Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Regulatory kotłów węglowych z palnikiem automatycznym (cz. 2)

W poprzedniej części artykułu omówiono właściwości procesu spalania oraz sterowanie pracą kotła za pomocą sterowników dwustanowych oraz sterowników PID. Poniżej opisano nowy sterownik, który umożliwia poprawne sterowanie procesem spalania przy zasilaniu palnika paliwami różniącymi się pod względem energetycznym, jak węgiel kamienny i brunatny oraz drewno i koks.

Sterowanie pracą kotła za pomocą sterownika eCoal.pl

Znane z energetyki zawodowej oraz z przemysłowych instalacji technologicznych układy sterowania, w których do ustalenia optymalnych proporcji paliwa i powietrza do spalania (współczynnika nadmiaru powietrza) wykorzystuje się analizatory zawartości tlenu w spalinach, nie są stosowane w małych instalacjach ciepłowniczych ze względu na wysoką cenę, wyższą od ceny małego kotła. Dla warunków „małej energetyki” niezbędny jest sterownik z algorytmem wykorzystującym parametry procesu, które można zmierzyć za pomocą stosunkowo niedrogich mierników.

Takim urządzeniem jest sterownik o nazwie handlowej eCoal.pl (na licencji Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu) wprowadzony do sprzedaży w roku 2009. Oprócz standardowej informacji o zmianach temperatury wody podgrzanej wychodzącej z kotła wykorzystuje on analizę zmian trendu temperatury spalin (ale nie analizę wartości temperatury spalin) do określenia, w jakim kierunku należy zmieniać chwilowy współczynnik nadmiaru powietrza dla chwilowej ilości paliwa w palniku i następnie realizuje tę czynność według ustalonej procedury (algorytmu).

Właśnie ten element umożliwia poprawne sterowanie procesem spalania przy zasilaniu palnika paliwami, które różnią się pod względem energetycznym tak bardzo jak węgiel kamienny, węgiel brunatny i drewno, a także – jak wykazały najnowsze badania – koks. Ideą nowego sterownika jest wyręczenie użytkownika w regulacji procesu spalania paliwa stałego, który jest bardzo trudny technologicznie. Sterownik jest przeznaczony dla użytkowników, którzy nie chcą „ręcznie” ingerować w proces spalania paliw o zmiennej jakości, nawet kosztem mniejszej precyzji regulacji temperatury wody.

Na rysunkach 1–3 przedstawiono wyniki badań testowych sterownika eCoal.pl. Badany sterownik zainstalowano w kotle z palnikiem retortowym drugiej generacji Brucer [2], który w konwencjonalnym badaniu na znak bezpieczeństwa ekologicznego według IChPW uzyskał wyniki spełniające kryteria klasy A.

Wizualizacja pracy sterownika eCoal.pl
Rys. 1. Wizualizacja pracy sterownika eCoal.pl w trakcie testu 40-godzinnego


Na rysunku 1 przedstawiono wyniki 40-godzinnego testu pracy kotła ze sterownikiem eCoal.pl. W trakcie testu kocioł był zasilany trzema paliwami węglowymi. Paliwem startowym był miał o uziarnieniu 0–16 mm i wartości opałowej 29,5 GJ/Mg, po około 17 godzinach od rozpoczęcia testu do zasobnika dosypano miał o uziarnieniu 0–31,5 mm i wartości opałowej 27 GJ/Mg, a po kolejnych 10 godzinach groszek o uziarnieniu 8–25 mm i wartości opałowej 24 GJ/Mg.

Czas od momentu zasypania paliwa do zasobnika do momentu jego pojawienia się w palenisku jest zmienny w zależności od stopnia napełnienia zasobnika i trudny do precyzyjnego określenia. Na przedstawionym wykresie momenty przejścia z jednego paliwa na kolejne są jednak niezauważalne. Sterownik płynnie zmienia parametry pracy palnika przy zmianie węgla, bez zauważalnych zaburzeń parametrów pracy kotła.

Na wykresie przedstawiono kształtowanie się temperatury zadanej i uzyskanej wody podgrzanej [°C], chwilowej mocy kotła [kW] oraz stężenia w spalinach tlenu i tlenku węgla [%]. W trakcie testu kocioł pracował z mocą od 9 do 17 kW, co wynikało ze zmiennych warunków pogodowych (w ciągu dnia temperatura otoczenia wzrastała powyżej 15°C, w nocy spadała blisko 0°C, zaś układ odbioru ciepła był symulowany przez nagrzewnice powietrza). Zawartość tlenu w spalinach utrzymywała się w granicach 8–14%, a zawartość tlenku węgla spełniała kryteria klasy A na znak bezpieczeństwa ekologicznego według IChPW.

W trakcie testu zaobserwowano przypadek utworzenia się w palniku dużego spieku żużlowego, który zaburzał proces spalania i powodował chwilowe wzrosty stężenia tlenku węgla w okresie pomiędzy godz. 5.30 a 9.00. Dzięki specyficznej konstrukcji palnika Brucer spiek po pewnym czasie został usunięty do popielnika. Zaburzenia procesu spalania zostały samoistnie unormowane przez sterownik eCoal.pl.

Na rysunku 2 przedstawiono przebieg fazy rozpalania kotła (w układzie takim samym jak na rys. 1). Po rozpaleniu węgla w palniku, o godz. 8.15, włączono tryb automatycznego sterowania. Sterownik eCoal.pl w ciągu dwóch godzin doprowadził kocioł do zadanych parametrów procesowych i unormował emisję tlenku węgla.

Wizualizacja pracy sterownika eCoal.pl
Rys. 2. Wizualizacja pracy sterownika eCoal.pl w fazie rozpalania kotła
   13.11.2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dofinansowanie ogrzewania i fotowoltaiki
  • - Eksploatacja gruntowych pomp ciepła
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl