Metodo y aparato de control del suministro de oxígeno en una caldera.
Un método de control del suministro de oxígeno en una caldera,
en donde, para las cajas de viento (2a, 2b)dispuestas a izquierda y derecha del cuerpo de caldera (1), se suministra oxígeno a los lados izquierdo y derecho,siendo controlados los volúmenes de suministro de oxígeno respectivamente, y se introduce gas de escape en loslados izquierdo y derecho, siendo controlados los caudales de gas de escape respectivamente; que comprende:controlar el equilibrio del suministro de oxígeno mediante el ajuste de los volúmenes de suministro deoxígeno izquierdo y derecho, de acuerdo con el caudal de suministro de oxígeno y las concentraciones deoxígeno izquierda y derecha medidas realmente cuando se controlan los volúmenes de suministro deoxígeno; y
controlar los caudales de gas de escape mediante corregir el valor de consigna (30) del caudal de gas deescape correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a; 29b), de acuerdo con el valor deconsigna (32) de la concentración de oxígeno correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a;29b), los caudales de gas de escape izquierdo y derecho medidos realmente y las concentraciones deoxígeno izquierda y derecha medidas realmente, y ajustar las introducciones de gas de escape izquierda yderecha cuando se controlan los caudales de gas de escape.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/000470.
Solicitante: IHI CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 1-1, Toyosu 3-chome Koto-ku Tokyo 135-8710.
Inventor/es: SATO, MASAMI, YAMADA, TOSHIHIKO, UCHIDA,TERUTOSHI.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F22B35/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F22 PRODUCCION DE VAPOR. › F22B METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR (conjuntos funcionales de las máquinas de vapor en las que predominan los aspectos motores F01K; retirada de los productos o residuos de combustión, p. ej. limpieza de las superficies contaminadas por combustión de tubos y quemadores, F23J 3/00; sistemas de calefacción central doméstica que emplea vapor F24D; intercambio de calor o transferencia de calor en general F28; producción de vapor en los núcleos de los reactores nucleares G21). › Sistemas de control para calderas de vapor (control o regulación de las instalaciones de centrales de vapor F01K 7/00; para regular la alimentación de agua F22D; para controlar la temperatura de sobrecalentamiento F22G 5/00; control de combustión F23N).
- F23C9/00 F […] › F23 APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION. › F23C PROCEDIMIENTOS O APARATOS DE COMBUSTION QUE UTILIZAN COMBUSTIBLES FLUIDOS O COMBUSTIBLES SOLIDOS SUSPENDIDOS EN AIRE (quemadores F23D). › Aparatos de combustión caracterizados por disposiciones para hacer retornar los productos de combustión o los gases de combustión a la cámara de combustión (aparatos de combustión de lecho fluidificado con dispositivos para la remoción y parcial reintroducción de material en el lecho F23C 10/02; aparatos de combustión de lecho fluidificado con dispositivos para la remoción y parcial reintroducción de material en el lecho F23C 10/26).
- F23C99/00 F23C […] › Materia no prevista en otros grupos de esta subclase.
- F23N5/00 F23 […] › F23N REGULACION O CONTROL DE LA COMBUSTION (dispositivos de control especialmente adaptados para aparatos de combustión en los cuales la combustión tiene lugar en un lecho fluidificado de combustible u otras partículas F23C 10/28; dispositivos de control sensibles a ciertas condiciones para regular la combustión en estufas con hogares abiertos para combustibles sólidos F24B 1/187). › Sistemas de control de la combustión (que regulan el suministro de combustible F23N 1/00; que regulan el suministro de aire o de tiro F23N 3/00).
PDF original: ES-2420558_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Método y aparato de control del suministro de oxígeno en una caldera
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método y a un aparato de control del suministro de oxígeno en una caldera.
Antecedentes de la técnica Recientemente, con el fin de evitar el calentamiento global, se quiere reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, tales como el dióxido de carbono, y se han desarrollado tecnologías para captar el dióxido de carbono procedente del gas de escape de combustión emitido por las calderas de combustión oxifuel para el procedimiento de almacenamiento en el mar o en formaciones subterráneas.
