Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор и анализ существующих методов решения задачи эффективного управления процессом горения 10
1.1. Основные принципы управления процессом горения в промышленных котлоагрегатах 10
1.2. Измерение состава дымовых газов 15
1.3. Селективный контроль пламени 18
1.4. Выводы 26
Глава 2. Экспериментальные исследования параметров пламени 27
2.1. Процесс горение газообразных углеводородов 27
2.2. Описание комплекса аппаратуры 34
2.2.1. Фотоэлектронный датчик факела 35
2.2.2. Газоанализатор кислорода твердоэлектролитный 37
2.2.3. Газоанализатор водорода МДП-емкостной 39
2.2.4. Программное обеспечение комплекса 40
2.3. Исследование процесса горения в одногорелочном котле 42
2.4. Исследование процесса горения в многогорелочных котлоагрегатах 46
2.5. Выводы 56
Глава 3. Разработка и применение имитационной модели многогорелочного котлоагрегата [57-61] 58
3.1. Создание имитационной модели многогорелочного котлоагретагата 58
3.2. Применение разработанной модели для определения режимов работы 63
3.3. Разработка итерационного алгоритма 69
3.4. Выводы 72
Глава 4. Дистанционная диагностика процесса горения в котлах с высоким уровнем фонового излучения [72-75] 73
4.1. Исследование возможностей датчиков факелов в котлах с высоким уровнем фонового излучения 73
4.2. Система отображения информации датчиков факелов 94
4.3. Применение системы дистанционной диагностики процесса горения 99
4.4. Создание обучающей программной модели типового многогорелочного котлоагрегата 104
4.5. Выводы 107
Список литературы 110
- Измерение состава дымовых газов
- Исследование процесса горения в одногорелочном котле
- Применение разработанной модели для определения режимов работы
- Создание обучающей программной модели типового многогорелочного котлоагрегата
Введение к работе
Одной из главных задач в области теплоэнергетики является повышение эффективности сжигания углеводородного топлива и снижение вредных выбросов в атмосферу. Основной же проблемой, возникающей при решении этой задачи, является выявление наиболее существенных источников потерь и выбор технологического решения, позволяющего снизить их влияние.
При выработке тепловой энергии для обеспечения необходимых химических реакций углеводородное топливо смешивают с воздухом в определенной пропорции. При этом первостепенное значение имеет задача поддержания оптимального соотношения воздух/газ в зоне воспламенения. Если соотношение правильное сжигание происходит с максимальной эффективностью, топливо используется полностью, окончательными продуктами горения являются лишь углекислый газ и вода. Если же сжигание осуществляется при избытке воздуха в смеси, в продуктах горения увеличивается концентрация окислов азота и остаточного кислорода, недостаток воздуха приводит к увеличению концентрации горючих газов, в частности водорода. Топливо поступает в топочное пространство либо через одно горелочное устройство (ГУ), тогда горение идет в однофакельном режиме, либо через несколько, в этом случае реализуется многофакельный режим. Обеспечить оптимальное сжигание в случае однофакельного горения достаточно просто. Для этого необходимо контролировать концентрацию кислорода и водорода в продуктах горения и, регулируя соотношение воздух/газ в топливной смеси, поддерживать их на определенном уровне. Однако, при многофакельном режиме измерения состава конечных продуктов химических реакций недостаточно, поскольку такой контроль является интегральным и не позволяет оценить эффективность горения в каждом факеле. В тоже время, очевидно, что селективную по пространству информацию можно получить на основе измерения оптических свойств излучения пламени.
