Счетный прибор для контроля процессов горения топлива

 

4 3221О

Класс 42 m, 36

БПЛй ИКИНЬЛ Ы ИМКЛН

ОПИСАИИЕ счетного прибора для контроля процессов горения топлива.

К авторскому свидетельству A. А. Комарова, заявленному

4 мая 1932 года.(спр. о пер. ¹ 108585).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано ЗС сентября 1933 года.

Предлагаемый счетный прибор относится к области теплотехники, являясь вспомогательным прибором при контроле процессов горения топлива в топках паровых котлов и в некоторых промышленных печах. Прибор этот позволяет по известному содержанию в топочных газах СО и СО2+О, определять соответствующие этим значениям величины содержания в газах СО и коэфициента избытка воздуха и для топлива, характеризующегося по своему составу определенным значением коэфициента топлива, .

Если СО может быть кроме подсчета по известной формуле определено и непосредственно при помощи соответствующего газоанализатора, то коэфициент избытка воздуха при тепловом контроле определяется исключительно путем вычисления. И именно при наличии такого газоанализатора, когда к систематическому использованию прибора .Орса" (дающего, как известно, содержание в газах СО,-, и СОе+02) не прибегают, опре423 деление коэфициента избытка воздуха осложняется, ибо предварительно приходится вычислять по формуле О>, затем

Ы. и только после этого по полученным значениям †коэфицие избытка воздуха.

Однако, дорого стоящие приборы для определения содержания СО имеются далеко не во всех котельных, и, в большинстве случаев, обе величины вычисляются по формулам.

При систематическом кочтроле эти вычисления отнимают много времени, неудобны в условиях котельной обстановки, нередко сопровождаются арифметическими ошибками, вследствие которых рисуется искаженная картина процесса горения, и в результате теплотехники в подавляющем большинстве случаев ограничиваются определением СО. и СОе+О.; иногда лишь вычисляя по истечении смены, суток и т. д. СО и а по средним значениям СО2 и СО â€” O .

Естественно, это лишает контроль необходимой активности, сводит его к проСО =, 1 21 — Со» вЂ” (СО - О,) 0,6+ (21 3

0,6+ $ 0,6+ ) 1

P 6 y q (CO.+Oà) 1 стой регистрации и последу ощему учету, ибо только имея вполне отчетливое представление о коэфициенте избытка воздуха наряду с величиной химической неполноты горения в момент самого протекания процесса, можно хорошо ориентироваться в необходимых мероприятиях по улучшению последнего и своевременно их осуществлять.

Предлагаемый счетный прибор, по мнению автора, дает возможность быстро получать полную картину процесса го- рения и, обладая большой показательностью, должен способствовать активизации теплового контроля, т.-е., в конечном счете, содействовать экономии топлива.

На чертеже изображен счетный прибор в схематическом виде.

В предлагаемом счетном приборе имеется четыре заключенных в общий корпус циферблата. Каждый циферблат снабжен стрелкой, вращающейся около центра циферблата. Два циферблата 7 и 2 — неподвижные, а два других 3 и 4 могут вращаться около своих центров, независимо от вращения стрелок при них.

Первый из неподвижных циферблатов 1 снабжен равномерной, расположенной по окружности, шкалой объемного содержания в газах CO„градуированной на десятые доли процента СО . Вращая, при помощи рукоятки, ось, на которой укреплена стрелка циферблата, можно установить последнюю на йужное значение СО.

Функциональная зависимость (2) может быть выражена при помощи формулы, выведенной автором настоящего изобре. тения и имеющей следующий вид:

1659 + 21 (СО + CO) — 8,4 CO (79+ 100 ф) (СО + СО) — 0,5 СО

Если в числителе и знаменателе этой формулы отбросить вычитаемые, приближенная формула примет тогда такой вид:

Второй из неподвижных циферблатов 2 снабжен равномерной, расположенной по окружности, шкалой объемного содержания в газах CO,+О., градуированной на десятые доли процента СО +О, Вращая при помощи рукоятки ось, на которой укреплена стрелка этого циферблата, можно установить последнюю на требуемое значение СО + О .

Циферблат 3 снабжен равномерной, расположенной по окружности шкалой объемного содержания в газах СО, градуированной на десятые доли процента СО, а циферблат 4 — также расположенной по окружности, но неравномерной шкалой коэфициентов избытка воздуха.

При установке стрелок циферблатов 1 и 2 на известные значения СО и СО,+О стрелки циферблатов 3 и 4, а равно и сами циферблаты поворачиваются, и показания на их шкалах дают соответственные значения величин СО и м.

Перемещение циферблатов 3 и 4 и стрелок при них достигается сочленением их с осями стрелок циферблатов 7 и 2 при помощи зубчатых или иных передач.

