DE3433303C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Überwachen des Zündvorganges gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und um­ faßt eine Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfah­ rens.The invention is based on a method for monitoring the ignition process according to the preamble of claim 1 and around summarizes a circuit arrangement for performing the procedure rens.

Beim Anfahren von Wirbelbettfeuerungen wird vor der Brenn­ stoffzufuhr durch Einkoppelung von Fremdwärme, beispielswei­ se durch Einblasen von Heißluft, das Bettmaterial auf die erforderliche Zündtemperatur, die je nach Brennstoffart zwi­ schen etwa 570°C und 650°C liegen kann, aufgeheizt. Dabei ist es erstrebenswert, die Zündtemperatur möglichst niedrig zu halten, da mit steigender Temperatur die benötigte Auf­ heizzeit und damit die Aufheizenergie überproportional an­ steigt. Bei Wirbelschichtfeuerungen, bei denen innerhalb des Wirbelbettes Wärmetauscherflächen, beispielsweise zum Auf­ heizen des Arbeitsmediums einer Gasturbine, vorgesehen sind, ist dies unter anderem darauf zurückzuführen, daß bei stei­ genden Bettemperaturen die Wärmetauscherflächen bereits ge­ kühlt werden müssen, wodurch ein erheblicher Teil der zuge­ führten Wärme wieder ausgekoppelt wird. When starting fluidized bed firing, the firing material supply by coupling in external heat, for example by blowing hot air into the bed material required ignition temperature, which depends on the type of fuel between around 570 ° C and 650 ° C, heated. Here it is desirable to keep the ignition temperature as low as possible to keep, because with increasing temperature the required up heating time and thus the heating energy disproportionately increases. For fluidized bed firing, where within the Fluidized bed heat exchanger surfaces, for example for opening heating the working medium of a gas turbine, are provided is this partly due to the fact that at stei bed temperatures, the heat exchanger surfaces already must be cooled, which means a significant part of the supplied led heat is coupled out again.  

Auf der anderen Seite birgt eine zu niedrige Zündtemperatur die Gefahr, daß der Brennstoff nicht gleichmäßig zu brennen anfängt. Dies kann zu lokalen Brennstoffüberkonzentrationen führen mit der Folge von Überhitzungen oder gar Kohlenstaub­ explosionen.On the other hand, the ignition temperature is too low the risk that the fuel will not burn evenly begins. This can lead to local fuel concentrations result in overheating or even coal dust explosions.

Aus der DE-PS 31 06 744 ist ein Verfahren zur Regelung der Sauerstoffmenge beim Verbrennen gasförmiger, mit sich än­ dernden Inertgasmengen angereicherter Brennstoffe bekannt geworden, bei dem das Verhältnis der Menge der brennbaren Komponente zur Gesamtmenge der mit dem Brenngas und der Ver­ brennungsluft zugeführten Ballastgasmenge konstant gehalten wird, indem die Luftmenge vermindert und die Reinsauerstoff­ menge erhöht wird, wenn der Inertgasgehalt im Brenngas zu­ nimmt, bzw. die Luftmenge erhöht und die Reinsauerstoffmenge vermindert wird, wenn der Inertgasgehalt im Brenngas ab­ nimmt.From DE-PS 31 06 744 a method for controlling the Amount of oxygen when burning gaseous, with itself derenden inert gas quantities of enriched fuels known become where the ratio of the amount of combustible Component for the total amount of fuel gas and Ver The amount of ballast gas supplied to the combustion air is kept constant is reduced by the amount of air and the pure oxygen amount is increased when the inert gas content in the fuel gas increases takes, or increases the amount of air and the amount of pure oxygen is reduced when the inert gas content in the fuel gas decreases takes.