Известны попытки разработки аппаратуры для контроля эффективности процесса горения, основанной на анализе параметров свечения пламени [1-5]. В частности, в работе [1] предлагается осуществлять такой контроль на основе информации об излучении пламени в полосах углекислого газа: Исследования проведенные авторами показали, что зависимость интенсивности-свечения СС 2 в полосе 4,4 мкм от соотношения воздух/газ имеет максимумов области близкой кстехиометрическому составу смеси. На основании- этого факта разработан метод поиска максимума излучения. Предлагается вносить модуляцию определенной частоты в поток воздуха (или газа) на каждом ГУ и регистрировать уровень модуляции свечения на удвоенной, частоте. При отклонении, состава, от оптимального модуляция, свечения на удвоенной- частоте уменьшается. Данньпг метод позволяет вести-селективный".по горелкам контроль эффективности процесса горения. Его недостатком, однако, является необходимость врезки в газовую или воздушную магистрали устройств» для обеспечения модуляции потока. Помимо этого общим недостатком подобных подходов является попытка осуществлять независимый анализ параметров. излучения отдельных факелов без учета их взаимного влияния.
В рамках работ в- этом направлении в Институте автоматики и электрометрии? СО РАН разработан, метод селективной диагностики многофакельного горения, основанный, на. измерении пространственного распределения излучения пламени в специально выбранных спектральных диапазонах, а также концентрации водорода и кислорода в продуктах горения, с последующим совместным анализом полученных данных [6]. Создан комплекс аппаратуры; состоящий из базового блока и фотоэлектронных датчиков факела, твердоэлектролитных газоанализаторов кислорода, МДП емкостных газоанализаторов водорода. Опытная эксплуатация данной аппаратуры в промышленных условиях показала ее надежность и высокие метрологические характеристики, однако для повышения селективности диагностики необходимо проведение дополнительных исследований и совершенствование алгоритмов обработки данных.
Измерение состава дымовых газов
Как известно, контроль за эффективностью работы котлов на тепловых станциях осуществляется по режимным картам. При эксплуатации котлоагрегатов и настройке их по режимным картам особое место отводится контролю за количеством воздуха, расходуемого при горении топлива. Чрезмерное его поступление приводит к увеличению объема уходящих газов, так как излишний воздух в горении не участвует, а недостаток воздуха значительно снижает экономичность котлоагрегата, поскольку при этом наблюдается химический недожог топлива. При этом режимные карты составляются примерно один раз в три года. В течение этого времени параметры котлов меняются существенно и, несмотря на то, что режим горения поддерживается операторами в норме, а выбросы несгоревшего топлива и экологически вредных примесей могут отличаться от оптимальных параметров [8].
Кроме того, поддержание определенного (установленного режимной картой) соотношения расходов компонент топливной смеси недостаточно для достижения высоких показателей работы промышленных котлоагрегатов. Для обеспечения высокой эффективности при производстве тепловой и электрической энергии требуется контролировать большое количество дополнительных параметров с учетом конструктивных особенностей котлоагрегата. К числу таких параметров относятся колебания теплоты сгорания топлива, нагрузки агрегата, температуры и влажности топлива и воздуха, техническое состояние ГУ и всего агрегата, состояние тягодутьевого оборудования и износ направляющих аппаратов и исполнительных механизмов [9].
В настоящее время, существуют несколько методов направленных на регулирование соотношения топливной смеси [10-13]. Одним из наиболее распространенных для отечественного уровня автоматизации котельной техники является параллельное управление [8]. Параллельная система управления регулирует давление потоков и настраивает соотношение воздух/газ таким образом, что бы при номинальной нагрузке имело место оптимальное соотношение топливной смеси. Найденное таким образом соотношение поддерживается постоянным при любых нагрузках котла. В этом случае расход воздуха непременно настраивается в сторону некоторого избытка, поскольку система не имеет возможности обнаруживать и компенсировать возмущающие воздействия.
