196491. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szénportüzelésű berendezésekben a lángstabilitás nagyságának meghatározására
3 196491 4 A találmány tárgya eljárás és berendezés szénportüzelésű berendezésekben a lángstabilitás nagyságának meghatározására. A találmány szerinti megoldás alkalmas a szénportüzelésű berendezések rövid ciklusú igénybevételének meghatározására, a szükséges karbantartás tervezésére. Ismeretes, hogy a hőerőművek blokkjainak váratlan kiesését, azok túlnyomó részét a gőzkazánok meghibásodása, üzemkiesése okozza. Egy-egy ilyen üzemkiesés a villamosenergia termelésében jelentős csökkenést eredményez, amely Magyarország közismerten feszitett villamosenergiatermelésében mindig komoly gondot jelent. A gőzkazánok meghibásodása többnyire váratlan forrcsöszakadás, szerkezeti elem törés. Ezek előrejelzése nem megoldott, mivel a kazánszerkezet igénybevételének a Vezénylőbe épített műszerek segítségével csak a hosszúciklusú, illetve a közepes ciklusú igénybevételek regisztrálhatók. Hosszúciklusú igénybevételnek a kazán hideginditásától a következő hideginditásig eltelt időtartam alatt fellépő, változó üzemmódból adódó igénybevételt nevezik. Közepes ciklusú igénybevétel: a kazán terhelésváltoztatása során fellépő termikus és mechanikai igénybevétel. Szénportüzelésű berendezésekben, Így több erőművi szénportüzelésű kazánban a tüzelés feltételeinek változása a tüzelés stabilitásának romlását, ezen keresztül az u. n. tűztéri pulzáció kialakulását eredményezi. Sokéves erőművi tapasztalatok szerint a szén fütöértékének hirtelen romlásakor például mindig megjelenik, illetve megnövekszik a kazán tűzterében a tűztéri, vagy más néven égési pulzáció. A találmány célja az égési pulzáció okozta igénybevételek elkerülése, illetve csökkentése. Felismertük, hogy a lángstabilitás nagyságának, az égési pulzáció mértékének a jellemzésére a tűztéri nyomásingadozás mértékéből következtetni lehet. Az égési pulzálás ugyanis a tüzelésben fellépő, többé-kevésbé periodikus, kis frekvenciájú - általában 0,1- -5 Hz - nyomásingadozásban is jelentkezik. Ez a nyomásingadozás a tüzelőberendezés hőátadó felületeinek ugyancsak periodikus hajlásigénybevételét okozza. Ez a hajlitóigénybevétel idézi elő a esősorok, szerkezeti elemek kifáradásos törését. Rájöttünk arra, hogy ha ezeket - a tüzelés romlásából származó - igénybevételeket mérjük és a tüzelőberendezéseket üzemeltető számára közöljük, akkor az igénybevételek időtartama ismertté válik, ezáltal a kazán, illetve a tüzelőberendezés szükséges karbantartása tervezhető lesz, Így a kiesés nem lesz váratlan, sőt megelőzhető. A villamosenergiatermelés a javítás tervezett időpontjában ezáltal tervszerűen átcsoportosítható. Kísérleteink során rájöttünk arra is, hogy a sztochasztikus lefolyású tűztéri nyomáslengések mérése alapján, azok meghatározott időtartamú mérése során meghatározható a nyomásamplitudó-eloszlás összgyakoriság-függvénye. Megfigyeléseink során azt tapasztaltuk, hogy a lángstabilitás nagyságának, például a fűtőérték romlásából bekövetkező változása során nemcsak a nyomásamplitudók növekednek, de megnövekedik a nagyobb amplitúdójú lengések gyakorisága is. Ezt szemlélteti az la., lb. ábra, ahol az la. ábrán meghatározott fűtöértékű szén esetében ábrázoljuk a nyomásamplitudót a frekvencia függvényében. Az lb. ábrán jól látható, hogy 5-6%-os szén-fűtóértékcsökkenés hatására milyen jelentős változás lépett fel a tűztéri nyomásingadozásban. Megállapíthatjuk tehát, hogy a lángstabilitás nagysága, a kazán tűzterében égési pulzáció a tűztéri gáznyomáslengésamplitudó összgyakoriság-függvénnyel jellemezhető. A 2. ábrán a Gagarin Hőerőmű Vállalat 3. kazánjában mért tűztéri nyomáslengés összgyakoriság-függvény látható egyre csökkenő fűtóértékű - I, II, III - szenek esetében. A mért nyomásamplitudók és lengési frekvenciaértékek a hőátadó felületek ismétlődő mechanikai igénybevételének meghatározásához alapul szolgálnak. A találmány tárgya eljárás szénportüzelésű berendezésekben a lángstabilitás nagyságának meghatározására, amelynek során a szénportüzelésű berendezés üzemeltetése alatt a lángstabilitás nagyságára jellemző, legalább egy fizikai jellemzőt folyamatosan mérünk és a mérési eredmények alapján szükség esetén beavatkozunk a tüzeléstechnikai folyamatba, megváltoztatjuk az üzemeltetést meghatározó tüzeléstechnikai paraméteriekéit - előnyösen a szén fútóértékét -. Az eljárás lényege, hogy a lángstabilitás nagyságára jellemző fizikai paraméterként a tűztéri nyomást mérjük és meghatározott időtartam alatt mért nyomásértékekból meghatározzuk a nyomásamplitudó-eloszlás ősszgyakoriság-függvényt, a tüzeléstechnikai paraméteriekéit pedig oly módon befolyásoljuk, hogy a mért nyomásamplitudók ősszgyakorisága a szénportüzelésű berendezésre jellemző kritikus érték alá csökkenjen, vagy az alatt maradjon. A találmány tárgya továbbá berendezés szénportüzelésű berendezésekben a lángstabilitás nagyságának meghatározására, amelynek a tűztér falába elhelyezett, statikus nyomásingadozás mérésére alkalmas nyomásérzékelője, ahhoz csatlakozó mérőhidja, valamint jelformáló egysége van. A jelformáló egység kimenete mintavételezó áramkörön keresztül összehasonlító áramkör bemenetére van kötve, amelynek további bemenetére szintszabályozó egység csatlakozik. A berendezés úgy van kialakítva, hogy az összehasonlító áramkör kimenete logikai NAND-funkciót megvalósító kapuáramkör egyik bemenetére van kötve, melynek kimenete számláló bemenetével van összekötve. A számláló ki5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
