elementów wykonawczych nie dochodzi do spełnienia powyższych warunków za pomocą modułu przetwarzająco-sterującego 8 uruchamia się układ awaryjnego obejścia instalacji 5 odpylania spalin i otwiera się klapę odcinającą 21 strumień spalin zamontowaną w kanale obejściowym 22 instalacji 5 odpylania spalin oraz zamyka się klapy odcinające 21’ strumień spalin zamontowane w kanale dolotowym 3 i wylotowym 4 instalacji 5 odpylania spalin.
PL 237 354 B1
Wykaz użytych oznaczeń
- sonda do pomiaru temperatury punktu rosy spalin przed instalacją odpylania spalin
- termometr do pomiaru temperatury spalin przed instalacją odpylania spalin
- kanał dolotowy spalin do instalacji odpylania spalin
- kanał wylotowy spalin z instalacji odpylania spalin
- instalacja odpylania spalin
- kocioł energetyczny
- przewody sygnałowe od pomiaru temperatury punktu rosy spalin
- moduł przetwarzająco-sterujący
- przewody sygnałowe od pomiaru temperatury spalin
- klapy regulacyjne strumienia powietrza dolotowego kotła energetycznego
- czerpnia powietrza na zewnątrz kotłowni
- czerpnia powietrza z wnętrza kotłowni
- zawór regulacyjny strumienia czynnika grzewczego kierowanego do podgrzewacza powietrza
- podgrzewacz powietrza
- kanał dolotowy powietrza do kotła energetycznego
- zawór regulacyjny strumienia wody zasilającej kierowanej do wstępnego podgrzewacza wody
- wstępny podgrzewacz wody
- klapy regulacyjne strumienia spalin kierowanego do kanału obejściowego pęczka konwekcyjnego
- kanał obejściowy pęczka konwekcyjnego
- pęczek konwekcyjny ,21’ - klapy regulacyjne strumienia spalin kierowanego do kanału obejściowego instalacji odpylania spalin
- kanał obejściowy instalacji odpylania spalin
- sonda do pomiaru temperatury punktu rosy spalin za instalacją odpylania spalin
- termometr do pomiaru temperatury spalin za instalacją odpylania spalin
Claims (9)
1. Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego wyposażonego w instalację odpylania spalin, zwłaszcza kotła rusztowego polegający na tym, że w sposób ciągły mierzy się jednocześnie temperaturę punktu rosy spalin oraz temperaturę spalin po stronie dolotowej instalacji (5) odpylania spalin, wyniki pomiarów przekazuje się do modułu przetwarzająco sterującego (8), a za jego pomocą steruje się modułem regulacji temperatury spalin w taki sposób, by utrzymywać temperaturę spalin na dolocie instalacji (5) odpylania spalin powyżej minimalnego założonego poziomu, wyższego od temperatury punktu rosy spalin, znamienny tym, że temperaturę spalin reguluje się, z wykorzystaniem:
a) modułu regulacji temperatury zawierającego zawór regulacyjny (1 3) strumienia czynnika grzewczego, najczęściej wody lub pary wodnej, zainstalowany w rurociągu do podgrzewacza powietrza (14), w taki sposób, że otwiera się ten zawór regulacyjny (13) strumienia czynnika grzewczego i podgrzewa się wstępnie powietrze kierow ane do procesu spalania, albo
b) modułu regulacji temperatury zawierającego zawór regulacyjny (16) strumienia czynnika podgrzewanego w postaci wody zainstalowany w rurociągu do wstępnego podgrzewacza wody, tzw. ekonomizera (17), w taki sposób, że podwyższa się temperaturę spalin za ekonomizerem (17) poprzez zamykanie zaworu regulacyjnego (16) strumienia czynnika podgrzewanego zmniejszając jego strumień, a przez to zmniejszając pobór strumienia ciepła od spalin, albo
c) modułu regulacji temperatury zawierającego klapy regulacyjne (10) powietrza zamontowane w kanałach dolotowych kotła energetycznego (6), w taki sposób, że poprzez
PL 237 354 B1 odpowiednie ustawienie tych klap regulacyjnych - zamiast powietrza zimnego z zewnątrz - wprowadza się do procesu spalania ciepłe powietrze z wnętrza kotłowni, albo d) modułu regulacji temperatury zawierającego klapy regulacyjne (18) spalin zamontowane w kanałach obejściowych (19) pęczków konwekcyjnych (20), w taki sposób, że otwiera się te klapy regulacyjne (18) i kieruje część spalin z pominię ciem wybranych pęczków konwekcyjnych (20) do kanału spalin przed wstępnym podgrzewaczem wody, tzw. ekonomizerem (17), gdzie miesza się je z chłodniejszym strumieniem spalin, który przeszedł przez pęczki konwekcyjne (20) oddając ciepło wodzie kotłowej.