В последние годы с учетом развития техники и технологии, ГУ приобретают новый вид, возможности и функции. Одна из фирм занимающаяся такого рода задачей является фирма «Weishaupt» [14]. Фирма «Weishaupt» уже более 50 лет является одной из ведущих мировых фирм по производству ГУ, которая охватывает жидкотопливные, газовые и комбинированные (газ/жидкое топливо) горелки с одно/двухступенчатым, плавно-двухступенчатым и модулируемым регулированием. Это полностью автоматические воздуходувные горелки с надежной конструкцией и с большим сроком эксплуатации. В 1998-году фирма «Weishaupt» впервые в мире представила горелку, в которой стандартный автомат горения заменен на микропроцессорное устройство, так называемое «менеджер горение». Данное устройство позволяет самостоятельно управлять всеми её функциями, и постоянная проверка микропроцессоров повышает общую надежность горелки и всей котельной, а также отображает информационное табло параметров работы горелок и ошибок. При помощи данного устройства оператор может провести последовательную проверку выполнения режимов работы, и осуществлять диагностику неисправностей. При настройке горелки клавишами, наладчик имеет на дисплее все необходимые параметры, которые позволяют установить соотношения воздух/газ, и при этом он может добиться оптимальных параметров сжигания топлива. А также при помощи функций «менеджера горения» можно просматривать статистику работы горелок, в том числе память сообщений по произошедшим внеплановым ситуациям. При обнаружении каких-либо ошибок наладчик может в короткие сроки выяснить причину неисправности и быстро ее устранить, вместо того, чтобы проводить диагностику всей горелки. Основными особенностями данного подхода является плавное регулирование расхода газа и воздуха на основе непрерывного контроля количество остаточного кислорода в дымовых газах. Применение такого рода ГУ, позволяют получить высокую степень оптимизации работы топливосжигающих установок, обеспечивая максимально полное сжигание топлива и сокращая потери энергии в окружающую среду.
В этом направлении также работают такие фирмы, как Siemens Westinghouse Inc. (KWU), Babcock Borsig Power (Deutsche Babcock), Babcock & Wilcox, Babcock-Hitachi, ABB, Stork. Каждая из этих компаний имеет свой пакет программного обеспечения для расчёта топочных процессов, а также мощную стендовую базу для исследования моделей топок и горелок. Кроме того, за каждой из них стоят серьёзные исследовательские центры, занимающиеся аэродинамикой турбулентных потоков и горением.
В России также имеется ряд перспективных разработок. В частности ООО СО «Белэнергомашпроект» имеет опыт, который позволяет увеличить мощность энергоблоков на 15+20 % при тех же габаритах и практически при тех же затратах топлива. Компания поставляют горелки для российских котлов оснащенные топливопроводами и средствами автоматики, обеспечивающие автоматическую работу горелок и котла в целом в различных режимах на всем регулируемом диапазоне нагрузок. Однако по степени функциональности и удобствам интерфейса отечественные разработки на сегодняшний день уступают ведущим зарубежным. Основными функциями современных отечественных аппаратов горения являются: автоматический пуск горелки, дистанционное включение и выключение, регулирование тепловой мощности с плавным переходом между режимами горения, контроль параметров безопасности, отключение при недопустимых отклонениях параметров.
Работа, направленная на переоборудование всех существующих отечественных котлоагрегатов достаточно трудоемкая и требует высокие затраты. Как правило, установка на котле новых ГУ влечет за собой замену старых конструкций котлов, а также средств автоматики, которые должны обеспечивать автоматическое управление горелкой в соответствии с современными требованиями безопасности. Поэтому, несмотря на большое внимание к этой проблеме и имеющиеся значительные резервы, которые и составляют основу будущего повышения эффективности работы промышленных энергоблоков [15], на сегодняшний день не менее актуальной является задача модернизации существующего оборудования [16-18]. Необходимо на основе использования новых разработок и научных достижений развивать методы оптимального управления процессами горения, позволяющие повышать КПД котлов, минимизировать потери тепла и вредные выбросы в атмосферу без их полной реконструкции [19].
Исследование процесса горения в одногорелочном котле
По типу ГУ подразделяются на атмосферные и наддувные. В котлоагрегате с атмосферными горелками отсутствует наддувной вентилятор, подающий воздух для сгорания топлива. Воздух смешивается с топливом за счет кинетической энергии струи, выходящей из дозирующего сопла горелки. Котлы с атмосферными горелками имеют ряд преимуществ перед котлами с наддувной горелкой: бесшумная работа, низкая цена, меньшие эксплуатационные расходы за счет высокой надежности и простоты конструкции [52], однако, как правило, это котлы небольшой мощности. Котлы с наддувными горелками (газовые, дизельные) - горелка по типу реактивного двигателя с узкой струей пламени, подаваемого под давлением в теплообменник котла. Наддувная горелка в свою очередь имеет преимущества перед атмосферной: она не критична к высоте трубы, устойчивее работает на низких давлениях газа, при мощности котла свыше 100кВт дает существенную экономию топлива, более экономична чем атмосферная горелка за счет более полного сгорания.
По степени подготовки горючей смеси все ГУ можно разделить на горелки без предварительного смешения (воздух смешивается с топливом после выхода из горелки, в объеме топочной камеры), с неполным предварительным смешением (в горелке с топливом смешивается только часть воздуха, называемого первичным) и с полным предварительным смешением (в топку поступает уже перемешанная газовоздушная смесь). Понятно, что в последнем случае речь идет только о газовых горелках, которые все виды жидкого топлива предполагают использование горелок без предварительного смешения.
По характеру потока, вытекающего в топочную камеру ГУ различаются прямоточным или закрученным. В закрученном случае образуются неразомкнутый и разомкнутый факел, в котором имеется приосевая зона рециркулирующих продуктов сгорания. Кроме того, вихревые горелки отличаются по типу размещения сопловых отверстий, т.е. горелки с центральной, периферийной и комбинированной подачей газа.
Классификационным признаком горелки можно считать также возможность (или отсутствие возможности) регулировать характеристики факела (его протяженность, крутку и т.д.).
Большинство конструкций крупных ГУ для промышленных котлов допускают возможность изменения коэффициента избытка воздуха (т.е. соотношения воздух/газ). Однако отопительные котлы небольшой мощности оборудуют, как правило, горелками с нерегулируемым (оптимальным по условиям горения) коэффициентом избытка воздуха. Этот параметр (т.е. возможность или невозможность регулировать избыток воздуха) также является важным классификационным признаком ГУ.
Вместе с топливом в горелки подается воздух, который может быть холодным (когда он подается непосредственно от дутьевого вентилятора) или подогретым (при подаче его также от высоконапорного дутьевого вентилятора, но только через трубчатый или регенеративный воздухоподогреватель). Таким образом, можно классифицировать горелки и по температуре воздуха на входе.
Еще один классификационный признак — степень автоматизации горелки. Можно говорить о полностью автоматизированных устройствах, на которых все пусковые операции совершаются от нажатия кнопки; о горелках с ручным управлением, когда оператор все операции по пуску и останову котла должен выполнять самостоятельно, в строго определенной последовательности; и о горелках полуавтоматических, где объем ручного управления сведен до минимума, но все же превосходит простое нажатие «пуск» или «останов».
Следует обратить внимание, что стабильность сжигания топлива зависит от конструкции горелок и часто является основным ограничителем диапазона регулирования режима работы котлоагрегата. В основном суть проблемы заключается в том, что стабильность воспламенения топлива зависит от интенсивности крутки факела и активности процессов перемешивания в его отдельных зонах [53]. В реальных ситуациях, даже при больших нагрузках, ГУ должны обеспечить стабильное воспламенение топлива и его полное выгорание без повышения избытков воздуха. Экологически чистое сжигание топлива при высоких скоростях его подачи без перерасхода электроэнергии на подачу воздуха в топку обеспечивается форсировкой котла. Однако этого невозможно достичь без установки на выходе из горелки так называемых "плохо обтекаемых тел", т.е. это так называемые горелки с установкой турбулизаторов. Основная цель турбулизатора - это создание разрежения на оси потока и турбулизация заранее установленных зон в объеме факела. Стабилизация пламени с использованием плохо обтекаемых тел позволяет обеспечить в камерах сгорания устойчивый процесс горения в потоке, движущемся со скоростью WB= 100м/с и более [54].
