WO2008003304A1 - Verfahren zur regelung der verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen brennstoffen befeuerten dampferzeuger - Google Patents

Verfahren zur regelung der verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen brennstoffen befeuerten dampferzeuger Download PDF

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flue gas
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Friedhelm Wessel
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the supply of combustion air to a fossil fuel-fired steam generator, wherein the combustion air is gradually added in a plurality of flue gas flow direction in succession combustion zones and wherein the combustion air supply is also measured in dependence on the amount of fuel.
  • Such a staged air supply is known, for example, in the firing of lignite-fired steam generators.
  • first combustion zone of the boiler there are several in the first combustion zone of the boiler, which is the first combustion zone St ⁇ ubbrenner usually arranged one above the other.
  • the afterburning of carbon monoxide is carried out by the addition of so-called burnout in a first and second Ausbrandebene above the burner assembly.
  • both the oxygen content in the flue gas and the carbon monoxide in the flue gas are measured.
  • the oxygen content in the flue gas is a measure of the amount of flue gas, the carbon monoxide content in the flue gas should not exceed certain limits.
  • Control deposited air curve controlled, with the required air volume was based on the fire performance of the boiler shown on the air curve.
  • the invention is therefore based on the object to improve a method of the type mentioned in terms of control stability.
  • the method according to the invention is intended to enable a mode of operation of the steam generator with as constant a quantity of flue gas as possible.
  • V ⁇ PA ⁇ APB_268_S07-003-0.doc
  • the object underlying the invention is achieved by a method of the type mentioned above, which is characterized in that a control of the combustion air supply in dependence of the NOx and / or CO content in the flue gas takes place such that initially a variation of the air supply between the different combustion zones is made at about constant air flow.
  • the invention can be summarized to the effect that according to the invention an inner control and an external control of NOx and / or CO are provided, which interlock so that initially in NOx / CO fluctuations / deviations a variation of the air supply between the individual combustion zones as far as possible constant amount of air is made.
  • the total air requirement of the steam generator is also determined based on the required amount of fuel and the calorific value of the fuels.
  • the variation of the air supply via at least three combustion zones connected in series in the flue gas flow direction takes place.
  • the air supply of a combustion zone upstream in the flow direction of the flue gas is reduced and the air supply of the last combustion zone in the flue gas flow direction is correspondingly increased.
  • V ⁇ PA ⁇ APB_268_S07-003-0.doc Starting from at least three combustion zones thus results in a kind K ⁇ sk ⁇ denregelung.
  • the air supply of the first combustion zone in the first flue gas flow direction is preferably first increased and the air supply of the last combustion zone in the flue gas flow direction is correspondingly reduced.
  • the air supply of the next upstream combustion zone can be increased. Conversely, if necessary, the air supply of the next upstream combustion zone can be reduced.
  • the quantity of air supplied to each combustion zone is determined as a function of an air ratio ( ⁇ number) predetermined for each combustion zone.
  • the air ratio of each combustion zone can be specified, for example, as a function of the fire power / load.
  • Particularly preferred is a variant of the method in which for the last combustion zone by means of the air ratio of this combustion zone by means of a fuel-specific air requirement and the fuel mass flow of the total air demand of the furnace is determined.
  • the oxygen content in the flue gas behind the furnace is calculated on the basis of the air ratio predetermined for the last combustion zone.
  • the calculated oxygen content can be used as a setpoint for an external control of the total air volume.
  • V ⁇ PA ⁇ APB_268_S07-003-0.doc This is particularly advantageous because the deposit of desired value curves for the oxygen content of the flue gas over different load states of the furnace is dispensable.
  • the external control of the total amount of air is done by comparing a measured oxygen content behind the boiler with a calculated oxygen content, which, as will be explained below, results exclusively from the air ratio predefined for the last combustion zone.
  • the fuel-specific air requirement is expediently determined by continuous fuel analysis.
  • the invention further relates to a method for controlling a lignite-fired boiler according to claim 1, wherein the fuel and at least a first partial flow of the combustion air are supplied in a burner level as a first Ausbrandebene a combustion chamber and at least one further partial flow of the combustion air as Ausbrandluft downstream in the flue gas flow direction is added in at least one downstream Ausbrandebene.
