非冷凝锅炉效率最大化的方法技术

提供了一种在最大非冷凝效率下运行非冷凝锅炉的方法，尤其是一种运行非冷凝锅炉的方法，能为燃烧器的燃烧提供适量的过量空气，避免因在换热器上产生冷凝水而损坏换热器，并能有效地提高热效率。该方法包括步骤：感应进入换热器的交换水的温度和从换热器中排出的供给水的温度，从该两个温度计算平均温度以利用存储于控制器中的信息来获得ＣＯ的最大浓度；利用依赖于所用燃料而选择的燃烧方程，由ＣＯ的最大浓度计算出过量空气系数（λ）；由燃烧特性曲线检查过量空气系数（λ）是否在稳定燃烧区域内；当过量空气系数（λ）在稳定燃烧区域中时，设定该过量空气系数为控制目标值，且当过量空气系数（λ）小于稳定燃烧区域的下限时，设定稳定燃烧区域中的最小过量空气系数为控制目标值；基于所设定的过量空气系数计算与当前燃料消耗量相适合的空气流量目标值；并执行关于空气流量目标值和从空气流量传感器输入的值的反馈控制。应用这种结构，在非冷凝锅炉运行时不会发生冷凝，因此，锅炉耐用性提高，且在低制造成本下容易地加以组装，结构紧凑，并能在非冷凝条件下获得最大的热效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在最大非冷凝效率下运行非冷凝锅炉的方法，尤其是涉及 一种运行非冷凝锅炉的方法，其中可为燃烧器的稳定燃烧供入适当量的过量空 气，并防止由燃料燃烧所形成的水蒸汽在锅炉的换热器上冷凝而损坏换热器， 因而有效地提高热效率。
技术介绍
主要用于普通住宅取暖和热水供应的锅炉，根据所用燃料的种类可分成燃气锅炉和燃油锅炉。燃气锅炉有时釆用液化石油气体(LPG)作为燃料，但是 大多数使用液化天然气(LNG)，液化天然气是一种能减小空气污染的清洁燃料， 因为它和用于燃油锅炉的轻油和煤油相比，几乎不含硫(S)成分。根据换热器的类型，可将锅炉分为冷凝式锅炉和非冷凝锅炉。在通常使用 燃气或燃油作为燃料的锅炉中，为提高热效率已经作了多方面的研究。因此， 最近已经研发了一种冷凝式锅炉，其利用了包含在废气中的燃烧产物即水蒸气 (H20)的冷凝潜热。冷凝式换热器利用回收冷凝潜热的原理来起到减小辐射热损失的作用，并 配有使用燃烧器的燃烧热直接加热水的显热换热器和使用经过显热换热器的废 气潜热加热水的潜热换热器。因此，冷凝式换热器能将废气温度降低到露点温 度之下以吸收废气中的冷凝潜热，从而提高了热效率。然而在冷凝换热器中，由于PH值约在2-4的酸液以及燃烧热而发生腐蚀， 该酸液是由冷凝过程中产生的湿气与废气中的硫氧化物(燃油的情况下)或氮 氧化物(燃气的情况下)反应生成的。防止这种腐蚀常常是一个问题。为了解 决这个问题，在大多数冷凝式换热器中，都已将特种不锈钢、铝合金等制成的铸件用于组成换热器的换热叶片、换热管等等。不过，这些冷凝式换热器难以 制造，而且尺寸大、重量重，因而使制造成本高。因此，这些因素对实现换热 器的简单装配有相当大的限制。同冷凝式锅炉的换热器相比，非冷凝锅炉中只具有显热换热器，因此，它 的制造成本相对要低，且容易装配，结构紧凑。然而，严格地防止水汽冷凝绝 对是必要的。和基于废气中的水汽冷凝的冷凝式锅炉不同，普通锅炉的换热器通常由例 如铜(Cu)、普通不锈钢或者类似材料制成。当冷凝水与这种材料制造的换热 器接触时，会发生严重的腐蚀，这样会降低热交换的效率，并最终导致换热器 失去功能。因此，需要有一种在最大热效率下且无冷凝运行非冷凝锅炉的方法。
技术实现思路
相应地，为了解决现有技术中出现的上述问题而完成了本专利技术，本专利技术的 目的是提供一种运行非冷凝锅炉的方法，能为燃烧器的燃烧供入适量的过量空 气，避免通过使在燃料燃烧中所形成的水蒸汽在锅炉的换热器上冷凝而损坏换 热器，并能有效地提高热效率。根据本专利技术， 一种在最大非冷凝效率下运行非冷凝锅炉的方法包括步骤 用传感器感应进入非冷凝锅炉换热器的交换水的温度和从换热器中排出的供给 水温度，将感应到的温度传送给控制器，在控制器中计算交换水的温度和供给水的温度的平均温度；根据显示依赖于预先输入到控制器中的C02浓度的露点温度的信息，由所计算出的平均温度来计算C02的最大浓度；基于由所用燃料 所决定的燃烧方程，由C02的最大浓度计算出过量空气系数(X);当计算出过 量空气系数(X)时，由所计算出的过量空气系数设定过量空气系数(X)的控 制目标值；当设定好过量空气系数()J的控制目标值时，由所设定的控制目标 值计算适合于目前燃料消耗量的空气流量目标值；执行来自空气流量目标值和 从空气流量传感器输入的值的反馈控制，并提供比空气流量目标值更大的空气量。进一步，设定过量空气系数(X)的控制目标值的步骤可包括步骤根据预 先输入到控制器中的过量空气系数(人)和一氧化碳(CO)之间的关系信息来 确定由co2的最大浓度所计算出的过量空气系数(X)是否处在稳定燃烧区域 中。