Устройство для контроля химической неполноты сгорания топлива

 

пц 6)3!64

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.12.76 (21) 2432716/24-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 15.05.78 (51) M. Кл. - F 23N 5/24

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.183(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. А. Ивантотов, М. Я. Хесин и Н. А. Барков

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ

НЕПОЛНОТЫ СГ

Изобретение относится к области контроля качества процесса горения в топочных камерах, в особенности работающих на газе и мазуте с малыми избытками воздуха.

Известны устройства для контроля химической неполноты сгорания топлива, в котором анализируемая проба газа после отбора, очистки и охлаждения подается в камеру каталитического дожигания, где величина химической неполноты сгорания определяется по скорости изменения температуры газа. Это устройство имеет существенные недостатки, к которым относится сложность системы отбора, очистки и транспортировки анализируемого газа, ненадежность и малый срок службы каталитического элемента, недостаточная стабильность.

Известно другое устройство для контроля химической неполноты сгорания топлива, содержащее датчик пульсаций окислительного потенциала, выполненный в виде гальванической ячейки с твердым электролитом, подключенный через полосовой фильтр к детектору, и блок регистрации.

Это устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению.

Однако это устройство основано на использовании гальванической ячейки с твердым электролитом, выполненным на базе огнеупорКОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКИ

ОРАНИЯ ТОПЛИВА ", ь

Х ной керамики, например на двуо циркония, которая характеризуется хру остью в случае термических ударов или значительных температурных градиентов. Кроме того, при использовании датчика пульсаций с пористым демпфирующим покрытием в последнем могут возникать микротрещины, нарушающие нормальную работу датчика пульсаций и достоверность получаемой от него информации.

10 Цель предлагаемого изобретения — повышение достоверности контроля химической неполноты сгорания топлива.

Для достижения этой цели в устройство введены сигнализатор и последовательно установ15 ленные дополнительный полосовой фильтр, настоенный на диапазон частот, соответствующий частотной характеристике помехи, возникающей при отказе датчика, и дополнительный детектор с выходным реле, причем дополнительный полосовой фильтр подключен к датчику пульсаций, а дополнительный детектор соединен с блоком регистрации через нормально замкнутый контакт реле, нормально разомкнутый контакт которого включен в управляющую цепь сигнализатора.

На фиг. 1 представлена схема реализации данного устройства; на фиг. 2 — диаграммы, иллюстрирующие характер сигнала датчика при нормальной работе и появлении помех, а

30 также работу описываемого устройства.

613164

30

Датчик 1, измеряющий пульсации окислительного потенциала Е продуктов сгорания, выполненный на базе гальванической ячейки с твердым электролитом, присоединен ко входу полосового фильтра 2, настроенного на диапазон частот, в котором пульсации Е характеризуют химическую неполноту сгорания топлива д . Выходной сигнал фильтра 2 поступает на детектор 3 с аналоговым выходом, который поступает в блок 4 регистрации.

Одновременно выход датчика 1 присоединен к входу другого измерительного канала, содержащего дополнительный полосовой фильтр 5 и дополнительный детектор 6 с выходным реле 7. Нормально замкнутый контакт 8 реле 7 включен в цепь, соединяющую выход детектора 3 с блоком 4 регистрации, а нормально разомкнутый контакт 9 включен в управляющую цепь сигнализатора 10.

Существо изобретения основывается на следующем экспериментально обнаруженном факте. В случае выхода из строя гальванической ячейки (появление трещины), нарушения плотности демпфирующего покрытия или при других наиболее распространенных отказах датчика пульсаций Е на его выходе появляется помеха в виде пульсаций более высокой частоты (в 3 — 5 раз) по сравнению с пульсациями полезного сигнала. Амплитуда этой помехи остается постоянной при изменениях q>.

Повышение достоверности контроля выполняется путем диагностики отказов на основе описанного свойства. При этом полосовой фильтр 5 настраивается на частоту помехи так, что настроечные полосы частот фильтров

2 и 5 практически не перекрываются. В случае отказа датчика, например при появлении микротрещин в твердоэлектролитной ячейке или ее демпфирующем покрытии, появившаяся высокочастотная помеха выделяется фильтром 5, выпрямляется детектором 6, что приводит к срабатыванию реле 7. При этом контакт 8 отключает соединение детектора 3 с блоком 4 регистрации, а контакт 9 включает сигнализатор 10 отказа датчика.

Диаграммы, представленные на фиг. 2, дают наглядное представление о характере изменения полезного сигнала на выходе датчика (Е ) и детектора 3 при изменении (уменьшении) избытка воздуха на отрезках времени

0 — ff — 4 — 4 — fQ В момент времени f4 произошел отказ датчика (появление микротрещины), на его выходе появился сигнал высокочастотной помехи, и на выходе детектора 6 появляется сигнал, который приводит к отключению блока 4 регистрации и включению сигнализатора 10 отказа.

Таким образом, в данном устройстве осуществляется сигнализация отказа датчика и предотвращается прохождение и использование ложной информации. Это имеет важное значение еще и по той причине, что при измерении параметра, характеризующего статистические характеристики полезного сигнала, возможны такие режимы, при которых отказ датчика может остаться незамеченным.

Например, в том случае, когда дисперсия или эффективная амплитуда помехи близка по величине к тем же параметрам полезного сигнала на выходе детектора 3.

Отказ датчика химнедожога может привести к длительной неэкономичной работе агрегата и даже к аварийной ситуации. Предотвращение и своевременное обнаружение отказа позволяет избежать указанные потери и снизить экономический ущерб, вызванный отказом датчика.

Формула изобретения

Устройство для контроля химической неполноты сгорания топлива, содержащее датчик пульсаций окислительного потенциала, выполненный в виде гальванической ячейки с твердым электролитом, подключенный через полосовой фильтр к детектору, и блок регистрации, отлич а ющее с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены сигнализатор и последовательно установленные дополнительный полосовой фильтр, настроенный на диапазон частот, соответствующий частотной характеристике IIQмехи, возникающей при отказе датчика, и дополнительный детектор с выходным реле, причем дополнительный полосовой фильтр подключен к датчику пульсаций, а дополнительный детектор соединен с блоком регистрации через нормально замкнутый контакт реле, нормально разомкнутый контакт которого включен в управляющую цепь сигнализатора

613164

Pue, j

Раг р

Составитель В. Назаров

Техред А. Камышникова Корректор Л. Брахнина

Редактор Н. Богатова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1143/9 Изд. № 505 Тираж 763

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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