  • Each of the burnout levels including the burner level form one
  • Combustion zone wherein a variation of the air supply via at least three Ausbrandebenen including the burner level.
  • the burner level forms the first Ausbrandebene of the boiler, where there are several dust burner mostly stacked.
  • this area of the boiler is referred to as the burner level or first burn-out level, but strictly geometrically, it is not a level but the bottom of the fire rim of the boiler.
  • control scheme of the present invention may apply to any firing of fossil fuels with staged air supply, and that the type of fuel burned for the process is generally not limitative. That's the way it is
  • V ⁇ PA ⁇ APB_268_S07-003-0.doc
  • FIG. 1 shows a graphic illustration of the effects of the control scheme on which the invention is based
  • FIG. 1 a graphical representation of the steam generator supplied
  • Figure 3 is a circuit diagram of an air control on a steam generator according to the invention.
  • the method according to the invention is explained below using the example of a control of the combustion air supply of a lignite-fired steam generator, wherein the lignite is blown into the boiler via dust burners with the primary air supplied to the dust burners in the burner level and burned there. Furthermore, air is supplied to the combustion process via the secondary air allocation of the burners and via burnout air supplied downstream of the flue gas flow.
  • coal quality often varies greatly. Some coals are rich in alkalis, alkalis are known to be slag formers.
  • a stoichiometric mode of operation of the furnace is critical for compliance with the CO limit values and additionally promotes the formation of solid caking contaminants.
  • V ⁇ PA ⁇ APB 268 S07-003-0.doc Determined Brennstoffm ⁇ ssenstrom and the Brennstoffqu ⁇ ltician used and on the other hand is controlled in dependence on the NOx and CO emissions of the steam generator. Initially, in an internal control, which is illustrated below, depending on the measured NOx / CO emissions, a variation of the air supply within the different burnout levels is made. The aim of this regulation is, within certain limits, to keep the total amount of air supplied to the steam generator as constant as possible for a given amount of fire.
  • an air-fuel ratio curve is stored for each burn-out level (reference to the upper diagram in FIG. H. set the desired air ratio as a function of the fire power.
  • the air requirement of the individual burn-out level is calculated from the air ratio based on the amount of fire produced.
  • Figure 2 suggestively, is based on the air ratio of the last Ausbrandebene (air ratio ABL 2) and a fuel-specific
  • a NOx regulator is provided behind the boiler, which reduces the secondary air at the burners when a predetermined NOx target value is exceeded and the reduced secondary air quantity of the burnout air 2 strikes.
  • a predetermined CO target value is exceeded, the amount of burnout air from ABL 2 is gradually reduced in the direction of the burner, possibly while maintaining the NOx target value, wherein the reduced amount of air in ABL 2 is added to the secondary air flow of the burner.
  • the required amount of air determined on the respective burn-out level is determined in each case as the total amount of air with deduction of the already supplied air quantity.
  • the setpoint for the burnout air 1 results from the stored air ratio for the burnout air 1, wherein the amount of air already supplied up to this level (essentially the amount of burner air) is deducted from the calculated value.
  • the calculated value is used as the setpoint for the external control of the total volume of air behind the boiler, the oxygen content being a measure of the total amount of flue gas emitted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reglung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeuger, wobei die Verbrennungsluft stufenweise in verschiedenen Verbrennungszonen zugegeben wird. Die Erfindung sieht vor, dass eine Regelung der Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit des NOx- und/oder CO-Gehaltes im Rauchgas derart erfolgt, dass zunächst eine Variation der Luftzufuhr zwischen den verschiedenen Verbrennungszonen bei etwa konstanter Luftmenge vorgenommen wird. Dieser Regelung ist eine äußere Regelung der Gesamtluftmenge aufgeschaltet.

Description

Verfahren zur Regelung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeuger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reglung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeuger, wobei die Verbrennungsluft stufenweise in mehreren in Rauchgasströmungsrichtung hintereinander angeordneten Verbrennungszonen zugegeben wird und wobei die Verbrennungsluftzufuhr auch in Abhängigkeit der Brennstoffmenge bemessen wird.
