Устройство для определения углерода в золе уноса пылеугольных котлоагрегатов

 

Изобретение относится к измерительной технике для исследования свойств сыпучих материалов путем измерения электрической емкости отобранной пробы. Цель изобретения - повьшение точйости определения. Устройство содержит емкостный датчик в виде вертикальной трубки с переменным сечением с электродами, подключенными к преобразователю типа емкость-электрический сигнал. Столик, закрепленный с зазором у нижнего торца трубки, вибраторы и акселерометры: , закрепленные жестко на трубке Для измерения одновременного расхода золы емкостный датчик содержит дополнительный электрод, размещенный у верхнего основания трубки и подключенный через дополнительный пре- ,образователь типа емкость-электрический сигнал к входу вычислительного блока. 1 ил. I (Л го 4 СО .4 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g!! 4 С 01 И 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3864560/24-25 (22) 04. 03.85 (46) 07.08.86. Бюл. У 29 (71) Институт технической теплофизики АН УССР и Опытное конструкторскотехнологическое бюро с эксперимен1 тальным производством теплофнзического приборостроения Института технической теплофизики АН УССР (72) А.Н.Щербань, В.В.Платонов, А.П.Сиденко, А.В.Атамась, Б.Н .Барбьппев, И.А.Звиргзде, М.Н.Евсеев, А.А.През, С.А.Филь и Г.М.Бородин (53) 551 . 508. 7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 375442, кл. Р 16 х 59/54, 1970.

Авторское свидетельство СССР

9 1158911, кл. G 91 N 27/22, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА В ЗОЛЕ УНОСА ПЬШЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОАГРЕ ГАТОВ

„„SU„„1249427 А 1 (5 7) Из обр ет ение относит ся к измерительной технике для исследования свойств сыпучих материалов путем измерения электрической емкости отобранной пробы. Цель изобретения — повышение точности определения. Устройство содержит емкостный датчик в виде вертикальной трубки с перемен-. ным сечением с электродами, подключенными к преобразователю типа емкость-электрический сигнал, столик, закрепленный с зазором у нижнего торца трубки, вибраторы и акселерометры:, закрепленные жестко на трубке.

Для измерения одновременного расхода золы емкостный датчик содержит дополнительный электрод, размещенный у верхнего основания трубки и подключенный через дополнительный пре" . образователь типа емкость-электрический сигнал к входу вычислительного блока. 1 нл.

1 249427

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию свойств сыпучих материалов путем измерения электрической емкости отобранной пробы, и может быть использовано в горнообогатительной технике, технике строительных материалов, в теплоэнергетике для контроля содержания углерода в летучих эолах.

Цель изобретения — повьппение точности определения.

На чертеже схематически изображено устройство для определения углерода в золе уноса пылеугольных котлоагр егатов .

Устройство состоит из емкостного

В датчика в виде вертикально установленной сужающейся к основанию диэлектрической трубки 1, например стеклянной, с накладными электродами 2 и 3 в ее нижней части, подсоединенными через преобразователь 4 типа емкость — электрический сигнал к входу управляющего вычислительного блока 5, и дополнительным электродом 6 узла измерения расхода золы, размещенным у верхнего основания трубки и подключенным через дополнительный преобразователь 7 типа емкость — элеткрический сигнал к входу вычислительного блока 5, столика 8, закрепленного с зазором h у нижнего основания трубки 1, вибраторов 9 и

10, жестко закрепленных соответственно на трубке 1 и столике 8 и подключенных к выходу вычислительного блока 5, индикатора 11, включенного на выходе вычислительного блока 5, и акселерометров 12 и 13, установленных на трубке 1 и столике 8 в отделении от вибраторов и подключенных через аналого-цифровой преобразователь 14 к входу вычислительного блока 5.

Устройство работает следующим образом, Загружают в трубку 1 золу и виб-. рируют ее вибраторами 9 и 10, добиваясь виброожиженного состояния

MHHHMBJIbHoH BHзкости (динамическая вязкость 3 Н с/м ), одновременно пропуская ее через зазор с раходом, удовлетворяющим соотношение Ь а0,5 G/S f ),, (1) где h — величина зазора между трубкой и столиком, мм;

G — расход эолы, кг/с;

ЭО

Э5

2

Б — сечение трубки, м ; — частота вибраторов, 1ц;

0,5 — экспериментальный коэффи- циент, зависящий от дисперс" ности золы.

Работу устройства в режиме, удовлетворяющем соотношение (1), контролирует узел измерения расхода золы датчика, состоящий из дополнительного электрода 6, подключенного через дополнительный преобразователь 7 к вычислительному блоку 5 °

Узел измерения расхода по заложенной в память вычислительного блока

5 программе оценивает скорость движения золы в момент ее минимальной вязкости по высоте уровня золы в датчике над столиком, предварительно проградуированном в зависимости от расхода золы, Высоту уровня при этим определяют по величине емкости электрода 6, пропорциональной столбцу золы в датчике, и ее диэлектрической проницаемости, определяемой по емкости между электродами 2 и 3, величина которой через преобразователь 4 в виде электрического сигнала поступает в вычислительный блок 5.

По полученной информации вычислительный блок 5 изменяет режим работы вибраторов 9 и 10, поддерживая неизменным отношение G/f в неравенстве (1), и одновременно по приращению емкости между электродами 2 и 3 относительно емкости датчика, заполненного золой, не содержащей углерод, и градуировочному графику, связывающему весовое содержание углерода в золе с приращением емкости, рассчитывает концентрацию углерода в золе и передает данные на индикатор 11, Контроль виброожижений золы осуществляется акселерометрами 12 и 13, электрические сигналы которых мини- мальны, когда зола в емКостном датчике имеет минимальную вязкость.

