Kosteuden huomioiminen kattilan polttoaineen syötön säädössä

Abstract

Kosteus vaikuttaa merkittävästi polttoaineesta saatavaan teholliseen lämpöarvoon. Kiinteän polttoaineen kattiloissa lämpöarvon muuttuminen aiheuttaa ongelmia polttoprosessin hallinnassa. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella kiinteän polttoaineen kattiloille säädin, joka muuttaa syötetyn polttoaineen määrää kosteusmittauksen perusteella. Lisäksi ohjelmalle tuli tehdä myös käyttöliittymä sekä käyttöohjeet.

Työskentely aloitettiin tutustumalla polttoaineiden ominaisuuksiin sekä lämpölaitosten prosesseihin. Jo työn alkuvaiheessa kävi ilmi, että kattiloiden polttoaineen syötön toteutuksessa ja prosessin säädössä on suuria kattila kohtaisia eroja. Kaikille kattiloille suoraan soveltuvan säätimen tekeminen on siis todella haastavaa. Tämän takia työtä varten valittiin kaksi erilaista kattilaa, joihin suunnitellut säätimet voisi siirtää muihin kattiloihin mahdollisimman vähäisellä työllä.

Suunnittelun ja ohjelmoinnin tuloksena on kaksi toiminnaltaan hieman eroavaa ohjelmaa, jotka laskevat lähtötietojen ja kosteusmittauksen perusteella polttoaineen lisäys- tai vähennystarpeen. Tämän perusteella suoritetaan polttoaineen syötön säätö. Polttoaineen syötön muutostarpeen perusteella tapahtuva säätö on helppo toteuttaa tulevaisuudessa myös muissa kattiloissa. Ohjelmien käyttäminen valvomon tietokoneella on toteutettu helppokäyttöisen käyttöliittymän avulla ja käyttöohjeet tarjoavat käyttäjälle apua ongelmatilanteissa.

Moisture significantly influences the effective calorific value of a fuel. Change in heating value causes problems in the combustion process control in solid fuel boilers. The goal of this thesis was to design a controller for solid fuel boilers which changes the amount of fuel supply based on moisture measurement. In addition, the aim was to create a user interface and instructions for the program.

Work started by exploring the properties of fuels and the thermal power plant process theory. Already at the start of the work it became apparent that there are large boiler-specific differences in the fuel delivery and process control of boilers. Making a controller that is directly applicable to all boilers is therefore really challenging. For this reason, two different boilers were selected for controller design, so the designed controllers could be transferred to other boilers with minimum work.

As the result of designing and programming, two programs are created that differ slightly in function, both of which calculate addition or reduction requirements of the fuel supply based on the initial data and the moisture measurement. On this basis, the fuel supply adjustment is performed. Fuel supply control based on the need for change can be easily implemented in other boilers in the future. The use of the / these programs on the monitoring computer is implemented with an easy-to-use interface and the instructions that are provided with the program will help the user in problem situations.