Основная задача всех существующих ГУ это - не допустить количественные ошибки при обеспечении качественного сжигания газообразных и твердых топлив. В случае какого-либо отклонений от оптимального режима необходимо по возможности в кратчайшие сроки устранить возникшие отклонения путем увеличения или уменьшения подачи отдельных составляющих топливной смеси. Еще более опасной является ситуация срыва факела. Фактически это означает, что при отсутствии пламени через ГУ продолжает поступать топливо в соотношении кислорода и горючего близком к оптимальному. Подобная смесь взрывоопасна, и данная ситуация может привести к серьезной аварии. Поэтому необходимо немедленно прекратить подачу горючего в горелку.
Как было отмечено, что в настоящее время контроль над режимом работы энергоблоков осуществляется с использованием информации, в первую очередь, о концентрации остаточного кислорода и вредных примесей в выходных газах. Данный подход является эффективным для регулирования одногорелочных котлоагрегатов. Однако в многогорелочных котлах такой контроль учитывает лишь интегральные характеристики и не позволяет осуществлять оптимизацию процесса горения топлива в каждой горелке энергоблока [глава I]. Поэтому работы, направленные на создание автоматизированных систем селективной диагностики и управления процессами горения газообразного топлива, несомненно, актуальны.
Применение разработанной модели для определения режимов работы
При гашении горелки № 5 (горелка верхнего ряда) перераспределение газа (менее 10% от общего расхода) приводит к различному эффекту на разных горелках. Интенсивность излучения, регистрируемая большинством датчиков верхнего ряда горелок, растет (до 10%). Сигналы датчиков факела горелок нижнего ряда - уменьшаются (также до 10%). Учитывая, что горелки верхнего ряда котлоагрегата в обычном режиме работают при некотором недостатке топлива, а нижнего - при избытке (такой режим обеспечивает наиболее эффективное сжигание), данные наблюдения подтверждают наличие локального максимума интенсивности излучения при оптимальном составе смеси.
Закрытие газового клапана горелки № 11 (горелка нижнего ряда) приводит к аналогичному результату для датчиков № 1 - № 3 (а - верхний ряд, сигнал растет), № 7, № 8 (б - нижний ряд, сигнал уменьшается). Однако показания датчиков факела горелок № 4 - № 6 и № 10, № 12 ведут себя противоположным образом. Сигналы датчиков № 4 и № 6 уменьшаются, № 10 и № 12 — увеличиваются. Данный эффект очевидно вызван участием в горении кислорода, поступающего через грелку № 11 и приводящего к эффективному увеличению окислителя в смеси соседних горелок (а именно горелок №№ 4, 6, 10, 12). Уменьшение сигнала датчика № 5 свидетельствует о существенном влияние нижнего факела (в данном случае факела горелки № 11) на показание датчиков верхнего ряда.
Показания газоанализатора водорода (рис. 15,в) при гашении одной из горелок и соответствующем перераспределении газа на остальные увеличиваются, что свидетельствует о неполном сгорании топлива на работающих горелках энергоблока. Показания газоанализатора кислорода (рис. 15,г) в части котла, соответствующей остановленной горелке, также увеличиваются (через погасшую горелку продолжается подача воздуха), концентрация кислорода во второй части - уменьшается (вследствие избытка горючего). Причем отмеченные изменения более существенны при гашении горелки №11, что свидетельствует о большем расходе топлива на горелках нижнего ряда относительно горелок верхнего.
Для определения режима работы, конкретной горелки необходимо выполнять анализ всего комплекса информации: концентрация продуктов горения, динамика показаний датчиков факелов. Причем этот анализ необходимо выполнять с учетом знаний о конструктивных особенностях котла, ГУ и множества других параметров.
