Устройство для определения неполноты сгорания газообразного и жидкого топлива

 

(72) Авторы изобретения

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

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ

НЕПОЛНОТЫ СГОРАНИЯ ГАЗООБРАЗНО

И ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к теплоэнергегике н может бьггь использовано при контроле качества процесса горении в топочных камерах, в особенности работающих на газообразном и жидком топливе при малых избытках воздуха.

Известно устройство для определения неполноты сгорания газообразного и жидкого топлива, предусматривающее раздельное измерение отдельных составляющих о неполноты сгорания, в первую очередь химической (с ) н механической (®) неполноты сгорания (1). В этом устрой3 Ig стве производится отбор, транспортировка и очистка пробы анализируемого газа, 15 затем дожигание этой пробы в камере каталитического дожигания с последующей

l ац нкой неполноты сгорания по скорости изменения температуры в камере дожигания.

Недостатки этого устройства заключаются в сложности, инерционности, а также в раздельном измерении составляю-( щнх потерь, в то время как в условиях

2 эксплуатации требуется простое и малоинерционное измерение суммарных потерь от неполноты сгорания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущнси ти и достигаемому эффекту является устройство для определения неполноты сгорания газообразного и жидкого топлива, содержащее датчик оптической плотности дымовых газов, связанный через блок измерения излучения с одним входом блока селектирс вания, другой вход которого соединен с блоком измерения пульсаций, а выходс показывающим прибором (21 .

Эго устройство предусматривает и:- меренне величины переменной составляющей (пульсаций) оптической плотности продуктов сгорания в частотной области, в которой этот параметр характеризует механическую неполноту сгорания (а ), и переключение через блок — з селектйрования (вьцюлнтель максимума) на постоянную составляющую оптической плотности в случае резкого снижений иэ735870 бытка воздуха, сопровождающегося снижением уровня пульсаций. Это устройство хотя и обеспечивает упрощение аппаратурной реализации в измерении ; имеет однако тот недостаток, что с его помощью можно контролировать лишь одну из составляющих потерь, а именно о.. В у4 то же время на практике необходимо контролировать суммарные потери (г(, +((„), поскольку в различных условиях эксплуатации при сжигании различных видов топ лива в зависимости от режимов и нагрузок агрегата процессы образования q u „ могут развиваться по-разному, а для целей оптимизации режима горения необ15 ходимо знать суммарную величину (9g+ 4)

Цель изобретения - расширение диапа-. зона измерений.

Для этого устройство снабжено дат20 чиком окислительного потенциала продуктов сгорания, блоками согласования и смещения, демпфером и сумматором, вход . которого связан с датчиком оптической плотности и через блок согласования с датчиком окислительного потенциала, а выход — с блоком измерения пульсаций, . причем выход блока согласования соединен со входом блока" селектирования через демпфер и блок смешения.

На фиг. 1 дана структурная схема уст ройства; на фиг. 2 приведены статические характеристики сигналов в зависимости от коэффициента избытка воздуха<А .

Сигнал с выхода датчика оптической плотности 1 поступает на вход сумматора

2. и далее, через блок измерения пульсаций 3, на блок селектирования 4. Одновременно тот же сигнал с датчика 1 поступает на блок селектирования 4 через блок измерения излучения 5, Сигнал с выыхода датчика окислительного потенпиала продуктов сгорания 6 через блок

45 согласования 7 поступает на вход сумма» тора 2 и далее, совместно с сигналом датчика 1, проходит через блок 3 на блок 4. Одновременно сигна датчика

6 с въжода блока 7 проходит на блок селзктирования 4 через демпфер 8 и блок смещения 9. Выходной сигнал. блока селектирования 4 (больший из трех поступающих на его вход сигналов) поступает на в-оричный прибор 10

B диапазоне нормальных режимов и: нагрузок агрегата (при значениях оптической плотности 9", — coofiNтбтвутОщиХ величине О, (0,5%, и значениях окисли»" 4,. тельного потенциала Е, соответствующих величине е (0,5%) устройство работает по каналу переменной составляющей. Сумма сигналов П и Е датчиков 1 и 6 с выхода сумматора 2 проходит через блок

3, в котором производится выделение переменной составляющей в выбранной полосе частот, выпрямление и сглаживание полученного суммарного сигнала.