Сигналы акселерометров через аналогоцифровой преобразователь 14 поступают в вычислительный блок 5, который непрерывно подстраивает частоту вибраторов 9 и 10, меняя режим их тиристорных источников питания в сторону уменьшения сигналов акселерометров.

Настройку режимов вибраторов 9 и

10 проводят при отключенном вычислительном блоке 5, попеременно меняя их частоту и добиваясь минимальных сигналов с акселерометров 12 и 3.

1 249427 да для; гравиметрического анализа.

Заполнив трубку I, включают вибратор

9. Изменяя питание двигателя, добиваются минимального показания акселерометра 12. Затем подключают вибратор 10 и добиваются минимального показания от акселерометра 13. Проверяют настройку вибратора 9 и подключают источники питания вибраторов на управление от вычислительного блока 5.

При движении золы через емкостный датчик меняется его емкость между электродами 2 и 3 в зависимости от содержания углерода в золе, а на электроде 6, кроме того, от уровня эолы в емкостном датчике. За нулевой уровень отсчета принимают пока зания индикатора 11, соответствующие

2О отсутствию углерода в золе. По приращению показаний индикатора в мо мент измерений и градуировочному графику, предварительно построенному по пробам золы с известной кон25 центрацией углерода, определяют от носительное содержание углерода в золе. Полученное значение емкости между электродами 2 и 3, пропорциональное эффективной относительной диэлектрической проницаемости золы, переносится на градуировочный график емкость — уровень золы, построенный для электрода 6-в зависимости от возможных значений эффективной диэлектрической проницаемости Е =2-5 или, что то же самое, емкости электродов 2 и 3. Зная из предварительных измерений (или расчета) закон, связывающий расход с уровнем золы в

4О емкосFHoM датчике меняют частоту вибраторов в сторону выполнения неемкостном датчике цилиндрического типа возможны колебания уровня, которое сложно скомпенсировать лишь изменением частоты вибраторов. Чтобы ослабить колебания уровня при значительных отклонениях расхода от среднего значения в предлагаемом устройстве трубку 1 емкостного датчика выполняют переменного сечения с большим основанием в верхней части. Следует учитывать, что на трубке не должно быть резких изломов, которые вызывают местные интенсивные коле,бания, нарушающие однородность виброожиженной золы во всем объеме датчика, Этому условию удовлетворяют, например, трубки экспоненциальной и конической формы. Отношение площадей оснований такой трубки, выбранное равным относительному отклонению расхода, гарантирует колебание уровня в пределах 337. от среднего, что вполне достаточно для надежной работы автоматической системы устройства. Например, при суточных колебаниях в 15Х от среднего расхода (отношение максимального к минимальному расходу 1,35), колебания уровня золы составляют 11,5Х, Кроме тоrî, выполнение трубки с наклонными стенками с соотношением верхнего и нижнего оснований, выбранным из условия D/ä = k увеличивает эффект передачи энергии копебаний стенок частичками золы благодаря появлению у наклонных стенок вертикальной сос- 4> тавляющей колебаний и тем самым, позволяет ослабить колебания стенок трубки датчика по сравнению с известным цилиндрическим вариантом трубки.

Однако увеличивать отношение диаметров оснований больше, чем вытекает из условия, не следует, потому что затрудняется достижение равно . мерного виброожижения во всем объеме датчика.

55 равенства (1) .

Затем подключают управляющий вычислительный блок, Особенностью предлагаемого устройства является использование в про1цессе измерений всей золы, поступившей в золоотборник из газохода котлоагрегата, Поэтому расход золы колеблется при изменениях в режиме горения топки и качества угля, и в

Устройство для определения углерода подключают в систему. транспортировки золы, отбираемой из газохоПредлагаемое устройство для определения углерода в золе уноса пылеугольных котлоагрегатов благодаря устранению сброса золы на входе емкостного датчика и управлению режимом вибрирования частиц золы в зависимости от высоты уровня залы в нем посредством вычислительного блока, а также ослаблению размаха колебаний уровня в трубке переменного сечения позволяет повычить точность измерений, Кроме того, зная расход эолы через емкостный датчик, можно ориентировочно оценивать общий поток золы в газоходе котлоагрегата.

1 249427

1Г 3

Составитель А.Платова

Техред Г.Гербер КорректорМ Иаксимишинец с

Редактор Е.Папп

Заказ 4229/45 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Форм ула из обр е т ения

Устройство для определения углерода в золе уноса пыпеугольных котла- 5 агрегатов, содержащее емкостный датчик в виде вертикальной трубки с электродами, подключенными к преобразователю типа емкость — электрический сигнал, и столика, закрепленного с зазором у нижнего торца трубки, вибраторы и акселерометры, закрепленные жестко на трубке и столике, вычислительный блок, к входу которого подключены преобразователь и акселе- 15 рометры, а выход подключен к вибраторам и индикатору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, оно снабжено узлом для измерения расхода золы, выполненном в виде дополнительного электрода, размещенного у верхнего основания трубки и подключенного через дополнительный преобразо.ватель типа емкость — электрический сигнал к входу вычиспительного блока, а трубка емкостного датчика выполнена с переменным сечением с отношением диаметров верхнего и нижнего оснований, выбранным из условия

В/1 =.,й, 0 — дйаметр верхнего основания трубки д — диаметр нижнего основания трубки к - отношение максимального и минимального расходов эолы.