Способ автоматического регулирования соотношения газ-воздух

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5И 4 F 23 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

hei

CO Р

00 3 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3709933/24-06 (22) 12.12.83 (46) 15.01.86. Бюл. № 2 (71) Специ ал ьное проектно-конструкторское бюро Объединения «Союзнефтеавтоматика» и Уфимский нефтяной институт (72) Е. И. Феоктистов и Ю. Д. Коловертнов (53) 621.182.261 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 620736, кл. F 23 N 1/00, !977.

Патент США № 1947303, кл. 431 — 76, 1934.

„„SU„„1204877 А (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ СООТНОШЕНИЯ ГАЗВОЗДУХ путем измерения содержания углекислого газа и кислорода в дымовых газах и формирования корректирующего сигнала, от,шчсиющийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, определяют сумму отношения измеренного значения содержания углекислого газа к максимально возможному для данного газа и отношения измеренного значения содержания кислорода к постоянной величине 21 и корректируюгций сигнал на увеличение подачи воздуха формируют при достижении этой суммы значений меньше 1.

1204877

Изобретение относится к автоматическому регулированию процесса горения в технологических нагревателях с принудительной подачей воздуха и может найти широкое применение при автоматизации процессов горения промышленных печей и паровых котлов.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

На фиг. 1 приведена принципиальная хема устройства, реализующего способ автоматического регулирования соотношения газ--воздух; на фиг. 2 — графические зависимости измеряемых компонентов и коэффициента избытка воздуха.

В технологический нагреватель 1 (фиг. 1) со змеевиком 2 подают нагреваемый продукт. Температуру продукта измеряк>т термометром 3 сопротивления. По линии 4 осуществляют подачу газа через регулирующий клапан 5, а по линии 6 — подачу воздуха через поворотную заслонку 7. 20

Содержание кислорода в дымовых газах определяют датчиком 8, а содержание утлеKèñëого газа определяют датчиком 9, установленными на дымовой трубе 10.

Корректирующий сигнал на увеличение подачи воздуха подают через регулятор 11, функциональный блок 12 и схему 13 сопряжения (сопряжения расходных характеристик) . Для задания минимального коэффициента избытка воздуха а на вход регулятора !1 подается сигнал задатчиком 14.

На фиг. 2 приведены зависимости отношения измеренного значения содержания углекислого газа СОг к максимально возможному СО .-- для данного газа, отношения измеренного значения содержания кислорода Ог к постоянной величине 21 и сум,С0 0 ма вь ц еуказанных отношений !, СОг >,,с в зависимости от коэффициента избытка воздуха х.

Способ автоматического регулирования 40 соотношения газ — воздух осуществляется следующим образом.

Функциональная зависимость содержания кислорода Ог в продуктах сгорания От коэффициента избытка воздуха а определяется зависимостью

45 г(21 — 0

0 иии и другом миде (— )

21

Вышеуказанная зависимость изображена на фиг. 2.

При а = относительная величина (. ) л1. равна нулю, т. е. при стехиометрической смеси «топливо — окислитель» в продуктах сгорания кислород отсутствует. 55

Контроль процесса горения по избытку кислорода не может обеспечить высокую точность регулирования. Поэтому используется дополнительный параметр контроля содержания углекислого газа СОг в продуктах сгорания топлива.

Функциональная зависимость содержания углекислого газа СОг в продуктах сгорания топлива от коэффициента избытка воздуха определяется зависимостью

СО г макс

Сог

ГДЕ СОгмммс — МаКСИМаЛЬНО ВОЗМожНОЕ ДЛЯ данного газа содержание углекислого газа при стехиометрическом горении, т. е. при а =

= — 1 или в другом виде

Со, г

С0

Со, Из выражения видно, что значение

СО гдеккс находится в обратно пропорциональной (нелинейной) зависимости от коэффициента избытка воздуха а. Вышеуказанная зависимость изображена на фиг . .

При а = 1 значение - .(— также равно единице. со,„, Повышение избыточного содержания кислорода Ог в продуктах сгорания приводит к пропорциональному понижению (разбавлению) содержания углекислого газа СОг. Из этого можно сделать вывод, что изменения содержания СОг и 02 в продуктах сгорания находятся в обратно пропорциональной зависимости. Суммарная концентрация этих компонентов — величина постоянная. Сумма вышеуказанных отношений равна единице

0 CO

С0г кс

Сумма отношений измеренного датчиком

9 значения содержания утлекислого газа к максимально возможному для данного газа и отношения измеренного датчиком 8 значения содержания кислорода к постоянной величине 21 позволяет контролировать полноту сгорания топлива для реальных режимов горения в диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха а ) l.

При неполном сгорании топлива за счет недостатка окислителя (кислорода) в продуктах сгорания топлива содержание кислорода Ог снижается до нуля, следовательно, и величина (- ф) также равна нулю. Одновременно в родуктах сгорания уменьшается и содержание СОг (за счет образования окиси углерода), следовательно, сумма отношений становится меньше единицы, т. е.

СО 0

00 гмакс

Таким образом, при химическом недожоге уменьшаются одновременно оба слагаемых, что позволяет контролировать даже незначительные отклонения режима горения

1204877

0,8

0,7

Об

О, 0,3

o,z

7,7 7,Z 1,3 7, 1/ 7,5 7,б 7,7 7,8 7,9 2,0

Составитель И. Аксенов

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Бандура

Заказ 8513/38 от соотношения «газ — воздух», при а = 1 в сторону его уменьшения, т. е. в сторону химического недожога с а (1

В этом случае функциональный блок 12 формирует корректирующий сигнал на увеличение подачи воздуха.

Следовательно, система автоматического регулирования соотношения газ †возд выводит технологический нагреватель из режима неполного сгорания топлива, обеспечивая повышение точности регулирования.

Способ автоматического регулирования позволяет вести процесс горения с минимальным избытком воздуха в дымовых газах.

Это, в свою очередь, приводит к уменьшению потерь тепла с уходящими дымовыми газами и к увеличению КПД.