Sistema y procedimiento de control para el ajuste de los niveles de emisión de CO dentro de un sistema de caldera.

Un procedimiento para ajustar los niveles de emisión de CO dentro de un sistema (12) de caldera,

presentando elsistema (12) de caldera una primera pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52) y una pluralidad de sensores (94, 96,98, 99) de CO dispuestos en su interior, comprendiendo el procedimiento:

la recepción de una pluralidad de señales procedente de la pluralidad de sensores (94, 96, 98, 99) de COdispuesta en una primera pluralidad de emplazamientos en el sistema (12) de caldera a distancia de laprimera pluralidad de quemadores;

la determinación de una pluralidad de niveles de CO en la primera pluralidad de emplazamientos en base ala pluralidad de señales.;

la determinación de una segunda pluralidad de emplazamientos que presenta unos niveles de CO mayoreso iguales a un nivel de CO de umbral, siendo la segunda pluralidad de emplazamientos un subconjunto dela segunda pluralidad de emplazamientos;

la determinación de una segunda pluralidad de quemadores en el sistema (12) de caldera que estáncontribuyendo a que la segunda pluralidad de emplazamientos presente unos niveles de CO superiores oiguales al nivel de CO de umbral, siendo la segunda pluralidad de quemadores un subconjunto de lasegunda pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52);

la determinación de una cantidad de CO que es generada por cada quemador de la primera pluralidad dequemadores (47, 48, 50, 52) para cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos; yel incremento de una relación de A / F de al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadorespara incrementar las relaciones de A / F en la segunda pluralidad de emplazamientos con el fin de reducirlos niveles de CO en la segunda pluralidad de emplazamientos hasta el nivel de CO de umbral, en base a lacantidad de CO que está siendo generada por el al menos un quemador de la segunda pluralidad dequemadores, en el que la determinación de cantidad de CO que está siendo generada por cada quemadorde la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) para cada emplazamiento de la segunda pluralidadde emplazamientos comprende:

la determinación de una relación de A / F de cada quemador de la primera pluralidad dequemadores (94, 96, 98, 99);

la determinación de una relación de A / F en cada uno de la segunda pluralidad deemplazamientos en base a la relación de A / F de cada quemador de la primera pluralidad dequemadores (94, 96, 98, 99); y

la determinación de una cantidad de CO que está siendo generada por cada quemador de laprimera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) para cada emplazamiento de la segundapluralidad de emplazamientos, en base a la relación de A / F de cada emplazamiento de lasegunda pluralidad de emplazamientos.

Sistema y procedimiento de control para el ajuste de los niveles de emisión de CO dentro de un sistema de caldera La invención se refiere a un sistema y a un procedimiento de control para el ajuste de los niveles de emisión de CO dentro de un sistema de caldera.

Antecedentes de la invención Los sistemas de caldera caldeados por combustibles fósiles han sido utilizados para generar electricidad. Un sistema de caldera caldeado con combustible fósil combustiona una mezcla de aire / carbón para generar energía térmica que incrementa una temperatura del agua para producir vapor. El vapor es utilizado para accionar un turboalternador que genera de salida una potencia eléctrica.

Un subproducto de la combustión de una mezcla de oxígeno y de combustible a base de hidrocarburo, como por ejemplo una mezcla de aire / carbón es el monóxido de carbono (CO) . Un objetivo de un sistema de control de la operación de un sistema de caldera caldeada con carbón es mantener los niveles de CO totales existentes en un sistema de caldera por debajo de un nivel de umbral. Los inventores de la presente invención han advertido que los niveles de CO en emplazamientos concretos del sistema de caldera pueden presentar unos niveles de CO superiores a un nivel de CO de umbral mientras otros emplazamientos presentan niveles de CO inferiores al nivel de CO de umbral. Así mismo, la variación de los niveles de CO del sistema de caldera puede traducirse en emisiones de CO totales incrementadas y de concentraciones de CO locales por encima del nivel de umbral.

De acuerdo con ello, los inventores de la presente invención han advertido la necesidad de un sistema y un procedimiento mejorados para el control de un sistema de caldera que pueda determinar los emplazamientos dentro del sistema de caldera que presenten unos niveles de CO relativamente altos y que puedan ajustar la relación de aire – combustible (A / F) de los quemadores que afecten a esos emplazamientos para reducir en el interior los niveles de CO.