Una caldera de combustión oxifuel tal incluye una tubería de introducción de oxígeno que introduce oxígeno en una tubería de suministro de aire atmosférico que está conectada a una caja de viento en el lado de entrada del cuerpo de caldera, y una tubería de gas de recirculación, que se deriva de la tubería de gas de escape, que está conectada con el lado de salida del cuerpo de caldera y con la tubería de suministro de aire atmosférico. En la puesta en marcha, para quemar el combustible, al cuerpo de caldera se introduce aire por la tubería de suministro de aire atmosférico. Después de la finalización de la puesta en marcha, unos reguladores, o dispositivos similares, dispuestos en las tuberías, se conmutan para hacer circular hacia el cuerpo de caldera el gas de escape emitido desde el cuerpo de caldera, a través de la tubería de gas de recirculación o similar; se introduce oxígeno, procedente de la tubería de introducción de oxígeno, al cuerpo de caldera para efectuar la combustión oxifuel del combustible mientras que se limita la disminución de la concentración de oxígeno debido a que el gas de recirculación aumenta la concentración de dióxido de carbono en el gas de escape y capta el dióxido de carbono de una parte del gas de escape.
En la referencia bibliográfíca 1 de la patente, por ejemplo, se describe una técnica tal relativa a un método y un aparato para el control del suministro de oxígeno en una caldera.
[Referencia bibliográfíca 1 de la patente] JP 2001-336736A.
Compendio de la invención Problemas técnicos.
Tales instalaciones de calderas tienen unas cajas de viento en los lados izquierdo y derecho del cuerpo de caldera, y se hace circular el gas de escape de tal modo que el gas de escape procedente de la tubería de gas de recirculación y el oxígeno procedente de la tubería de introducción de oxígeno se introducen, a través de la tubería de suministro de aire atmosférico, a las cajas de viento izquierda y derecha para la circulación del gas de escape, de modo que entre las cajas de viento izquierda y derecha se puede producir un desequilibrio del volumen de suministro de oxígeno y el caudal de gas de escape, dando lugar desventajosamente a una combustión inestable en el cuerpo de caldera.
La invención se realizó teniendo en cuenta lo anterior y tiene como objeto proporcionar un método y un aparato para el control del suministro de oxígeno en una caldera capaz de limitar el desequilibrio del volumen de suministro de oxígeno y el caudal de gas de escape en las cajas de viento, para conseguir una combustión estable en el cuerpo de caldera.
Solución de los problemas.
La invención proporciona un método de control del suministro de oxígeno en una caldera, en donde, para las cajas de viento dispuestas a izquierda y derecha del cuerpo de caldera, se suministra oxígeno a los lados izquierdo y derecho, siendo controlados los volúmenes de suministro de oxígeno respectivamente, y se introduce gas de escape en los lados izquierdo y derecho, siendo controlados los caudales de gas de escape respectivamente; que comprende:
controlar el equilibrio del suministro de oxígeno mediante el ajuste de los volúmenes de suministro de 45 oxígeno izquierdo y derecho, de acuerdo con el caudal de suministro de oxígeno y las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente cuando se controlan los volúmenes de suministro de oxígeno; y
controlar los caudales de gas de escape mediante corregir el valor de consigna del caudal de gas de escape correspondiente a la demanda de carga de la caldera, de acuerdo con el valor de consigna de la 50 concentración de oxígeno correspondiente a la demanda de carga de la caldera, los caudales de gas de escape izquierdo y derecho medidos realmente, y las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente, y ajustar las introducciones de gas de escape izquierda y derecha cuando se controlan los caudales de gas de escape.
En el método de control del suministro de oxígeno en una caldera y cuando se controlan los volúmenes de suministro de oxígeno, preferiblemente, se mide el caudal de suministro de oxígeno; se establecen los volúmenes de suministro de oxígeno izquierdo y derecho de acuerdo con el caudal de suministro de oxígeno; se miden las concentraciones reales de oxígeno izquierda y derecha; y se corrigen los volúmenes de suministro de oxígeno izquierdo y derecho con las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente.
En el método de control del suministro de oxígeno en una caldera y cuando se controlan los caudales de gas de escape, preferiblemente, se establece el valor de consigna del caudal de gas de escape correspondiente a la demanda de carga de la caldera; se multiplica el valor de consigna del caudal de gas de escape por el valor de consigna de la concentración de oxígeno correspondiente a la demanda de carga de la caldera; se restan los caudales de gas de escape izquierdo y derecho medidos realmente; y se combinan las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente para ajustar las introducciones de gas de escape izquierda y derecha.