Eine solche gestufte Luftzufuhr ist beispielsweise bei der Befeuerung von mit Braunkohlenstaub betriebenen Dampferzeugern bekannt.
Bei der Verbrennung von festen körnigen Brennstoffen, wie beispielsweise Braunkohle sind in jedem Falle Grenzwerte für den Ausstoß an Stickoxiden und Kohlenmonoxid einzuhalten. Schließlich ist die Feuerung unter
Wirkungsgradgesichtspunkten zu optimieren, d. h. dass der Brennstoffverbrauch und der CO2-Ausstoß so gering wie möglich sein sollten.
Es ist bekannt, dass bei überstöchiometrischer Fahrweise des Kessels Stickoxide anfallen, bei einer entsprechend reduzierten Luftmenge jedoch Kohlenmonoxid entsteht. Sowohl Stickoxide als auch Kohlenmonoxid im Abgas sind nicht wünschenswert.
Aus diesem Grund wird seit geraumer Zeit eine Luftregelung für Feuerungen mit gestufter Zugabe praktiziert, d. h. dass in einer in Rauchgasströmungsrichtung ersten Verbrennungszone etwas weniger Luft zugegeben wird, um die Stickoxidbildung zu verhindern. Hierdurch entstehendes Kohlenmonoxid wird durch die Zugabe von Verbrennungsluft in wenigstens einer nachgeschalteten Verbrennungszone nachverbrannt.
Bei mit Braunkohlenstaub betriebenen Dampferzeugern sind in der ersten Ausbrandebene des Kessels, der die erste Verbrennungszone darstellt, mehrere Stαubbrenner zumeist übereinander angeordnet. Die Nachverbrennung von Kohlenmonoxid erfolgt durch die Zugabe von sogenannten Ausbrandlüften in einer ersten und zweiten Ausbrandebene oberhalb der Brenneranordnung.
Hinter dem Kessel werden sowohl der Sauerstoffanteil im Rauchgas als auch der Kohlenmonoxidanteil im Rauchgas gemessen. Der Sauerstoffgehalt im Rauchgas ist ein Maß für die Rauchgasmenge, der Kohlenmonoxidgehalt im Rauchgas soll gewisse Grenzwerte nicht überschreiten.
Bei ansteigendem Kohlenmonoxidanteil im Rauchgas wird bisher üblicherweise so verfahren, dass die dem Kessel zugeführte Gesamtluftmenge erhöht wird. Dies erfolgte bisher gleichmäßig an allen Luftzuführungen, d. h. die Brennerluft und die Ausbrandlüfte wurden gleichmäßig erhöht. Hierdurch steigt die Rauchgasmenge, die von dem Dampferzeuger insgesamt emittiert wird, an. Dies ist insbesondere wegen des dadurch veränderten konvektiven Wärmeübergangs an den Nachschaltheizflächen nicht wünschenswert. Eine Veränderung der Rauchgasmenge zieht immer Wirkungsgradschwankungen nach sich.
Bei der bisher praktizierten Regelung der Verbrennungsluftzufuhr wurde jeder Lufteintrag in den Kessel über eine für den entsprechenden Lufteintrag in einer
Regelung hinterlegte Luftkurve gesteuert, wobei über die Luftkurve jeweils die benötigte Luftmenge bezogen auf die Feuerleistung des Kessels abgebildet war.
Die Luftkurven standen zwar in einem verfahrenstechnischen Zusammenhang zueinander, wurden jedoch im Allgemeinen isoliert verarbeitet. Bei einer Anpassung der Luftkurven aufgrund von geänderten Feuerungsbedingungen mussten daher alle Einstellungen neu berechnet und eingegeben werden. Dies ist insbesondere regelungstechnisch aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art hinsichtlich der Regelstabilität zu verbessern. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verfahren eine Fahrweise des Dampferzeugers mit einer möglichst konstanten Rauchgasmenge ermöglichen.
