Романенко Володимир Ілліч. Автоматизація процесу спалювання газового палива в котлоагрегатах ТЕЦ промислових підприємств

brief description

Романенко Володимир Ілліч. Автоматизація процесу спалювання газового палива в котлоагрегатах ТЕЦ промислових підприємств : дис... канд. техн. наук: 05.13.07 / Національний гірничий ун-т. - Д., 2005.

Романенко В.І. Автоматизація процесу спалювання газового палива в котлоагрегатах ТЕЦ промислових підприємств. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07-Автоматизація технологічних процесів” Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2005.
В дисертаційній роботі виконано аналіз систем керування, методів контролю параметрів і технічних засобів автоматизації процесів спалювання газового палива в котлоагрегатах ТЕЦ промислових підприємств. Установлено закономірності зміни складу димових газів у залежності від складу газових компонентів палива і енергетичної потужності при забезпеченні оптимуму роботи котлоагрегатів за критерієм енергетичної ефективності. Обґрунтовано термокаталітичний метод та створені технічні засоби для вимірювання об'ємного вмісту кисню в димових газах котлоагрегатів. Обґрунтовані методи оптимізації систем регулювання витрат загального повітря для однопаливних і багатопаливних котлоагрегатів ТЕЦ. Розроблено нові ефективні алгоритми і структурні схеми САР витрат загального повітря, що забезпечують низьку чутливість до координатних і параметричних збурень.

У дисертації вирішена актуальна науково-прикладна задача підвищення ефективності спалювання палива в котлоагрегатах ТЭЦ промислових підприємств, яка полягає у встановленні закономірностей зміни складу димових газів при забезпеченні оптимуму роботи за критерієм енергетичної ефективності, розробці методів і технічних засобів автоматизації процесу спалювання газового палива, які забезпечують безперервний автоматичний контроль складу димових газів котлоагрегатів і підтримку оптимального співвідношення «загальне повітря - паливо».
Найбільш важливі наукові і прикладні результати, висновки і рекомендації полягають у наступному:
1. Виконано аналіз систем керування, методів контролю параметрів і технічних засобів автоматизації процесів спалювання газового палива в котлоагрегатах ТЕЦ промислових підприємств. Установлено, що керування процесом спалювання палива в багатопаливних котлоагрегатах ТЕЦ промислових підприємств, засноване на виборі кількості повітря за режимними картами, не забезпечує оптимуму роботи котлоагрегатів за критерієм енергетичної ефективності через нестабільність витрат і мінливість складу доменного і коксового газів.
2. Встановлено, що попереднє насичення димових газів котлоагрегатів парами пального до концентрації, що забезпечує їхній надлишок над киснем, дозволяє здійснювати контроль вмісту останнього в димових газах термокаталітичним методом. Доказано, що термокаталітичний метод вимірювання забезпечує необхідну точність вимірювання об'ємного вмісту кисню в димових газах. Обґрунтовані режими роботи датчиків кисню та схеми їх включення, що забезпечують лінійність вихідної характеристики, високу чутливість і малу тривалість перехідних теплових процесів у датчику при незалежності результатів вимірювання від забруднення газодифузійного фільтра, зміни активності каталізатора, тиску та інших факторів. Розроблені і досліджені в лабораторних і промислових умовах нові технічні засоби для вимірювання вмісту кисню і газів недопалу у викидах котлоагрегатів.
3. З використанням розроблених технічних засобів установлено закономірності зміни складу димових газів у залежності від складу газових компонентів палива і енергетичної потужності при забезпеченні оптимуму роботи котлоагрегатів за критерієм енергетичної ефективності. Доведено, що концентрація кисню в димових газах, при якій забезпечується зазначений оптимум, не є постійною величиною, а лінійно знижується з ростом енергетичної потужності котлоагрегату, причому крутість зазначеної залежності зростає в міру збільшення тривалості експлуатації і зносу котлоагрегатів.
4. Теоретично обґрунтовані методи оптимізації систем регулювання витрат загального повітря для однопаливних і багатопаливних котлоагрегатів ТЕЦ і контролю режиму їхньої роботи. Розроблено нові ефективні алгоритми і структурні схеми систем регулювання витрат загального повітря за модульним оптимумом для однопаливних котлоагрегатів і за інтегральними квадратичними функціоналами якості для багатопаливних котлоагрегатів.
5. Запропоновано нові принципи побудови і технічної реалізації багатоконтурних систем керування витрат загального повітря, що мають низьку чутливість до координатних і параметричних збурень.
6. Розроблені технічні засоби контролю складу димових газів і САР витратами загального повітря впроваджені в складі АСУ ТП котлоагрегатів БКЗ-220-100 ТЕЦ ВАТ «ДніпроАзот» (м. Дніпродзержинськ) і ТЕЦ-2 ВАТ «КГМК «Криворіжсталь» (м. Кривий Ріг).
7. Виконаний аналіз технічних і екологічних наслідків використання розроблених технічних засобів показав, що у випадку широкого впровадження розроблених САР у комплекті з газоаналізаторами на котлоагрегатах ТЕЦ промислових підприємств і підприємств комунальної власності дозволить щорічно заощадити до 2,4 млн. т.у.п. і значно знизити викиди парникових газів у навколишнє середовище.