Dieses bekannte Verfahren ist geeignet, die Verbrennung gas­ förmiger Brennstoffe bei konstanten Temperaturen zu gewähr­ leisten, was sich insbesondere auf nachgeschaltete katalyti­ sche Prozesse, wie z.B. einem Clausprozeß, als vorteilhaft erweisen kann. Das bekannte Verfahren ist nicht anwendbar auf Verbrennungsprozesse in Wirbelbettfeuerungen, da hier keine gasförmigen, sondern feste Brennstoffe vorliegen.This known method is suitable for gas combustion shaped fuels at constant temperatures afford what is particularly on downstream catalyti processes such as a Claus process, as advantageous can prove. The known method is not applicable on combustion processes in fluidized bed furnaces, since here there are no gaseous fuels, but solid fuels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und sicheres Verfahren zum Überwachen des Zündvorganges heim An­ fahren einer Wirbelschichtfeuerung und eine Schaltungsanord­ nung zum Durchführen des Verfahrens anzugeben.The invention has for its object a simple and safe procedure for monitoring the ignition process at home drive a fluidized bed firing and a circuit arrangement Specification for performing the procedure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren nach Anspruch 1 bzw. nach der Schalteranordnung nach Anspruch 3 gelöst. This object is achieved with the method according to claim 1 or solved according to the switch arrangement according to claim 3.  

Der vorgegebene Sollwertgradient der Sauerstoffabnahme, der von verschiedenen Parametern, wie beispielsweise der Brenn­ stoffzusammensetzung, der zeitlich zugeführten Brennstoff­ menge und auch der Zündtemperatur abhängt, wurde empirisch ermittelt.The predetermined setpoint gradient of the oxygen decrease, the of various parameters, such as the burning composition of matter, the fuel supplied over time quantity and also the ignition temperature depends on empirical determined.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit in einfa­ cher Weise die eingangs im Zusammenhang mit zu niedrigen Zündtemperaturen geschilderten Risiken zu vermeiden. Jeder Anfahrvorgang kann energiesparend zunächst bei möglichst niedriger Zündtemperatur gestartet werden. Falls diese Tem­ peratur nicht zur Zündung des gesamten Brennstoffes führt, wird die Brennstoffzufuhr gemäß dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren unterbunden und der nächste Zündvorgang dann bei et­ was erhöhter Zündtemperatur gestartet. Ggf. kann die Brenn­ stoffzufuhr auch mit einer gewissen Zeitverzögerung, bei­ spielsweise von einigen Minuten, unterbunden werden, um zu verhindern, daß Abweichungen der gemessenen zeitlichen Sauerstoffabnahme vom Sollwert in der unmittelbaren Start­ phase bereits in einer Abschaltung der Brennstoffzufuhr füh­ ren. The method according to the invention thus makes it simple Certainly the initially related to too low Avoid ignition risks described risks. Everyone The starting process can be energy-saving if possible low ignition temperature can be started. If this tem temperature does not lead to the ignition of all fuel, the fuel supply according to the Ver drive prevented and then the next ignition process at et what started increased ignition temperature. Possibly. can the focal material supply also with a certain time delay, at from a few minutes, for example, to prevent deviations in the measured temporal Decrease in oxygen from the setpoint in the immediate start phase already leads to a shutdown of the fuel supply ren.  

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.Further explanations of the invention are in the figure shown schematically illustrated embodiment.

Die Figur zeigt eine Wirbelschichtfeuerungsanlage 1 mit ei­ nem Wirbelbett 2. Innerhalb des Wirbelbettes 2 sind Wärme­ tauscherflächen 3 angeordnet. Verbrennungsluft bzw. Brenn­ stoff werden dem Wirbelbett 2 über Düsenstöcke 3 bzw. über einen oder mehrere Wurfbeschicker 11 zugeführt. Die Asche wird über einen Aschabzugskanal 5 abgezogen, während das Ab­ gas die Feuerung über einen Abgaskanal 6 verläßt.The figure shows a fluidized bed combustion system 1 with a fluidized bed 2 . Heat exchange surfaces 3 are arranged within the fluidized bed 2 . Combustion air or fuel are fed to the fluidized bed 2 via nozzle assemblies 3 or via one or more throw feeders 11 . The ash is drawn off via an ash extraction duct 5 , while the gas leaves the furnace via an exhaust duct 6 .