El documento US 4, 887, 958 divulga un sistema para el control del suministro de combustible y aire en un horno, que comprende una pluralidad de conjuntos de quemadores, cada uno con su propia válvula de aire para el control del flujo del aire de combustión a través de ellos. Cada conjunto de quemadores está provisto de un instrumento de detección para detectar el rendimiento individual del conjunto de quemadores.

El documento US 2004/0191914 divulga un procedimiento de optimización de la combustión en calderas caldeadas con combustible fósil, en el que una pluralidad de sensores de monóxido de carbono están dispuestos en una porción de salida de un horno de caldera. Otros diversos tipos de sensores están dispuestos en el horno. El flujo de aire hacia los quemadores se ajusta para aliviar las anomalías de la combustión espacial.

Breve descripción de la invención La presente invención proporciona un procedimiento para el ajuste de los niveles de emisión de CO dentro de un sistema de calderas de acuerdo con la reivindicación 1 y un sistema de control de acuerdo con la reivindicación 6.

Se proporciona un procedimiento para el ajuste de los niveles de emisión de CO dentro de un sistema de caldera de acuerdo con una forma de realización ejemplar. El sistema de caldera presenta una primera pluralidad de quemadores y una pluralidad de sensores de CO dispuesta en su interior. El procedimiento incluye la recepción de una pluralidad de señales procedente de la pluralidad de sensores de CO dispuesta en una primera pluralidad de emplazamientos dentro del sistema de caldera. El procedimiento incluye así mismo la determinación de una pluralidad de niveles de CO en la primera pluralidad de emplazamientos en base a la pluralidad de señales. El procedimiento incluye así mismo la determinación de una segunda pluralidad de emplazamientos que presentan unos niveles de CO superiores o iguales a un nivel de umbral. La segunda pluralidad de emplazamientos es un subconjunto de la primera pluralidad de emplazamientos. El procedimiento incluye así mismo la determinación de una segunda pluralidad de quemadores dentro del sistema de caldera que están contribuyendo a la segunda pluralidad de emplazamientos que presenta unos niveles de CO superiores o iguales al nivel de CO de umbral. La segunda pluralidad de quemadores es un subconjunto de la primera pluralidad de quemadores. El procedimiento incluye así mismo la determinación de una cantidad de CO que se genera por cada quemador de la primera pluralidad de quemadores para cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos. El procedimiento incluye así mismo el aumento de una relación A / F de al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores para incrementar las relaciones de A / F en la segunda pluralidad de emplazamientos con el fin de reducir los niveles de CO en la segunda pluralidad de emplazamientos hacia el nivel de CO de umbral, en base a la cantidad de CO que se genera por al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores.

Se proporciona un sistema de control para el ajuste de los niveles de emisión de CO dentro de un sistema de caldera de acuerdo con otra forma de realización ejemplar. El sistema de caldera presenta una pluralidad de quemadores. El sistema de control incluye una pluralidad de detectores de CO dispuesta en una primera pluralidad de emplazamientos dentro del sistema de caldera. La pluralidad de sensores de CO está configurada para generar una pluralidad de señales indicativa de los niveles de CO en una primera pluralidad de emplazamientos. El sistema

de control incluye así mismo un controlador acoplado de manera operativa a la pluralidad de sensores de CO. El controlador está configurado para recibir la pluralidad de señales para determinar una plurali9dad de niveles de CO en la primera pluralidad de emplazamientos en base a la pluralidad de señales. El controlador está, así mismo, configurado para determinar una segunda pluralidad de emplazamientos que presentan niveles de CO superiores o iguales a un nivel de CO de umbral. La segunda pluralidad de emplazamientos es un subconjunto de la primera pluralidad de emplazamientos. El controlador está así mismo configurado para determinar una segunda pluralidad de quemadores dentro del sistema de caldera que están contribuyendo a la segunda pluralidad de emplazamientos que presenta niveles de CO superiores o iguales al nivel de CO de umbral. La segunda pluralidad de quemadores es un subconjunto de la primera pluralidad de quemadores. El controlador está así mismo configurado para determinar una cantidad de CO que se genera por cada quemador de la primera pluralidad de quemadores para cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos. El controlador está así mismo configurado para incrementar la relación de A / F de al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores para incrementar las relaciones de A / F en la segunda pluralidad de emplazamientos con el fin de reducir los niveles de CO en la segunda pluralidad de emplazamientos hacia el nivel de CO de umbral, en base a la cantidad de CO que se está siendo generada por al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores.

