Kontrola cieplno-przepływowych warunków pracy kotła w trybie on-line

• Autorzy: Taler J. , Gądziel S. , Sobota T.

Warianty tytułu

EN

Monitoring of thermal-hydraulic conditions of steam boilers in on-line mode

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono układ nadzoru i eksploatacji kotła umożliwiający ciągłą kontrolę sprawności kotła i warunków przepływowo-cieplnych. Dzięki obserwacji i obliczaniu na bieżąco podstawowych parametrów pracy kotła może on być eksploatowany ekonomicznie i bezpiecznie. Pizedstawiono wybrane wyniki charakteryzujące pracę kotła otrzymane za pomocą opracowanego układu monitorowania. Monitorowane są również warunki pracy parownika kotła OP-210. Analizowane były także zmiany obciążenia kotła pod kątem zachowania niezbędnej cyrkulacji naturalnej (aby nie doprowadzić do zastoju wody w parowniku). Układ pozwala wyznaczyć na bieżąco: sprawność kotła, strumienie masy paliwa, powietrza i spalin oraz temperaturę spalin na wylocie z komory paleniskowej. Umożliwia na bieżąco ocenę stopnia zanieczyszczenia (zażużlowania) komory paleniskowej kotła. Współczynnik zanieczyszczenia ścian komory paleniskowej wyznaczany jest z warunku równości obliczonej i zmierzonej wydajności masowej kotła. Zmiany tego współczynnika w czasie, wraz ze zmianami strumieni masy wody do schładzaczy wtryskowych i temperatury spalin za drugim stopniem przegrzewacza pary, mogą być podstawą do automatycznego uruchamiania zdmuchiwaczy żużla i popiołu w kotle.

EN

The computer based boiler performance monitoring system has been developed to perform ŚS;;! thermal-hydraulic computations of the boiler working parameters in an on-line mode. Measurements of temperatures, heat flux, pressures, mass flow rates, and gas analysis data are used to perform the heat transfer analysis in the evaporator, furnace and convection pass. A new construction of heat flux tubes for determining heat flux absorbed by membrane waterfalls is presented. Flux tubes mounted at different levels in the boiler work at similar conditions as water-walls tubes. This paper presents the results of heat flux measurement in coal-fired steam boilers. During changes of the boiler load, the necessary natural water circulation can not be exceeded, gag A rapid increase of pressure may cause fading of the boiling process in water-wall tubes, where as a rapid decrease of pressure leads to water boiling in all elements of the boiler evaporator water-wall tubes and down comers. Both cases can cause flow stagnation in the water calculation that leads to pipe cracking. Two flow meters were assembled on central down comers and an investigation of natural water circulation in an OP-210 boiler (with steam capacity of 210 Mg/h) was carried out. Based on this measurement, the maximum rates of pressure change in boiler igg evaporator were determined. The on-line computation of the conditions in the combustion chamber allows for an on-line -M determination of the heat flow rate transferred to the boiler evaporator. With a quantitative indication of surface cleanliness, selective soot blowing can be directed at the specific problem area. Boiler monitoring system is also incorporated to provide details of changes in boiler efficiency M and operating conditions following soot blowing, so that the effects of a particular soot blowing W sequence can be analyzed and optimized at a later stage.

Słowa kluczowe

PL

sprawność kotła; system kontroli pracy kotła

EN

condition of boiler; boiler monitoring system

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych PAN ; Komitet Problemów Energetyki Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Archiwum Energetyki
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 38, nr 1
• Strony: 97--122
• Opis fizyczny: bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Taler J.

autor

Gądziel S.

autor

Sobota T.

• Politechnika Krakowska Instytut Aparatury Przemysłowej i Energetyki Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych Kraków al. Jana Pawła II 37 tel. [phone],

Bibliografia

• [1] Kwon O., Myers M., Karstensen A. D., Knowles D.: The effect of the steam temperature fluctuations during steady state operation on the remnant life of the superheater header, Int. J. of Pressure Vessel and Piping, Vol. 83, 2006, 349-358.
• [2] Isreb M.: Superheater minimum stress unit start-up option of coal-fired Power plants, Computers and Structures, Vol. 62, No. 5, 1997, 865-875.
• [3] Shirakawa M.: Development of a thermal Power plant simulation tol based on object orientation, J. Power and Energy, Vol. 220, 2006, 569-579.
• [4] Pronobis M., Wojnar W. Czepelak J.: Influence of non-uniform heating an the stress In tubes of superheaters in boilers, Forschung im Ingenieurwessen, 69, 2004, 29-37.
• [5] Tuma J. V., Kranc J.: Die Temperaturverteilung im Uberhitzerrohr, Forschung im Inge-nieurwessen, 66, 2001, 153-156.
• [6] Lehmann H.: Dampferzeugerpraxis. Grundlagen und Betrieb, Resch Verlag, Grafelfing--Miinchen 1988.
• [7] Taler J., A method of determining local heat flux in boiler furnace, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 35, No. 6, 1992, 1625-1634.
• [8] Taler J., Messung der Wdrmebelastung der gasdicht verschweif3ten Verdarnpfer-Rohrwdnde in Dampferzeugern, VGB Kraftwerkstechnik, 70, 1990, 664-650.
• [9] Węglowski B., Identyfikacja cieplnych warunków pracy ścian komór paleniskowych kotłów, Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej ser. Mechanika, z. 76, Kraków 1995.
• [10] Fluent 6.0, Fluent Inc., Computational Fluid Dynamics Software, Centerra Resource Park, 10 Cavendish Court, Lebanon, NH 03766, USA.
• [11] Kueniecow N.W., Mitor W.W., Dubowskij I.E., Karasina E.C.: Tieplowoj rasczet kotielnych agriegatow, Energija, Moskwa 1973.
• [12] Orłowski P., Dobrzański W., Szwarc E.: Kotły parowe. Konstrukcja i obliczenia, WNT, Warszawa 1979.
• [13] Meyer C, Schiffner E.: Technische Termodynamik, VEB Fachbuchverlag, Leipzig 1989.