Im Abgaskanal 6 ist ein Meßfühler 7 vorgesehen, der beim An­ fahren der Feuerung die zeitliche Abnahme des Sauerstoffes im Abgas mißt. Dieses Meßsignal wird in eine Rechenschaltung 8 eingegeben und dort mit einem Referenzsignal, das über ei­ nen Geber 9 zugespeist wird und dem Sollwert der zeitlichen Sauerstoffabnahme bei einem normalen Anfahrvorgang, al­ so dem Sollwertgradienten, entspricht, verglichen. Bei Abweichungen des Meßwertes vom Sollwert erfolgt nach einer durch ein Zeitverzögerungsglied 10 vorgegebenen Verzögerung von beispielsweise 3 Minuten die Abschal­ tung der Brennstoffzufuhr in die Feuerung, d.h. z.B. eines Wurfbeschickers 11, durch die Rechenschaltung 8.In the exhaust duct 6 , a sensor 7 is provided, which measures the temporal decrease in the oxygen in the exhaust gas when driving to the furnace. This measurement signal is input into a computing circuit 8 and there is compared with a reference signal which is fed via an encoder 9 and which corresponds to the target value of the temporal decrease in oxygen during a normal starting process, ie the target value gradient. If the measured value deviates from the target value, the fuel supply to the furnace, ie, for example, a throwing feeder 11 , is switched off by the computing circuit 8 after a delay of, for example, 3 minutes, which is predetermined by a time delay element 10 .

Claims (4)

1. Verfahren zum Überwachen des Zündvorganges beim Anfahren einer Wirbelbettfeuerung, wobei das Wirbelbettmaterial durch Einkoppelung von Fremdwärme zunächst auf eine ge­ eignete Zündtemperatur aufgeheizt und dann der Brennstoff in das Bettmaterial eingespeist wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Brennstoffzufuhr die zeitliche Sauerstoffabnahme im Abgas gemessen und mit einem vor­ gegebenen Sollwertgradienten verglichen wird, daß die Brennstoffzufuhr unterbunden wird, falls die Sauerstoff­ abnahme von dem vorgegebenen Sollwertgradienten abweicht und daß vor erneuter Brennstoffzufuhr die Zündtemperatur etwas erhöht wird.1. A method for monitoring the ignition process when starting a fluidized bed combustion, the fluidized bed material is first heated to a suitable ignition temperature by coupling external heat and then the fuel is fed into the bed material, characterized in that the temporal oxygen decrease in the exhaust gas is measured during the fuel supply and compared with a given setpoint gradient that the fuel supply is cut off if the oxygen decrease deviates from the specified setpoint gradient and that the ignition temperature is slightly increased before the fuel is supplied again. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Abweichung der Sauerstoffabnahme von dem vor­ gegebenen Sollwertgradienten die Brennstoffzufuhr mit einer Zeitverzögerung unterbunden wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that in In case of a deviation of the oxygen consumption from that before given setpoint gradient with the fuel supply a time delay is prevented.   3. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen im Abgaskanal (6) der Wirbelschichtfeuerung (1) angeordneten Meßfühler (7) zum kontinuierlichen Erfassen des Sauerstoffgehaltes im Abgas, einem Geber (9) für den Sollwertgradienten sowie eine Rechenschaltung (8), die das im Meßfühler (7) erzeugte Signal mit dem Sollwertgradienten ver­ gleicht und bei Abweichungen eine Brennstoffzufuhr­ einrichtung (11) ausschaltet.3. Circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized by a in the exhaust gas channel ( 6 ) of the fluidized bed furnace ( 1 ) arranged sensor ( 7 ) for continuous detection of the oxygen content in the exhaust gas, a transmitter ( 9 ) for the setpoint gradient and an arithmetic circuit ( 8 ), which compares the signal generated in the sensor ( 7 ) with the setpoint gradient and, in the event of deviations, switches off a fuel supply device ( 11 ). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Rechenschaltung (8) und der Brennstoffzufuhreinrichtung (11) ein Zeitverzögerungs­ glied (10) vorgesehen ist.4. A circuit arrangement according to claim 3, characterized in that a time delay element ( 10 ) is provided between the arithmetic circuit ( 8 ) and the fuel supply device ( 11 ).