Кроме того, установлено, что изменение нагрузки котла в штатных пределах также приводит к изменению сигналов датчиков факела в два и более раз, что может быть интерпретировано аппаратурой как гашение пламени. По этой причине после изменения нагрузки котла требуется выполнить перерасчет допустимых интервалов изменения сигналов датчиков факела, соответствующих основным режимам горения.
Таким образом, в результате выполненных исследований установлено что, в котлоагрегате рассматриваемой конструкции существует значительное влияние ГУ друг на друга. Причем это влияние состоит из нескольких факторов: во первых, это влияние через газовую и воздушную магистраль. Поскольку расход газа и воздуха на котел поддерживается постоянным, частичное или полное закрытие заслонок на одной из горелок приводит к увеличению расхода соответствующего компонента в смеси на других горелках; во вторых, интенсивность излучения пламени, регистрируемая датчиком, складывается из интенсивности контролируемого факела и некоторого фонового освещения, обусловленного соседними факелами; особенно большое влияние оказывают факела нижнего ряда горелок на показания соответствующих датчиков верхнего ряда; и в третьих, помимо кислорода поступающего через каждую горелку в реакциях горения также участвуют молекулы кислорода атмосферы внутри котла. Если горение на всех горелках идет в условиях близких к стехиометрическим, то концентрация кислорода в котле очень низкая. Однако если на одну из горелок поступает смесь с существенным избытком кислорода, это приводит к резкому увеличению концентрации кислорода в соответствующей области котла и эффективному увеличении кислорода в смеси соседних горелок. С использованием разработанного и созданного в Институте комплекса дистанционной диагностики высокотемпературных процессов выполнены исследования процессов горения в одногорелочном и многогорелочном котлоагрегатах. Определены закономерности изменения интенсивности излучения пламени, концентрации водорода и кислорода при различных составах смеси в одногорелочном котлоагрегате. Показано, что при увеличении воздуха в топливной смеси концентрация водорода в уходящих газах падает и достигает нулевого значения при а=1, концентрация кислорода при этом растет. Зависимость интенсивности изучения пламени от а в широком спектральном диапазоне имеет явно выраженный максимум. Показало, что в многогорелочном котлоагрегате изменение режима работы одного из ГУ, приводит к изменению всего комплекса контролируемых технологических параметров котлоагрегата. В этом случае крайне необходимо осуществлять контроль каждого факела с учетом взаимных влияний ГУ. Определены основные факторы, обуславливающие влияние отдельных ГУ друг на друга в многогорелочных установках. Показано, что наиболее существенными являются: - перераспределение расхода газа и воздуха по горелкам; - оптическое влияние соседних факелов (уровень фонового излучения зависит от конструкции топочной камеры и может составлять до 60% полного излучения); - участие атмосферного кислорода в реакциях горения (может изменять уровень излучения на 20%).
Создание обучающей программной модели типового многогорелочного котлоагрегата
Приведем пример данных системы дистанционной диагностики процесса горения, полученных при изменении режима работы в многогорелочном котлоагрегате с двух рядным и двух сторонним расположением ГУ.
На рис. 35,а,б приведены сигналы УФ датчиков, полученные при останове и последующем розжиге одной из горелок котлоагрегата. В данном случае в исходном режиме (с 12:00 до 12:06) были включены десять из двенадцати ГУ. Из рисунков видно, что сигналы датчиков факела соответствующих горящим горелкам имеют очень большой разброс. На ряде горелок значения многократно превышают уровень, соответствующий уровню не горящих (№ 1 и № 12), в то же время наличие пламени на горелке № 2 и № 11 определить по этим данным не представляется возможным. Уровень сигналов на соответствующих датчиках весьма низок. Затем была прекращена подача топлива на горелке № 5 (12:07) и, после небольшой паузы, ее розжиг. Причем розжиг производился со ступенчатым увеличением расхода газа и воздуха. Анализ полученных данных показывает, что при гашении горелки № 5 уменьшился уровень сигнала датчиков № 5 и № 6. Также некоторое уменьшение наблюдается и сигнала датчика № 8. Очевидно, что по данным об уровне сигналов датчиков факелов в подобной ситуации невозможно принять достоверное решение, останов какой горелки был произведен. Дополнительный анализ СКО сигналов датчиков в тоже время показывают (рис. 36,а,б), что в указанный момент времени произошло значительное уменьшение СКО сигналов датчика № 5. СКО сигналов других датчиков существенно не изменилось. Этот факт позволяет однозначно определить остановленную горелку.