Se proporciona un artículo de fabricación de acuerdo con otra forma de realización ejemplar. El artículo de fabricación incluye un medio de almacenamiento informático que presenta un programa informático codificado en su interior para el ajuste de los niveles de emisión de CO dentro de un sistema de caldera. El sistema de caldera presenta una primera pluralidad de quemadores y una pluralidad de sensores de CO dispuesta en su interior. El medio de almacenamiento informático incluye un código para la recepción de una pluralidad de señales procedente de la pluralidad de sensores de CO dispuesta en una primera pluralidad de emplazamientos dentro del sistema de caldera. El medio de almacenamiento informático incluye así mismo un código para la determinación de una pluralidad de niveles de CO en una primera pluralidad de emplazamientos en base a una pluralidad de señales. El medio de almacenamiento informático incluye así mismo un código para la determinación de una segunda pluralidad de emplazamientos que presentan unos niveles de CO superiores o iguales a un nivel de CO de umbral. La segunda pluralidad de emplazamientos es un subconjunto de una primera pluralidad de emplazamientos. El medio de almacenamiento informático incluye así mismo un código para la determinación de una segunda pluralidad de quemadores en un sistema de quemador que está contribuyendo a la segunda pluralidad de emplazamientos que presentan unos niveles de CO superiores o iguales al nivel de CO de umbral. La segunda pluralidad de quemadores es un subconjunto de la primera pluralidad... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para ajustar los niveles de emisión de CO dentro de un sistema (12) de caldera, presentando el sistema (12) de caldera una primera pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52) y una pluralidad de sensores (94, 96, 98, 99) de CO dispuestos en su interior, comprendiendo el procedimiento:

la recepción de una pluralidad de señales procedente de la pluralidad de sensores (94, 96, 98, 99) de CO dispuesta en una primera pluralidad de emplazamientos en el sistema (12) de caldera a distancia de la primera pluralidad de quemadores;

la determinación de una pluralidad de niveles de CO en la primera pluralidad de emplazamientos en base a la pluralidad de señales.;

la determinación de una segunda pluralidad de emplazamientos que presenta unos niveles de CO mayores o iguales a un nivel de CO de umbral, siendo la segunda pluralidad de emplazamientos un subconjunto de la segunda pluralidad de emplazamientos;

la determinación de una segunda pluralidad de quemadores en el sistema (12) de caldera que están contribuyendo a que la segunda pluralidad de emplazamientos presente unos niveles de CO superiores o iguales al nivel de CO de umbral, siendo la segunda pluralidad de quemadores un subconjunto de la segunda pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52) ;

la determinación de una cantidad de CO que es generada por cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52) para cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos; y

el incremento de una relación de A / F de al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores para incrementar las relaciones de A / F en la segunda pluralidad de emplazamientos con el fin de reducir los niveles de CO en la segunda pluralidad de emplazamientos hasta el nivel de CO de umbral, en base a la cantidad de CO que está siendo generada por el al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores, en el que la determinación de cantidad de CO que está siendo generada por cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) para cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos comprende:

la determinación de una relación de A / F de cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) ;

la determinación de una relación de A / F en cada uno de la segunda pluralidad de emplazamientos en base a la relación de A / F de cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) ; y

la determinación de una cantidad de CO que está siendo generada por cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) para cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos, en base a la relación de A / F de cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la determinación de la segunda pluralidad de quemadores del sistema (12) de caldera que están contribuyendo a la segunda pluralidad de emplazamientos que presenta unos niveles de CO superiores o iguales al nivel de CO de umbral, comprende:

el acceso a un mapa (144) de factores de influencia en base al flujo másico que indica una cantidad de flujo másico o un porcentaje de flujo másico en cada emplazamiento de la segunda pluraliada de emplazamientos de cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) , e identificar los quemadores de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) con una cantidad de flujo de masa o porcentaje de flujo de masa superior a un valor predeterminado, para determinar la segunda pluralidad de quemadores.