V:\PA\APB_268_S07-003-0.doc Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, dass eine Regelung der Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit des NOx- und/oder CO-Gehalts im Rauchgas derart erfolgt, dass zunächst eine Variation der Luftzufuhr zwischen den verschiedenen Verbrennungszonen bei etwa konstanter Luftmenge vorgenommen wird.
Die Erfindung lässt sich dahingehend zusammenfassen, dass erfindungsgemäß eine innere Regelung sowie eine äußere Regelung von NOx und/oder CO vorgesehen sind, die so ineinander greifen, dass zunächst bei NOx/CO- Schwankungen/Abweichungen eine Variation der Luftzufuhr zwischen den einzelnen Verbrennungszonen bei weitestgehend konstanter Luftmenge vorgenommen wird.
Kann unter diesen Voraussetzungen ein maximal zulässiger CO-Wert beispielsweise nicht eingehalten werden, so greift eine äußere Regelung ein, die die Gesamtluftmenge des Dampferzeugers anpasst.
Auf diese Art und Weise kann eine Regelung verwirklicht werden, die insbesondere unanfällig für Regelschwingungen ist.
Selbstverständlich wird der Gesamtluftbedarf des Dampferzeugers auch anhand der benötigten Brennstoffmenge und des Heizwertes der Brennstoffe ermittelt.
Vorzugsweise erfolgt die Variation der Luftzufuhr über wenigstens drei in Rauchgasströmungsrichtung hintereinander geschaltete Verbrennungszonen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei Überschreiten eines NOx-Grenzwertes die Luftzufuhr einer in Strömungsrichtung des Rauchgases stromaufwärts ersten Verbrennungszone verringert wird und die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Verbrennungszone entsprechend erhöht wird.
V:\PA\APB_268_S07-003-0.doc Ausgehend von wenigstens drei Verbrennungszonen ergibt sich somit eine Art Kαskαdenregelung.
Bei Überschreiten eines CO-Grenzwertes wird vorzugsweise zunächst die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung ersten Verbrennungszone erhöht und die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Verbrennungszone entsprechend verringert.
Bei Überschreiten einer gegebenen Luftmenge der letzten Verbrennungszone kann die Luftzufuhr der nächsten stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone erhöht werden. Umgekehrt kann bedarfsweise die Luftzufuhr der nächsten stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone verringert werden.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die jeder Verbrennungszone zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit einer für jede Verbrennungszone vorgegebenen Luftzahl (λ-Zahl) ermittelt wird. Die Luftzahl jeder Verbrennungszone kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Feuerleistung/Last vorgegeben werden.
Besonders bevorzugt ist eine Variante des Verfahrens, bei welcher für die letzte Verbrennungszone mittels der Luftzahl dieser Verbrennungszone mittels eines brennstoffspezifischen Luftbedarfs und dem Brennstoffmassenstrom der Gesamtluftbedarf der Feuerung ermittelt wird.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass anhand der für die letzte Verbrennungszone vorgegebenen Luftzahl der Sauerstoffgehalt im Rauchgas hinter der Feuerung errechnet wird.
Der so errechnete Sauerstoffgehalt kann als Sollwert für eine äußere Regelung der Gesamtluftmenge verwendet werden.
V:\PA\APB_268_S07-003-0.doc Dies ist insbesondere deshalb besonders vorteilhaft, da so die Hinterlegung von Sollwertkurven für den Sauerstoffgehalt des Rauchgases über verschiedene Lastzustände der Feuerung entbehrlich ist. Die äußere Regelung der Gesamtluftmenge erfolgt über den Vergleich eines gemessenen Sauerstoffgehalts hinter dem Kessel mit einem errechneten Sauerstoffgehalt, der sich, wie nachstehend noch erläutert wird, ausschließlich aus der für die letzte Verbrennungszone vorgebebenen Luftzahl ergibt.
Zweckmäßigerweise wird der brennstoffspezifische Luftbedarf durch fortlaufende Brennstoffanalyse ermittelt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Regelung an einem mit Braunkohle befeuerten Kessel nach Anspruch 1 , wobei der Brennstoff und wenigstens ein erster Teilstrom der Verbrennungsluft in einer Brennerebene als erste Ausbrandebene einer Brennkammer zugeführt werden und wenigstens ein weiterer Teilstrom der Verbrennungsluft als Ausbrandluft in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts in wenigstens einer nachgeschalteten Ausbrandebene zugegeben wird.
