In Ukraine today there are more than 6000 boiler plants with a heating capacity of up to 1 Gcal/h with an efficiency of about 70 %, requiring replacement or modernization, 40 % of boilers are operated with an efficiency of less than 82 %, about 11000 boilers with a capacity of 100 kW to 1 MW have been in operation for over 20 years. Although the part of these boilers in the municipal heat power system of Ukraine does not exceed 14 %, the projected savings in natural fuel in these boilers is more than 130 million cubic meters per year. Thus, increasing the efficiency of the fuel combustion process in small and medium power boilers is an urgent task at the present time. The article presents the results of creating a method and hardware that implements it, to increase the speed and reliability of monitoring the process of fuel combustion in boiler units based on measuring the concentration of residual oxygen in exhaust gases. The developed method is implemented by stepwise correction of the ratio of the air-fuel mixture entering to the furnace of the boiler for combustion, according to feedback signals from a broadband oxygen sensor manufactured by Bosch, located in the outgoing channel. The air-fuel ratio control with automatic adjustment of the blower fan speed depending on the amount of fossil fuel supplied for combustion ensures low-toxic combustion of fuel with low emissions of nitrogen oxides and carbon monoxide, and high efficiency. Additional use of a variable frequency drive in the combustion control system allows to reduce energy consumption by 30-40 %, eliminate starting currents and motor overloads, reduce mechanical wear of equipment, increase the service life of contact switching equipment. In general, the developed fuel combustion control system allows to optimize the fuel combustion mode, taking into account the actual conditions, operating modes of the boiler unit and fuel characteristics; to reduce specific fuel consumption by at least 10%; to reduce the level of emissions of nitrogen oxides up to 40 % and carbon monoxide up to 50 %; to increase the efficiency by at least 5 %; qualitatively to simplify the work of the boiler maintenance personnel.

В Украине сегодня насчитывается более 6000 котельных установок теплопроизводительностью до 1 Гкал/ч с коэффициентом полезного действия (КПД) около 70 %, нуждающихся в замене или модернизации, 40 % котлов эксплуатируются с КПД менее 82 %, около 11000 котлоагрегатов мощностью от 100 кВт до 1 МВт находятся в эксплуатации более 20 лет. Хотя доля этих котлоагрегатов в системе коммунальной теплоэнергетики Украины не превышает 14 %, прогнозируемая экономия природного топлива в этих котлах составляет более 130 млн. кубометров в год. Таким образом, повышение эффективности процесса сжигания топлива в котлоагрегатах малой и средней мощности является актуальной задачей. В статье представлены результаты создания способа и его аппаратной реализации для повышения быстродействия и достоверности контроля процесса сжигания топлива в котлоагрегатах на основе измерения концентрации остаточного кислорода в отходящих газах. Разработанный способ реализуется путем ступенчатой коррекции соотношения воздушно-топливной смеси, поступающей в топку котла для сжигания, по обратным сигналам от широкополосного кислородного сенсора производства Bosch, размещенного в отходящем канале. Регулирование соотношения «воздух-топливо» с автоматической настройкой частоты вращения дутьевого вентилятора в зависимости от количества природного топлива, поступающего для сжигания, обеспечивает слаботоксичное сжигание топлива с незначительными выбросами оксидов азота и оксида углерода, и высокий КПД. Дополнительное применение частотно-регулируемого электропривода в системе управления процессом сжигания позволяет уменьшить энергопотребление на 30-40 %, устранить пусковые токи и перегрузки двигателя, уменьшить механический износ оборудования, увеличить срок службы контактно-коммутационной аппаратуры. В целом, разработанная система позволяет оптимизировать режим сжигания топлива с учетом фактических условий, режимов работы котлоагрегата и характеристик топлива; снизить удельные расходы топлива минимум на 10 %; уменьшить уровень выбросов оксидов азота до 40 % и оксида углерода до 50 %; повысить коэффициент полезного действия минимум на 5 %; качественно упростить работу обслуживающего персонала котлоагрегата.

В Україні на теперішній час налічується більше 6000 котельних установок теплопродуктивністю до 1 Гкал/год з коефіцієнтом корисної дії (ККД) близько 70 %, що потребують заміни чи модернізації, 40 % котлів експлуатуються з ККД менше 82 %, близько 11000 котлоагрегатів потужністю від 100 кВт до 1 МВт знаходяться в експлуатації більше 20 років. Хоча частка цих котлоагрегатів в системі комунальної теплоенергетики України не перевищує 14 %, прогнозована економія природного палива в цих котлах складає більше 130 млн кубометрів на рік. Таким чином підвищення ефективності процесу спалювання палива в котлоагрегатах малої та середньої потужності є актуальною задачею. У статті представлено результати створення способу та його апаратної реалізації для підвищення швидкодії та достовірності контролю процесу спалювання палива в котлоагрегатах на основі вимірювання концентрацію залишкового кисню у відхідних газах. Розроблений спосіб реалізується ступінчастою корекцією співвідношення повітряно-паливної суміші, що надходить в топку котла для спалювання, за зворотними сигналами від широкосмугового кисневого сенсора виробництва Bosch, що знаходиться у відхідному каналі. Регулювання співвідношення «повітря-паливо» з автоматичним налаштуванням частоти обертання дуттєвого вентилятора залежно від кількості природного палива, що надходить для спалювання, забезпечує малотоксичне спалювання палива з незначними викидами оксидів азоту та монооксиду вуглецю, та високий ККД. Додатково застосування частотно-регульованого електроприводу в системі керування процесом спалювання дає змогу зменшити енергоспоживання на 30-40 %, усунути пускові струми та перевантаження двигуна, зменшити механічний знос устаткування, збільшити термін служби контактно-комутаційної апаратури. В цілому, розроблена система надає змогу оптимізувати режим спалювання палива із врахуванням фактичних умов, режимів роботи котлоагрегату та характеристик палива; знизити питомі витрати палива мінімум на 10%; зменшити рівень викидів оксидів азоту до 40 % та монооксиду вуглецю до 50 %; підвищити ККД мінімум на 5 %; якісно спростити роботу обслуговуючого персоналу котлоагрегату.