В том случае, если на вход сумматора

2 поступает сигнал только с датчика 1 то при настройке блока 3 на диапазоне частот ьУ, в котором .0 = Х (q ), на выходе измерительного канала при надлежащей градуировке шкалы вторичного прибора 10 получаем величину „. Если же подать на вход сумматора 2 сигнал только с датчика 6, то при настройке блока 3 на диапазоне частот.М, в котором Ц = ($ ), на,выходе вторичного прибора

10 получим с . Если на вход блока 3 одновременно йодать сигналы датчиков

1 и 6, а сам блок 3 настроить на диапазон частот, соответствующий зоне перекрытия частотных характеристик 0и Е,, на выходе получим . ((-с 4). При помощи блока согласования 7 обеспечивается согласование (совмещение) статических характеристик g„(D) и g (Fj. В простейшем случае, еслй обе эти характеристики линейны, т. е. g< К,D и с = К Е, роль блока 9 сводится лишь к подбору

К(К .

Если же одна или обе эти статические зависимости нелинейны, блок 7 выполняет роль нелинейного преобразователя, обеспечивающего их совмещение. В том случае, если вид сигнала Е„, отличается от сигнала. 6, в задачу блока 7 входит также приведение их к общему виду, например к унифицированному сигналу пс стоянного тока или напряжения. Таким образом, на вход блока 3 поступает сумма двух различных случайных (переменных) сигналов, а на выходе измерительного канала получаем суммарную величину потерь от химической (() и механической (. ) неполноты сгорания топли 4 ва. Отключение любого из датчиков 1 и 6 позволяет измерить лишь одну из составляющих

Таким образом, при использовании. изобретения необходимо предварительно опре- делить зону перекрытия частотных характеристик D и Е,„ и ее зависимость or нагрузки (и других факторов), вид статических зависимостей P = К, (С „) и Е, = = К (О. ) и условия их совмещения. Пос2 1Ъ

5 73587 ле этого производится настройка блоков

3 и 7. При использовании в качестве датчика Q пульсационного дымомера, а в качестве датчика Е,„.высокотемпературной электрохимической ячейки с твердым элей- > тролитом зона перекрытия частотных характеристик слабо изменяется во всем диапазоне нагрузок и режимов агрегата, а статические зависимости 9„(q„) и E(q ) близки к линейным во всем рабочем днепр- о зоне от 0 до 0,5% з,;, что позволяет упростить всю процедуру настройки.

В случае резких изменений нагрузки или при грубых нарушениях топочного режима, сопровождающихся увеличением знв- 35 чений с ) 0,5% и (или) с ) 0,5%, . сигналы D u E могут уменьшаться, давая ложную информацию. В этом случае произ. водится переключение на сигнал по постояж ной составляющей Da E . В различных ре-20 жимах работы оборудования в зависимости от вида сжигаемого топлива, числа

Э ,включенных горелок, нагрузки агрегата и др; факторов преобладающую роль могут играть либо химический, либо механический недожог. Выбор соответствующего сигнала осуществляется при помощи блока селектирования 4. Например, в случае использования дпя селектирования блока выделения максимума на его выход будет проходить больший из трех поступающих на него сигналов. Для того, чтобы сигнал

E не препятствовал работе по переменной составляющей при нормальных режимах, этот сигнал предварительно смешает-З

0 6 ся в блоке смещения 9, как показано на фиг. 2.

Формула изобретения

Устройство дпя определения неполноты сгорания газообразного и жидкого топи;ива, содержащее датчик оптической плотности дымовых газов, связанный через блок измерения с одним входом блока селектирова ния, другой вход которого соединен с блоком измерения пульсаций, а выход - с,-показывающим прибором, о т л и ч а к щ е е с я тем, что; с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено да чиком окислительного потенциала продук-. тов сгорания, блоками согласования и смешения, демпфером и сумматором, вход которого связан с датчиком оптической плотности и через блок согласования с датчиком окислительного потенциала, а выход с 6поком измерения

/ пульсаций, причем выход блока согласования соединен со входом блока селектирования через демпфер и блок смещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Информационное сообшениеМ Т-10/66 Автоматическое регулирование подачи воздуха с импульсом по химической неполноте сгорания на мазут ном котле -N.: БГИ ОРГРЗС, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

М 514516, кл. Р 2Д Й 5/24, 1973.

735870 Составитель Е, Васютович

Редактор Т. Клюкина ТехредН.Асталош Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2.399/30 Тираж 6 19, Подписное, ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Укц.ород, ул. Проектная, 4