2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że w przypadku, gdy utrzymanie temperatury spalin dolotowych do instalacji (5) odpylania spalin powyżej założonego poziomu nie jest technicznie możliwe, to jest w przypadku gdy moduł regulacji temperatury nie jest zdolny w założonym czasie podnieść temperatury spalin co najmniej do założonego minimalnego poziomu, kieruje się strumień spalin do kanału obejściowego (22) modułu awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin poprzez zamknięcie klap (21’) zamontowanych w kanałach głównych, to jest w kanale dolotowym (3) oraz w kanale wylotowym (4) instalacji odpylania spalin, i otwarcie klapy (21) zamontowanej w kanale obejściowym (22) instalacji (5) odpylania spalin.
3. Sposób według zastrz. 2 znamienny tym, że strumień spalin do kanału obejściowego (22) modułu awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin kieruje się automatycznie, to jest za pomocą modułu przetwarzająco-sterującego (8).
4. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że oprócz pomiarów po stronie dolotowej instalacji (5) odpylania spalin, dodatkowo w sposób ciągły mierzy się temperaturę punktu rosy spalin oraz temperaturę spalin po stronie wylotowej instalacji (5) odpylania spalin, wyniki pomiarów przekazuje się do modułu przetwarzająco-sterującego (8), a za jego pomocą steruje się modułem regulacji temperatury spalin w taki sposób, by utrzymywać temperaturę spalin na wylocie instalacji (5) odpylania spalin powyżej minimalnego założonego poziomu, wyższego od temperatury punktu rosy spalin, przy czym temperaturę spalin re guluje się z wykorzystaniem jednego ze środków technicznych przewidzianych do regulacji temperatury spalin po stronie dolotowej instalacji (5) odpylania spalin.
5. Sposób według zastrz. 1 lub 2 znamienny tym, że stopniem otwarcia zaworów (13, 16) lub klap regulacyjnych (10, 18, 21, 21') steruje się za pomocą modułu przetwarzająco-sterującego (8).
6. Układ optymalizacji pracy kotła energetycznego wyposażonego w instalację odpylania spalin, zwłaszcza kotła rusztowego, oparty na ciągłym pomiarze temperatury punktu rosy spalin oraz temperatury spalin, wyposażony w co najmniej jeden termometr (2) do pomiaru temperatury spalin oraz w co najmniej jedną sondę (1) do pomiaru temperatury punktu rosy spalin, zanurzane w kanale (3) spalin po stronie dolotowej instalacji odpylania spalin, a termometr/y (2) i sonda/y (1) połączone są bezprzewodowo lub przewodami sygnałowymi (7, 9) z modułem przetwarzająco-sterującym (8) analizującym wyniki pomiarów temperatury spalin i temperatury punktu rosy, który połączony jest bezprzewodowo lub przewodowo z modułem regulacji temperatury spalin, znamienny tym, że moduł regulacji temperatury spalin zawiera:
a) zawór regulacyjny (13) strumienia czynnika grzewczego, najczęściej wody lub pary wodnej, zainstalowany w rurociągu do podgrzewacza powietrza (14), lub
b) zawór regulacyjny (16) strumienia czynnika grzewczego zainstalowany w rurociągu do wstępnego podgrzewacza wody, tzw. ekonomizera (17), lub
c) klapy regulacyjne (10) powietrza zamontowane w kanałach dolotowych kotła energetycznego (6), lub
d) klapy regulacyjne (18) strumienia spalin zamontowane w kanałach obejściowych (19) pęczków konwekcyjnych (20).
7. Układ według zastrz. 6 znamienny tym, że wyposażony jest dodatkowo w moduł awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin zawierający kanał (22) obejściowy instalacji odpylania spalin oraz klapy regulacyjne strumienia spalin, to jest klapę (21) zamontowaną w kanale obejściowym (22) instalacji (5) odpylania spalin oraz klapy (2 1’) zamontowane
PL 237 354 B1 w kanałach głównych, to jest w kanale dolotowym (3) oraz w kana le wylotowym (4) instalacji odpylania spalin, przy czym moduł awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin korzystnie połączony jest z modułem przetwarzająco-sterującym (8).