Jede der Ausbrandebenen einschließlich der Brennerebene bilden eine
Verbrennungszone, wobei eine Variation der Luftzufuhr über wenigstens drei Ausbrandebenen einschließlich der Brennerebene erfolgt. Die Brennerebene bildet die erste Ausbrandebene des Kessels, wobei dort mehrere Staubbrenner zumeist übereinander angeordnet sind. Der Einfachheit halber wird dieser Bereich des Kessels als Brennerebene oder erste Ausbrandebene bezeichnet, streng geometrisch betrachtet handelt es sich aber nicht um eine Ebene, sondern um den unteren Bereich des Feuerrands des Kessels.
Die Erfindung ist für den Fachmann ohne Weiteres so zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Regelschema auf jede Feuerung von fossilen Brennstoffen mit gestufter Luftzufuhr Anwendung finden kann und dass die Art des verfeuerten Brennstoffs für das Verfahren grundsätzlich nicht beschränkend ist. So ist es
V:\PA\APB_268_S07-003-0.doc beispielsweise bei der Befeuerung von Dampferzeugern mit Steinkohle bekannt, eine Luftstufung bereits innerhalb der Brenner vorzunehmen. Auch bei einer solchen gestuften Luftzufuhr ist es Ziel, sowohl den NOx-Ausstoß als auch den CO- Ausstoß zu minimieren; auch dort gilt es, die Regelstabilität der gestuften Luftzugabe in Hinblick auf Wirkungsgradschwankungen des Dampferzeugers zu verbessern.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Darstellungen erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 : eine graphische Veranschaulichung der Auswirkungen des der Erfindung zugrunde liegenden Regelschemas,
Figur 2: eine graphische Darstellung des dem Dampferzeuger zugeführten
Luftmassenstroms und
Figur 3: ein Schaltbild einer Luftregelung an einem Dampferzeuger gemäß der Erfindung.
Nachstehend wird das Verfahren gemäß der Erfindung am Beispiel einer Regelung der Verbrennungsluftzufuhr eines mit Braunkohle befeuerten Dampferzeugers erläutert, wobei die Braunkohle über Staubbrenner mit der den Staubbrennern zugeführten Primärluft in der Brennerebene in den Kessel eingeblasen und dort verbrannt wird. Weiterhin wird dem Verbrennungsvorgang Luft über die Sekundärluftzuteilung der Brenner und über stromabwärts bezogen auf den Rauchgasstrom zugeführte Ausbrandlüfte zugeführt.
In dem Kessel des Dampferzeugers sind üblicherweise mehrere Brenner gruppenweise, zumeist übereinander angeordnet. Die Verbrennung findet unmittelbar im Bereich der Brennerflammen sowie auch oberhalb der in den Kessel hineinreichenden Brennerflammen statt. Der Feuerraum des Kessels wird in drei
V:\PAWB_268_S07-003-0.doc Ausbrαndebenen unterteilt, wobei die Brennerebene eine erste Ausbrαndebene bildet, eine zweite Ausbrαndebene durch eine Ausbrαndluftzufuhr 1 (ABL 1) und eine dritte Ausbrαndebene durch eine Ausbrαndluftzufuhr 2 (ABL 2) definiert wird.
Bei Dampferzeugern, die mit Braunkohlenstaub betrieben werden, unterliegt die Kohlenqualität häufig starken Schwankungen. Manche Kohlen sind alkalienreich, Alkalien sind bekanntlich Schlackebildner.
In Versuchen hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung bestimmter Einsatzkohlen eine Anhebung der Luftzahl oberhalb der Brennerebene vorteilhaft für das Verschmutzungsverhalten in der Brennkammer und der heißliegenden Nachschaltheizflächen ist. Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Luftzahl von λ = 1 ,05 oberhalb der Brennerebene als günstig für das Verschmutzungsverhalten und die hieraus resultierende Reisezeit des Dampferzeugers erwiesen.