此外，在确定由co2的最大浓度所计算出的过量空气系数(X)是否处于 稳定燃烧区域之后，当过量空气系数(人)处于稳定燃烧区域时，可以将该过量 空气系数设定为控制目标值，并且当过量空气系数(X)小于稳定燃烧区域的下 限时，可以将稳定燃烧区域中的最小过量空气系数设定为控制目标值。用这种结构，在非冷凝锅炉运行中不会发生冷凝，因此，锅炉可以延长耐 用性，且在低制造成本下容易地加以组装，结构紧凑，并在非冷凝条件下可获 得最大的热效率。附图说明图1显示了根据本专利技术示例性实施方式的燃烧特性曲线图(过量空气系数 与一氧化碳(CO)之间的图解关系)；和图2是根据本专利技术示例性实施方式绘制的C02浓度和露点温度之间关系的 曲线图。具体实施例方式下面将参照附图对本专利技术的示例性实施方式进行详细说明。在附图简述中，图1显示了根据本专利技术示例性实施方式的燃烧特性曲线(过 量空气系数与一氧化碳(CO)之间的图解关系)，图2是根据本专利技术示例性实 施方式的绘制co2浓度和露点温度之间关系的曲线图。图1显示了燃烧器稳定燃烧(即当不稳定燃烧产生的CO量为最小时的燃 烧)所需的过量空气系数范围。参照图2，假设使用燃油燃料。当C02量为10.5 vor/。时，冷凝水在大约43。C形成。当减少过量的空气且废气中的C02量达到13.5 vor/。时，冷凝水在 大约47'C形成。因此，由于冷凝水所产生的湿气同废气中的硫氧化物(燃油的 情况下)或者氮氧化物(燃气的情况下)反应生成pH值约为2-4的酸性液体， 增加换热器被腐蚀的可能性。可以形成冷凝水的温度，即43。C或47t:，是相对的。当锅炉运行中循环水 达到48°C，当废气中CCb达到13.5 vor/。时形成冷凝水，但当它达到10.5 vol %时不会形成冷凝水。当锅炉运行中循环水达到4(TC时，废气中C02达到13.5 vor/。或10.5 vol%时都会形成冷凝水。另一方面，假设使用燃气燃料。当C02达到6 vol。/。时，冷凝水在大约45 。C形成。当减少过量的空气且废气中C02达到10.5 vol。/。时，冷凝水在大约57 。C形成。因此，由于冷凝水所产生的湿汽同废气中的氮氧化物反应生成pH值 约为2-4的酸性液体，增加换热器被腐蚀的可能性。可以形成冷凝水的温度，即45。C或57'C,是相对的。当锅炉运行中的循环 水达到60。C，在废气中C02达到6vol。/。或10.5 vor/。时，不会形成冷凝水。当 锅炉运行中的循环水达到5(TC时，废气中C02达到10.5 vor/。时形成冷凝水， 而废气中C02达到6 vol。/。时不会形成冷凝水。当锅炉运行中的循环水为4(TC 时，当废气中C02达到6vol。/。或10.5vor/。时都会形成冷凝水。下面将参照每个附图对运行非冷凝锅炉的方法进行详细说明。在除冷凝锅炉以外的普通锅炉中，为了提高热效率，应该将通过废气的热 损失降到最低。为了实现该目的，供入到燃烧器中的空气量应该尽可能的低。 换句话说，当供入超过必要量的更多空气时，燃烧后剩下的残余空气以废气形 式排到外面，从而增加了热损失。因此，供入超过必要量的大量空气并不能增 加热效率，反而起到了反作用。同时，燃料的理想、完全燃烧所需的精确的空气(氧气)量，可使用完全 燃烧方程式来计算得出。这在理想燃烧条件下是可能的。实际上，为了实施燃 烧，需要供入比完全燃烧所需的空气更多的空气。过量空气系数(^=实际空气 量/理论空气量)与燃烧特性之间的关系取决于燃烧器类型，但是这种关系通常如图l所示。参照图1可以看出，过量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在最大非冷凝效率下运行非冷凝锅炉的方法，该方法包括步骤：通过传感器感应进入非冷凝锅炉换热器的交换水的温度和从换热器中排出的供给水温度，将感应到的温度传送给控制器，在控制器中由交换水的温度和供给水的温度计算出平均温度；根据 表示预先输入到控制器中的ＣＯ↓［２］浓度和露点温度的关系的信息，由计算出的平均温度计算ＣＯ↓［２］最大浓度；利用依靠所用燃料选择的燃烧方程，由ＣＯ↓［２］最大浓度计算过量空气系数（λ）；当计算出过量空气系数（λ）时，由计算出 来的过量空气系数设定过量空气系数（λ）的控制目标值；当设定好过量空气系数（λ）的控制目标值时，由所设定的控制目标值计算适合于当前燃料消耗量的空气流量目标值；和执行关于空气流量目标值和从空气流量传感器输入的值的反馈控制，并且供 入大于空气流量目标值的空气量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵泰植，
申请(专利权)人：株庆东NETWORK，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]