Анализ данных о составе уходящих газов (рис. 37,а,б) показывает, что розжиг горелки осуществлялся при избытке газа в топливной смеси. На это указывает увеличение концентрации водорода и уменьшение кислорода в дымовых газах (12:15-12:18) в начальной стадии розжига. В это же время ряд датчиков факелов фиксировали высокий уровень излучения пламени, характерный для диффузионной стадии горения.
Совместный анализ данных уровня и СКО сигналов различных датчиков до изменения режима и после в данном случае позволяет однозначно определить останавливаемые горелки. Подобная ситуация наблюдается и при других режимах работы котлоагрегата. Однако следует отметить, что оперативное (в течение 1—3 сек) определение режима связано с некоторыми трудностями. В первую очередь это вызвано высоким разбросом получаемых значений СКО. Кроме того, абсолютные значения уровня и СКО сигнала имеют существенную зависимость от различных трудно контролируемых параметров процесса горения и условий функционирования датчиков факелов. Анализ данных, полученных в одном и том же режиме без переустановки датчиков, показал, что отклонение полученных значений в различное сериях измерений достигает 25%. Поэтому окончательное решение о режиме горения и необходимости выполнения определенных действий все же остается за оператором.
Таким образом, показано, что система дистанционной диагностики, основанная на данных датчиков факелов и газоанализаторов уходящих газов, обеспечивает получение и представление уникальной оперативной информации о процессах происходящих в топочном пространстве. Очевидно, что измерение ни одного из стандартных принятых в теплоэнергетике параметров (температура воды/пара, КПД, давление и т.п) не обеспечивает подобных селективности по горелкам и быстродействия. Однако интерпретация полученных данных, в частности в котлах со сложной конструкцией и организацией горения, требует определенного навыка.
В последнее время большое внимание уделяется вопросам передачи в компьютер результатов измерений с контрольно-измерительных приборов с целью визуализации в наглядной форме (графики, таблицы), для обеспечения надежных и энергосберегающих режимов работы разных объектов [78-81]. Обслуживающий персонал имеет возможность наблюдать за процессами изменения параметров в реальном времени. Однако для успешной работы с современными средствами автоматизации требуется выработка определенных навыков у персонала. С этой целью на основе созданной модели (глава 3) разработан симулятор, позволяющий имитировать процесс управления режимом горения в многогорелочном котлоагрегате (рис. 39).
Помимо окна отображения информации, аналогичного мнемосхеме отображения данных системы дистанционной диагностики процесса горения, симулятор имеет окно ввода значений управляющих параметров (расход газа и воздуха на котел, степень открытия газовых и воздушных заслонок), с помощью которых оператор может производить изменения в режиме работы котла и наблюдать за реакцией датчиков факелов и газоанализаторов.
Для большего соответствия с реальной обстановкой в функцию, рассчитывающую режим работы котлоагрегата, в данной версии добавлен режим «срыва факела» (при увеличении расхода воздуха больше допустимого) и режим «интенсивного сажеобразования» (при уменьшении расхода воздуха ниже допустимого). Кроме того, добавлены расчеты оксид углерода (СО), оксид азота (NOx) в уходящих газах и КПД котлоагрегата, оценочно учитывающий потери тепла из-за неполного сгорания топлива (при недожоге) и уноса тепла уходящими газами (при избытке воздуха в смеси). Расчет потери КПД ведется на основе - это отношение величины полученной полезной работы (энергии) к затраченной. Снижение КПД образуется в первую очередь из-за химического недожога и избытка воздуха, которые уносят тепло в атмосферу (рис. 38).