Bekanntlich ist eine leicht überstöchiometrische Fahrweise der Brenner (λ = 1 ,05) in Bezug auf die Einhaltung der zulässigen N Ox- Grenzwerte kritisch. Eine unterstöchiometrische Fahrweise der Feuerung hingegen ist für die Einhaltung der CO-Grenzwerte kritisch und fördert zusätzlich die Bildung von festen anbackenden Verschmutzungen.
Aus diesem Grunde ist es bekannt, wie eingangs bereits beschrieben, die für die Verbrennung benötigte Luftmenge gestuft zuzugeben, wobei ein Teilstrom der Verbrennungsluft mit der Primär- und Sekundärluft der Brenner der Feuerung zugeführt wird, ein weiterer Teilstrom der Verbrennungsluft als Ausbrandluft 1 in der oberhalb der Brennerebene angeordneten Ausbrandebene und ein weiterer Teilstrom stromabwärts der Rauchgasströmung als Ausbrandluft 2 in der dritten Ausbrandebene dem Verbrennungsraum zugeführt wird.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Gesamtmenge der dem Dampferzeuger zuzuführenden Luft einerseits in Abhängigkeit von
V:\PA\APB 268 S07-003-0.doc Brennstoffmαssenstrom und der eingesetzten Brennstoffquαlität ermittelt und anderseits in Abhängigkeit vom NOx- und CO-Ausstoß des Dampferzeugers geregelt wird. Dabei wird zunächst bei einer inneren Regelung, die nachstehend veranschaulicht wird, in Abhängigkeit der gemessenen NOx/CO-Emissionen eine Variation der Luftzufuhr innerhalb der verschiedenen Ausbrandebenen vorgenommen. Ziel dieser Regelung ist es, innerhalb gewisser Grenzen, die dem Dampferzeuger zugeführte Gesamtluftmenge bei einer bestimmten Feuerleistung möglichst konstant zu halten.
In der Regelung wird dabei für jede Ausbrandebene (Bezugnahme auf das obere Diagramm in Figur 1 ) eine Luftzahlkurve hinterlegt, d. h. die gewünschte Luftzahl in Abhängigkeit der Feuerleistung festgelegt. Aus der Luftzahl bezogen auf die gefahrene Feuerleistung ergibt sich der Luftbedarf der einzelnen Ausbrandebene. Wie dies in Figur 2 andeutungsweise dargestellt ist, wird anhand der Luftzahl der letzten Ausbrandebene (Luftzahl ABL 2) und eines brennstoffspezifischen
Luftbetrages sowie dem Brennstoffmassenstrom eine Gesamtluftmenge Ende Feuerraum ermittelt.
Erfindungsgemäß ist ein NOx-Regler hinter dem Kessel vorgesehen, der bei Überschreiten eines vorgegebenen NOx-Sollwertes die Sekundärluft an den Brennern verringert und die verringerte Sekundärluftmenge der Ausbrandluft 2 zuschlägt. Bei Überschreiten eines vorgegebenen CO-Sollwertes wird die Ausbrandluftmenge von ABL 2 in Richtung auf den Brenner stufenweise verringert, möglichst unter Einhaltung des NOx-Sollwertes, wobei die bei ABL 2 verringerte Luftmenge dem Sekundärluftstrom des Brenners zugegeben wird.
Bei der erfindungsgemäßen Regelung ist vorgesehen, dass die auf der jeweiligen Ausbrandebene ermittelte erforderliche Luftmenge jeweils als Gesamtluftmenge unter Abzug der bereits zugeführten Luftmenge ermittelt wird. Der Sollwert für die Ausbrandluft 1 ergibt sich dabei aus der hinterlegten Luftzahl für die Ausbrandluft 1 , wobei von dem errechneten Wert die bis zu dieser Ebene bereits zugeführte Luftmenge (im Wesentlichen die Brennerluftmenge) abgezogen wird. Ahnlich
V:\PA\APB_268_S07-003-0.doc erfolgt die Berechnung für die Ausbrαndluft 2. Hier wird von der errechneten Gesαmtluftmenge die Ausbrαndluft 1 und die Brennerluftmenge abgezogen.