Por otra parte, la invención proporciona un aparato para el control del suministro de oxígeno en una caldera que comprende unas cajas de viento dispuestas a izquierda y derecha del cuerpo de caldera, unas tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha para la introducción de gas de escape a las cajas de viento izquierda y derecha, 15 unos reguladores de introducción de gas de escape para el ajuste de los caudales de gas de escape de las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha, unos medidores de caudal de gas de escape izquierdo y derecho para la detección de los caudales de gas de escape de las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha, unos monitores de concentración de oxígeno izquierdo y derecho para la detección de las concentraciones de oxígeno de las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha, una tubería de suministro de oxígeno para el suministro de 20 oxígeno a las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha, un medidor de caudal de oxígeno para la detección del caudal de oxígeno suministrado a las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha, unos reguladores de distribución de oxígeno izquierdo y derecho para el ajuste de los volúmenes de suministro de oxígeno de tal modo que las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha reciban suministro desde la tubería de suministro de oxígeno, y una unidad de control para el control de la introducción de gas de escape y de los reguladores de distribución de oxígeno,
en donde la unidad de control se configura para controlar el equilibrio del suministro de oxígeno mediante ajustar los grados de abertura para suministro de oxígeno de los reguladores de distribución de oxígeno izquierdo y derecho, de acuerdo con el caudal de suministro de oxígeno y las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente cuando se controlan los volúmenes de suministro de oxígeno, y para controlar los caudales de gas de 30 escape mediante la corrección del valor de consigna del caudal de gas de escape correspondiente a la demanda de carga de la caldera, de acuerdo con el valor de consigna de la concentración de oxígeno correspondiente a la demanda de carga de la caldera, los caudales de gas de escape izquierdo y derecho medidos realmente y las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente, y ajustar los grados de abertura para la introducción de gas de escape izquierda y derecha de los reguladores de introducción de gas de escape izquierdo y
derecho cuando se controlan los caudales de gas de escape.
En el aparato para el control del suministro de oxígeno en una caldera, preferiblemente, la unidad de control se configura para ajustar los grados de abertura para suministro de oxígeno mediante medir el caudal de suministro de oxígeno con el medidor de caudal de oxígeno, establecer los grados de abertura de referencia de los reguladores de distribución... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un método de control del suministro de oxígeno en una caldera, en donde, para las cajas de viento (2a, 2b) dispuestas a izquierda y derecha del cuerpo de caldera (1) , se suministra oxígeno a los lados izquierdo y derecho, siendo controlados los volúmenes de suministro de oxígeno respectivamente, y se introduce gas de escape en los lados izquierdo y derecho, siendo controlados los caudales de gas de escape respectivamente; que comprende:
controlar el equilibrio del suministro de oxígeno mediante el ajuste de los volúmenes de suministro de oxígeno izquierdo y derecho, de acuerdo con el caudal de suministro de oxígeno y las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente cuando se controlan los volúmenes de suministro de oxígeno; y
controlar los caudales de gas de escape mediante corregir el valor de consigna (30) del caudal de gas de escape correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a; 29b) , de acuerdo con el valor de consigna (32) de la concentración de oxígeno correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a; 29b) , los caudales de gas de escape izquierdo y derecho medidos realmente y las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente, y ajustar las introducciones de gas de escape izquierda y
derecha cuando se controlan los caudales de gas de escape.
2. Un método de control del suministro de oxígeno en una caldera según la reivindicación 1, en donde, cuando se controlan los volúmenes de suministro de oxígeno, se mide el caudal de suministro de oxígeno; se establecen los volúmenes de suministro de oxígeno izquierdo y derecho de acuerdo con el caudal de suministro de oxígeno; se miden las concentraciones reales de oxígeno izquierda y derecha; y se corrigen los volúmenes de suministro de oxígeno izquierdo y derecho de acuerdo con las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente.
3. Un método de control del suministro de oxígeno en una caldera según la reivindicación 1, en donde, cuando se controlan los caudales de gas de escape, se establece un valor de consigna (30) del caudal de gas de escape correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a; 29b) ; se multiplica el valor de consigna del caudal de gas de escape por el valor de consigna (32) de la concentración de oxígeno correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a; 29b) ; se restan los caudales de gas de escape izquierdo y derecho medidos realmente; y se combinan las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente para ajustar las introducciones de gas de escape izquierda y derecha.