Расчет этих передач основан на функциональной зависимости следующих величин:

CO=f(CO) СО,+О„))... (1) и=/(СО,+СО,>)... (2) Функциональная зависимость (1) выражается известной формулой:

1659 + 21 Р (СО„, + СО) (79+100 Щ (СО + СО)

При неполном горении величина коэфициента избытка воздуха, вычисленная по этой формуле, получится несколько преувеличенной против истинной. Однако, даже при наиболее неблагоприятных, встречающихся в практике, условиях горения, при весьма большой неполноте горения и при большом избытке воздуха, СО +CO=CO — 21 — йсо,— (CO2+Од

1 г — г(06 t(—, г

21 06 1

0,6+ ) 0,6+ ) 0,6+ 8 — + — СΠ— — - —, (СОг Ог) °. (5) погрешность (в сторону увеличения) не ,будет превышать 0,05. Поэтому для целей практики допустимо пользоваться формулой (4), тем более, что к прибору будет прилагаться таблица поправок.

Для пояснения расчета передач необходимо допустить: 1) что градуировка шкал на циферблатах 1, 2 и 3 (т.-е. для содержания.СОг+Ог, СО, и СО) одинаковая, т.-е. деления этих шкал в угловом измерении равны, 2) что значения делений на всех трехшкалах возрастают слева-.направо, и 3) что стрелки циферблатов 1 и 2 стоят на некоторых определенных значениях СОг и СО +Ог.

Из формулы (3) можно заключить, что при повороте стрелки циферблата 2 на одна деление вправо (т.-е. при увеличении содержания в газах СО +О, на 0,1%) и неизменном положении стрелки циферблата 1 (указывающей содержание в газах СО,) стрелка циферблата 3 должна повернуться (при неизменном положении самого циферблата 3) в противополож1 нон иаиранлении иа угол а рава

0,6+ $ ббльший, чем угол поворота стрелки циферблата 2. Для этого на осях вращения стрелок циферблатов 2 и 3 имеются зубчатки 5 и б, жестко соединенные с соответствующими стрелками.

Начальные окружности или числа зубьев зубчаток 5 и 6 находятся между собою в отношении 1: 0,6+), т,-е. в обратном отношении к требуемым углам поворота обеих стрелок. При этом, если сцепление зубчаток не непосредственное, а через промежуточные зубчатки, то общее число зубчатых колес в этой системе должно быть кратно двум для достижения движения стрелок в обратные стороны.

Как можно убедиться из формулы (4), коэфициент избытка воздуха уменьшается с увеличением суммы (СОг+СО), а из формулы (5) следует, что эта сумма увеличиваетсяя с увеличением СО, или

При повороте стрелки циферблата вправо на одно деление (т.-е. при увеличении СОг на 0,1%) при неизменном положении стрелки циферблата 2 (указывающей содержание в газах СОг+ Ог) показание СО на шкале циферблата 3 должно уменьшиться, как это следует из формулы (3) на — частей одного

Q,6+ л деления. Этого можно достигнуть или соответствующим перемещением стрелки циферблата 3 влево или самого циферблата 3 вправо. Именно последний метод и осуществлен в приборе; для этого на оси стрелки циферблата 3 свободно насажено зубчатое колесо 7, жестко соединенное с этим циферблатом.

Зубчатка 7 через промежуточную зубчатку 8 сцепляется с зубчаткой 9, сидящей на оси стрелки циферблата 1 и жестко соединенной с этой стрелкой. Диаметры начальных окружностей (или числа зубцов) зубчаток 7 и 9 должны находиться между собою в отношении (0,6+ Я: ).

Вместо одной промежуточной зубчатки 8 может быть установлено ббльшее число их, но непременно нечетное (если нет двойной передачи), дабы зубчатки 7 и 5 вращались в одну сторону.

Отсчет показаний коэфициентов избытка воздуха на циферблате 4 осуществляется следующим образом. Стрелка циферблата 4 связана зубчатой передачей со стрелкой циферблата 1, а сам циферблат 4 связан зубчатой передачей со стрелкой циферблата 2. Передача подобрана так, что перемещение стрелки циферблата 4 относительно своей шкалы в результате изменения СО, и C0г+О, оказывается пропорциональным сумме (СО»+ СО).