Aus der für die letzte Ausbrandebene vorgegebenen Luftzahl wird anhand der Formel O2 = 21 -21 :λ der Sauerstoffgehalt berechnet. Der berechnete Wert wird als Sollwert für die äußere Regelung der Gesamtluftmenge hinter dem Kessel verwendet, wobei der Sauerstoffgehalt ein Maß für die insgesamt emittierte Rauchgasmenge ist. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, aus der errechneten Luftzahl für die letzte Ausbrandebene über die zuvor genannte Formel einen Sollwert für den Sauerstoffgehalt des Rauchgases zu ermitteln, wird die
Hinterlegung von Sollwertkurven für den Sauerstoffgehalt des Rauchgases in Abhängigkeit von der Feuerungsleistung des Kessels entbehrlich. Der betreffende Wert ist in dem Regelschema in Figur 3 als Funktionsgeber f(x) dargestellt, welcher wiederum in der Formel 21 -21 :f(x) abgebildet ist. In dem in Figur 3 dargestellten Regelschema bedeuten: X = Multiplizierfunktion, Σ = Summierfunktion, f(x) = Funktionsgeber und PI = Pl-Regler (proportional/integrativ).
V:\PA\APB_268_S07-003-0.doc

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Reglung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeuger, wobei die Verbrennungsluft stufenweise in mehreren in Rauchgasströmungsrichtung hintereinander angeordneten Verbrennungszonen zugegeben wird und wobei die Verbrennungsluftzufuhr auch in Abhängigkeit der Brennstoffmenge bemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung der Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit des NOx- oder CO-Gehaltes im
Rauchgas derart erfolgt, dass zunächst eine Variation der Luftzufuhr zwischen den verschiedenen Verbrennungszonen bei etwa konstanter Luftmenge vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der Luftzufuhr über wenigstens drei verschiedene Verbrennungszonen erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines NOx-Grenzwertes die Luftzufuhr einer in Rauchgasströmungsrichtung ersten Verbrennungszone verringert wird und die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Verbrennungszone entsprechend erhöht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines CO-Grenzwertes die Luftzufuhr der in
Rauchgasströmungsrichtung ersten Verbrennungszone erhöht wird und die Luftzufuhr der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Verbrennungszone entsprechend verringert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei
Überschreiten einer gegebenen Luftmenge in der letzten Verbrennungszone
V:\PA\APB_268_S07-003-0.doc die Luftzufuhr der nächsten stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch A1 dadurch gekennzeichnet, dass bedarfsweise die Luftzufuhr in der nächsten stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone verringert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeder Verbrennungszone zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit einer für jede Verbrennungszone vorzugebende Luftzahl (λ-Zahl) ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzahl jeder Verbrennungszone in Abhängigkeit der Feuerleistung vorgegeben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die letzte Verbrennungszone mittels der Luftzahl dieser Verbrennungszone, mittels einem brennstoffspezifischen Luftbedarf und mittels dem Brennstoffmassenstrom der Gesamtluftbedarf der Feuerung ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der für die letzte Verbrennungszone vorgegebenen Luftzahl der Sauerstoffgehalt im Rauchgas hinter der Feuerung errechnet wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der errechnete Sauerstoffgehalt des Rauchgases hinter der Feuerung als Sollwert für eine äußere Regelung der Gesamtluftmenge verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Sauerstoffgehalt des Rauchgases als Istwert für die Regelung der Gesamtluftmenge verwendet wird.
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13. Verfahren zur Regelung der Verbrennungsluftzufuhr an einem mit
Braunkohle befeuerten Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff und wenigstens ein erster Teilstrom der Verbrennungsluft in einer Brennerebene als erste
Ausbrandebene einer Brennkammer zugeführt werden und wenigstens ein weiterer Teilstrom der Verbrennungsluft als Ausbrandluft in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts in wenigstens einer, vorzugsweise zwei nachgeschalteten Ausbrandebenen, zugegeben wird.
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