8. Układ według zastrz. 6 znamienny tym, że moduł przetwarzająco-sterujący (8) ma postać programowalnego sterownika logicznego z wewnętrznym oprogramowaniem.
9. Układ według zastrz. 6 znamienny tym, że wyposażony jest dodatkowo w co najmniej jeden termometr (24) do pomiaru temperatury spalin oraz w co najmniej jedną sondę (23) do pomiaru temperatury punktu rosy spalin, zanurzane w kanale (4) spalin po stronie wylotowej instalacji (5) odpylania spalin, a termometr/y (24) i sonda/y (23) połączone są bezprzewodowo lub przewodami sygnałowymi (7, 9) z modułem przetwarzająco-sterującym (8) analizującym wyniki pomiarów temperatury spalin i temperatury punktu rosy, który połączony jest bezprzewodowo lub przewodowo z modułem regulacji temperatury spalin oraz korzystnie z modułem awaryjnego obejścia instalacji odpylania spalin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429240A PL237354B1 (pl) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego oraz układ do realizacji tego sposobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429240A PL237354B1 (pl) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego oraz układ do realizacji tego sposobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL429240A1 PL429240A1 (pl) | 2020-09-21 |
| PL237354B1 true PL237354B1 (pl) | 2021-04-06 |
Family
ID=72561461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL429240A PL237354B1 (pl) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego oraz układ do realizacji tego sposobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL237354B1 (pl) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05187627A (ja) * | 1992-01-09 | 1993-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エアヒータの制御装置 |
| PL409474A1 (pl) * | 2014-09-12 | 2016-03-14 | Bal Marek Kratki.Pl | System dedykowanej automatyki |
-
2019
- 2019-03-12 PL PL429240A patent/PL237354B1/pl unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05187627A (ja) * | 1992-01-09 | 1993-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エアヒータの制御装置 |
| PL409474A1 (pl) * | 2014-09-12 | 2016-03-14 | Bal Marek Kratki.Pl | System dedykowanej automatyki |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL429240A1 (pl) | 2020-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100366873B1 (ko) | 선택적 촉매 시스템을 위한 재열 연도 가스 | |
| US9186625B2 (en) | Method and apparatus for pre-heating recirculated flue gas to a dry scrubber during periods of low temperature | |
| AU2013233730B2 (en) | Oxygen combustion boiler system | |
| CN105202556A (zh) | 一种可调节主、再热汽温及排烟温度的锅炉尾部烟道结构 | |
| JP2010002079A (ja) | ボイラ及びボイラの制御方法 | |
| CN106287651B (zh) | 一种锅炉的scr入口烟温动态控制系统及方法 | |
| PL237354B1 (pl) | Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego oraz układ do realizacji tego sposobu | |
| RU2202072C2 (ru) | Многоходовой трубчатый воздухоподогреватель | |
| JP6701577B2 (ja) | 廃棄物焼却システム | |
| CN106843295A (zh) | 一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法及控制系统 | |
| EP2993398A1 (en) | Flue-gas treatment apparatus and operating method therefor | |
| CN204307526U (zh) | 用于锅炉scr脱硝系统的混烟调温系统 | |
| CN107562102A (zh) | 一种基于能量平衡的脱硫废水装置控制方法及控制系统 | |
| CN104785104B (zh) | 一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法 | |
| PL97850B1 (pl) | Sposob utrzymywania urzadzen ogrzewajacych wegiel w ustalonej temperaturze | |
| CN104327864A (zh) | 一种干熄炉入口循环气体冷却系统及其冷却方法 | |
| CZ36970U1 (cs) | Řiditelný rekuperátor spalin | |
| CN204165066U (zh) | 排烟处理装置 | |
| RU2561812C1 (ru) | Способ утилизации тепла и осушения дымовых газов и устройство для его осуществления | |
| CN115507379A (zh) | 一种煤气锅炉风量控制方法 | |
| JP2020180719A (ja) | ヒートパイプ式排熱回収設備及び該ヒートパイプ式排熱回収設備を備えた熱風炉設備 | |
| JP2016005830A (ja) | 排煙処理装置と該排煙処理装置の運転方法 | |
| RU139035U1 (ru) | Устройство для регулирования температуры дымовых газов | |
| SU1108290A2 (ru) | Котельна установка | |
| SU1280264A1 (ru) | Котельна установка |