Эту сумму можно представить в такой зависимости от СОг и СОг+Ог.. с уменьшением СОг+Ог. Поэтому передачи устроены так, что при передвижении стрелки циферблата 1 вправо, т.-е. при увеличении содержания СО стрелка циферблата 4 передвигается влево, и величина ксЬфициента избытка воздуха, указываемая стрелкою на шкале, уменьшается; при передвижении же вправо стрелки циферблата 2, "..-e. при увелич:нии содержания CQ +О циферблат 4 поворачивается влево и, так как стрелка циферблата остается в это время неподвижной, то величина коэфициента избытка Воздуха, "казы ваемяя стрелкою на шкале, возрястает. .цля осуществления этих движений системы на оси вращения стрелки циферблата 4 имеется зубчатка 10, жестко соединенная с этой стрелкой и сцепляющаяся с зубчаткой 9, имею;цейся на оси стрелки циферблата 7, причем это сцепление может быть или непосредствен. ное или через четное число промежуточных зубчатых колес; на ту же ось, что и зубчатка 70, но свободно насажена другая зубчатка 17, жестко соединенная с циферблатом 4 и сцепляющаяся или непосредственно или через четное число промежуточных зубчатых колес с зубчаткой 5, имеющейся на оси стрелкй циферблата 2. Как можно усмотреть из формулы (5), числа зубцов в зубчатках 5 и 11 должны находиться в отношении

1: (0,6+ ), т.-е. зубчатка 11 должна быть одинаковой с зубчаткой 6, а числа зубцов в зубчатках 9 и 70 должны находиться в отношении:

Таким образом, соотношение чисел зубцов в зубчатках 5, 6 и 77, входящих в первую систему, должно быть

1: (0,6 —,3): (0,6+;); в зубчатках 7 и 9 это соотношение, как выявлено выше, должно быть (0,6+3):;., а в зубчатках 9 и 70 — 0,6: (0,6+ 3, Отсюда возможно установить, что соотношения числя зубцов трех зубчаток 7, 9 и 10, входящих во вторую систему, должно быть таково: (0,6- - 3): 3: +.(. Р

3 ибо из пропорции

0,6: (0,6+Я = ti z следует, что

3 ж= + — —

0,6 или

0,6

При описячном устройстве передач и шкал циферблатов 1 и 2 перемещения стрелки относительно циферблата 4 будут представлять co5oro в угловом измерении изменения суммы (СО, + СО), отвечающие той же градуировке делений, которая принята для шкал циферблатов 1 и 2. Следовательно, нанеся на циферблате предварительно такую же шкалу, какая имеется на циферблатах 7 и 2, можно отсчитывать по ней сумму (СО + СО), Но из формулы (4) следует, что

CO2 - - СО = 6 (79+100|3) и — 213-

Поэтому, задаваясь различными значениями коэфициента избытка воздуха а и подставляя их последовательно в формулу (6}, получают соответствующие значения (СО..+СО). Отметив эти значения на упомянутой предварительной шкале циферблата 4 и нанеся соответствующую градуировку, получают шкалу коэфициентов избытка воздуха.

Вместо зубчатых передач В в прйборе могут быть применены ременные, шнуровые или фрикционные передачи, ðàñсчитанные по вышеуказанным методам.

При производстве газового анализа посредством прибора „Орса" или ему подобного, определив СО, и СО + О, устанавливают при помощи рукоятки стрелку циферблата 1 на полученное значение СО, а стрелку циферблата 2 — на полученное значение СО,+О., после чего на циферблате 3 читают искомое значение СО, на циферблате 4 — искомое значение я.

При производстве газового анализа посредством приборов, показывающих содержание в газах СО и СО, пользуясь этими показаниями, устанавливают при помогци рукоятки стрелку циферблата 7 на данное значение СО, затем рукоятку циферблата 2 поворачивают так, чтобы стрелка циферблата 3 указала данное значение СО, после чего на циферблате 4 читают искомое значение к. При надоб . ности можно также по показанию стрелки циферблата 2 узнать соответствующее содержание в газах СО..+ О, Так как величину я при значительном содержании в газах СО прибор указывает приближенно, то при желании получить в этом случае более точное значение а надо воспользоваться прилагаемой к прибору таблицей поправок.

Предмет изобретения. !

Счетный прибор для контроля процессов горения топлива, предназначенный для определения содержания в дымовых. газах окиси углерода и коэфициента избытка воздуха по известному содержанию в газах СО и СОа+Оа при определенном коэфициенте топлива р, отли- I чающийся применением четырех, заклю- ченных в общий корпус, циферблатов 7, 2, 3 и 4 со шкалами и с могущими поворачиваться стрелками, из которых циферблат 1 со шкалой объемного содержания в газах СО. и циферблат 2 со шкалой объемного содержания в газах

CO+G. жестко соединены с корпусом, циферблат 3 со шкалой объемного содержания в газах СО и циферблат 4 со шкалой коэфициентов избытков воздуха устроены вращающимися, причем вращение стрелки циферблата 7 при посредстве соответствующих передач управляет вращением циферблата 3 и вращением стрелки циферблата 4, а вращение стрелки циферблата 2 управляет при посредстве соответствующих передач вращением стрелки циферблата 3 и вращением циферблата 4.

Эксперт Н. H. Геор1ревский

Редактор И. Ф. Альтшулер

1ип. «Искра».