3. El procedimiento de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el incremento de la relación de A / F de al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores incluye la reducción de un flujo másico de combustible hacia el al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores, manteniendo o reduciendo al tiempo un flujo másico de aire que está siendo suministrado a al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende así mismo:

la determinación de una tercera pluralidad de emplazamientos que presenta un nivel de CO inferior al nivel de CO de umbral, siendo la tercera pluralidad de emplazamientos un subconjunto de la primera pluralidad de emplazamientos;

la determinación de una tercera pluralidad de quemadores en el sistema (12) de caldera que están contribuyendo a que la tercera pluralidad de emplazamientos presente unos niveles de CO inferiores al nivel

de CO de umbral, siendo la tercera pluralidad de quemadores un subconjunto de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) con la exclusión de la segunda pluralidad de quemadores;

la determinación de una cantidad de CO que está siendo generada por cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) para cada emplazamiento de la tercera pluralidad de emplazamientos excluyendo la segunda pluralidad de emplazamientos;

la reducción de una relación de A / F de al menos un quemador de la tercera pluralidad de quemadores manteniendo al tiempo los niveles de CO en la tercera pluralidad de emplazamientos inferior al nivel de CO de umbral, en base a la cantidad de CO que está siendo generada por el al menos un quemador de la tercera pluralidad de quemadores.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la reducción de la relación de A / F de al menos un quemador de la tercera pluralidad de quemadores incluye la reducción de un flujo másico de combustible dentro del al menos un quemador de la tercera pluralidad de quemadores manteniendo o reduciendo al tiempo un flujo másico de aire suministrado al al menos un quemador de la tercera pluralidad de quemadores.

6. Un sistema (13) de control para ajustar los niveles de emisión de CO dentro de un sistema (12) de caldera, presentando el sistema (12) de caldera una primera pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52) , comprendiendo el sistema:

una pluralidad de sensores (94, 96, 98, 99) dispuesta en una primera pluralidad de emplazamientos del sistema (12) de caldera a distancia de la primera pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52) , estando configurada la pluralidad de sensores (94, 96, 98, 99) para generar una pluralidad de señales indicativas de los niveles de CO en la primera pluralidad de emplazamientos; y

un controlador (122) acoplado de forma operativa a la pluralidad de sensores (94, 96, 98, 99) de CO, estando el controlador (122) configurado para recibir la pluralidad de señales y para determinar una pluralidad de niveles de CO en la primera pluralidad de emplazamientos en una pluralidad de señales, estando así mismo configurado el controlador (122) para determinar una segunda pluralidad de emplazamientos que presenten unos niveles de CO superiores o iguales a un nivel de CO de umbral, siendo la segunda pluralidad de emplazamientos un subconjunto de la primera pluralidad de emplazamientos, estando así mismo configurado el controlador (122) para determinar una segunda pluralidad de quemadores en el sistema (12) de caldera que están contribuyendo a la segunda pluralidad de emplazamientos que presentan unos niveles de CO superiores o iguales al nivel de CO de umbral, siendo la segunda pluralidad de quemadores un subconjunto de la primera pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52) , estando así mismo configurado el controlador (122) para incrementar una relación de A / F de al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores para incrementar las relaciones de A / F en la segunda pluralidad de emplazamientos con el fin de reducir los niveles de CO en la segunda pluralidad de emplazamientos hasta el nivel de CO de umbral, en base a la cantidad de CO que se está generando por el al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores, caracterizado porque el controlador

(122) está configurado para determinar una cantidad de CO que está siendo generada por cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (47, 48, 50, 52) para cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos, y el controlador (122) está así mismo configurado para determinar la relación de A / F de cada quemador de cada pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) , estando así mismo configurado el controlador (122) para determinar una relación de A / F en cada una de la segunda pluralidad de emplazamientos en base a la relación de A / F de cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) , estando así mismo configurado el controlador (122) para determinar una cantidad de CO que está siendo generada por cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) para cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos, en base a la relación A / F de cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos.

7. El sistema (13) de control de la reivindicación 6, en el que el controlador (122) está así mismo configurado para acceder a un mapa (144) de factores de influencia en base al flujo másico, que indica una cantidad de flujo másico o un porcentaje de flujo másico en cada emplazamiento de la segunda pluralidad de emplazamientos a partir de cada quemador de la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) , estando así mismo configurado el controlador

(122) para identificar los quemadores entre la primera pluralidad de quemadores (94, 96, 98, 99) que presentan una cantidad de flujo másico o un porcentaje de flujo másico mayor que un valor predeterminado, para determinar la segunda pluralidad de quemadores.

8. El sistema (13) de control de las reivindicaciones 6 o 7, en el que el controlador (122) está así mismo configurado para reducir un flujo másico de combustible dentro de el al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores, manteniendo o reduciendo al tiempo un flujo másico de aire que está siendo suministrado al al menos un quemador de la segunda pluralidad de quemadores.