4. Un aparato para el control del suministro de oxígeno en una caldera, que comprende unas cajas de viento (2a,
2b) dispuestas a izquierda y derecha del cuerpo de caldera (1) , unas tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha (5a, 5b) para la introducción de gas de escape a las cajas de viento izquierda y derecha (2a, 2b) , unos reguladores de introducción de gas de escape (8a, 8b) para el ajuste de los caudales de gas de escape de las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha (5a, 5b) , unos medidores de caudal de gas de escape izquierdo y derecho (9a, 9b) para la detección de los caudales de gas de escape de las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha (5a, 5b) , unos monitores de concentración de oxígeno izquierdo y derecho (10a, 10b) para la detección de las concentraciones de oxígeno de las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha (5a, 5b) , una tubería de suministro de oxígeno (71) para el suministro de oxígeno a las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha (5a, 5b) , un medidor de caudal de oxígeno (16) para la detección del caudal de oxígeno suministrado a las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha (5a, 5b) , unos reguladores de distribución de oxígeno izquierdo y derecho (15a, 15b) para el ajuste de los volúmenes de suministro de oxígeno de tal modo que las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha (5a, 5b) reciban suministro desde la tubería de suministro de oxígeno (11; 71) , y una unidad de control para el control de la introducción de gas de escape y de los reguladores de distribución de oxígeno (8a, 8b y 15a, 15b) ,
en donde la unidad de control se configura para controlar el equilibrio del suministro de oxígeno mediante ajustar los 45 grados de abertura para suministro de oxígeno de los reguladores de distribución de oxígeno izquierdo y derecho (15a, 15b) , de acuerdo con el caudal de suministro de oxígeno y las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente cuando se controlan los volúmenes de suministro de oxígeno, y para controlar los caudales de gas de escape mediante la corrección del valor de consigna (30) del caudal de gas de escape correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a, 29b) , de acuerdo con el valor de consigna (32) de la concentración de 50 oxígeno correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a, 29b) , los caudales de gas de escape izquierdo y derecho medidos realmente y las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente, y ajustar los grados de abertura para la introducción de gas de escape izquierda y derecha de los reguladores de introducción de gas de escape izquierdo y derecho (8a, 8b) cuando se controlan los caudales de gas de escape.
5. Un aparato para el control del suministro de oxígeno en una caldera según la reivindicación 4, en donde la unidad
de control se configura para ajustar los grados de abertura para suministro de oxígeno mediante medir el caudal de suministro de oxígeno con el medidor de caudal de oxígeno (16) , establecer los grados de abertura de referencia de los reguladores de distribución de oxígeno izquierdo y derecho (15a, 15b) de acuerdo con el caudal de suministro de oxígeno, medir las concentraciones reales de oxígeno izquierda y derecha con los monitores de concentración de oxígeno (10a, 10b) , y corregir los grados de abertura de referencia de los reguladores de distribución de oxígeno izquierdo y derecho (15a, 15b) con las concentraciones de oxígeno izquierda y derecha medidas realmente cuando se controlan los volúmenes de suministro de oxígeno.
6. Un aparato para el control del suministro de oxígeno en una caldera según la reivindicación 4, en donde la unidad de control establece el valor de consigna del caudal de gas de escape correspondiente a la demanda de carga de la 5 caldera (29a, 29b) , multiplica el valor de consigna del caudal de gas de escape por el valor de consigna (32) de la concentración de oxígeno correspondiente a la demanda de carga de la caldera (29a, 29b) , resta los caudales reales de gas de escape izquierdo y derecho medidos mediante los medidores de caudal de gas de escape (9a, 9b) , y combina las concentraciones reales de oxígeno izquierda y derecha medidas mediante los monitores de concentración de oxígeno izquierdo y derecho (10a, 10b) para ajustar los grados de abertura para introducción de gas de escape de los reguladores de introducción de gas de escape izquierdo y derecho (8a, 8b) cuando se controlan los caudales de gas de escape.
7. Un aparato para el control del suministro de oxígeno en una caldera según la reivindicación 4, que comprende además unas tuberías de ajuste de oxígeno (72a, 72b) que se derivan de la tubería de suministro de oxígeno (71) y que conectan con las tuberías de gas de recirculación izquierda y derecha (5a, 5b) , y unos medios de ajuste (73a,
73b) dispuestos en las tuberías de ajuste de oxígeno (72a, 72b) , en donde los medios de ajuste (73a, 73b) se configuran para que sean capaces de regular con precisión los volúmenes de suministro de oxígeno de las tuberías de gas de recirculación (5a, 5b) mediante el control del oxígeno procedente de las tuberías de ajuste de oxígeno (72a, 72b) .
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