Способ автоматического регулирования процесса горения

Способ автоматического регулирования процесса горения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ путем поддержания заданного отношения интенсивностей излучения пламени воздействием на подачу воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, отношение интенсивностей излучения пламени определяют как отношение интенсивности излучения, измеренной на всем участке длины пламени, к интенсивности излучения, измеренной на участке 1/3 и 1/2 длины пламени от его корня соответственно для короткофакельных и длиннофакельных горелок. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при величине отношения интенсивности излучения, равной единице, формируют сигнал на отключение горелки. (Л 10 в схему защиты IA сигнализации 05 00 О) О5 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ъ(50 F 23 N 5 08 С,,;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1 —

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ рты

CO

ОЪ (21) 3391979/24-06 (22) 29.01.82. (46) 23.01.84. Бюл. № 3 (72) E. И. Феоктистов, Ю. Д. Коловертнов и Л. К. Прозоров (71) Специальное проектно-конструкторское бюро Всесоюзного объединения «Союзнефтеавтоматика» (53) 621. 182.26! (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 471492, кл. F 23 N 3/00, 1973.

2. Патент С ША № 4043742, кл. 431-12, опублик. 1977. (54) (57) 1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ путем поддержания заданного от,.SUÄÄ 1068665 A ношения интенсивностеи излучения пламени воздействием на подачу воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, отношение интенсивностей излучения пламени определяют как отношение интенсивности излучения, измеренной на всем участке длины пламени, к интенсивности излучения, измеренной на участке 1/3 и 1/2 длины пламени от его корня соответственно для короткофакельных и длиннофакельных горелок.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при величине отношения интенсивности излучения, равной единице, формируют сигнал на отключение горелки.

1068665.

5! о

25 лО

55

Способ автоматическогo регулирования процесса горения относится к энергетике, а именно к автоматизации процессов горения для обеспечения оптимального сжигания газообразного топлива при максимальном КПД.

Известен способ управления процессом горения путем измерения интенсивности спектральных линий излучения пламени и воздействия на соотношение топлива и воздуха, согласно которому в качестве управляющего сигнала используют разность измеренных интенсивностей„ излучения на длинах волн 4315 и 3900 А (1).

Такой способ приемлен для ламинарного пламени, т.е. для сплошного спектра, но при турбулентном пламени указанный способ обладает существенной погрешностью, так как турбулентное пламя газовой горелки предсгавл»ет собой наложение (совокупность) полосатых и линейчатых спектров.

Спектральные характеристики отдельных участков пламени не могут характери; зовать с достаточнои точностью процесс горения всего пламени даже в режиме сканирования. При этом на оценку эффективности горения оказывает влияние подсветка топки дневным светом, так как диапазон

- l315 — 3900 Х частично охватывает и види:;ую часть спектра.

1-1аиболсс близким к изобретению является способ автоматического регулирования процесса горения путем поддержания зада i»oi о отношения интенсивностей световых излхчений пламени воздействием на lioдачу воздуха (2).

Визпруемая часть пламени раскладывается на спектральные составляющие и по отношени О интенсивностей, по крайней мере, двух компонентов судят об эффективности горения.

Часть светового потока от пламени через механический прерыватель-модулятор с частотой модуляции 800 Гц подается на зеркало, сводящее световой пучок в параллельный пучок лучей. Далее световой поток от зеркала поступает на спектроскопическую решетку. Спектроскопическая решетка разлагает световой пучок на спектральные составляющие. . -Затем, посредством электромеханического пр< рывателя, выделяют интересующие составляющие двух излучений. Электрические сигналы спектральных составляющих далее через детектор подаются на решающее устройство, вычисляющее отношение величины интенсивностей. По величине отношения интенсивностей излучений выбранных длин волн судят об эффективности горения. Далее осуществляют регулирующее воздействие на заслонку подачи воздуха к горелке.

Согласно указанному способу, как и согласно предыду1цему, осуществляется спектральный анализ локального участка пла:vI< . lH. 1 dKOH OПОСОО !IPHO54Jle!11 Д;1» . IBM!! 1!dPного пламени, т.е. для сплошного спектра, а при турбулентном пламени способ обладает существенной погрешностью, так как турбулентное пламя газовой горелки представляет собой наложение (совокупность) полосатых и линейчатых спектров.

Спектральные характеристики отдельных участков пламени не могут характеризовать с достаточной точностью процесс горения всего пламени. Кроме того, извес<ный способ сложен в реализации.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу автоматического регулирования процесса горения путем поддержания заданного отношения интенсив1остей воздействием на подачу воздух;:. Π— ношение интенсивностей излу .е;ий II.T ..;;ни определякп как Отноп<е<1ке иl!T< I.H!!oeòH излу 1ения, изм< .pell !OH и". всем х ч11стке,!Пины пламени к инт<.нсивности излу 1ени». Измереннои па участке вЂ, — -- - — длины пламени

1 1 от его корня соответственно для короткофакельных и длиннофаксльных гор< loK.

При величине отношения интенсивностей излучений, равной единице, формируют сигнал на отключение горелки.

Hd чертеже представлена схсма устройства, реализующая способ.

Регулирование процес<а rope»»» I:po",з;-водят на горелке Путем контроля ф;., .ла

2, d именно измео»юг HHTe?Ic»i!HoeTH 1; ..THTрафио 1етового излучения ндикатором 3 Б пределах — — — — длины пламени От <го кор1 1

Н» (мчасток пl - и). и ННТ< н, ивно< т» 1-, 1ь" ра фиолетового H3JIу чени» 51 нднка1 ор

Ilo всей д IHHe пламени (3 часток <п - k ); измеряют отношение вычислительным устE ройством 5 и через регулирующее устройство 6 и испол51ительный механизм 7 осуществляют подвод воздуха по трубопроводу 8

Ii rOp< .JIK) 1, H BeJIHWHHy OTHOIIleHH5l - - - Id, ают задатчиком соотношений 9.

При величине отношения интенсивностейй Е,)Е, равным едини <е, функцио»альный блок 10 формирует электрический предупредительпыи аварий»в и сигнал на отключение горелки.

Способ автоматического регулирования процесса горения осуп<ествл51ется следующим образом.

Газовоздушная смесь при выходе из горелки 1 загорается, начиная от корня (точка m) и пламя распространяется по продольной оси пламени до точки К.

Горение происходит через ряд промежуточных цепных реакций. Активными промежуточными продуктами цепных реакций являются свободные радикалы и атомы.

При переходе возбужденных радикалов в стабильное состояние. т.е. Нри переходе в продукты сгорания (СОт+ Н О) возникает ультрафиолетовое излучение в диапазоне

1068665

0,19-0,35 мкм. При эффективном горении определяется часть длины пламени (для короткофакельных горелок равная - -, а

3 для длиннофакельных — ), начиная от корня, состоит в основном йз возбужденных радикалов и является источником ультрафиолетового излучения.

Эффективное сжигание смеси осуществляется при коэффициенте избытка воздуха

C = 1,0-1,05 и.при тщательном перемешивании смеси. От индикатора 3 электрический сигнал, пропорциональный интенсивности излучения Е> на участке пламени m-n, поступает в вычислительное устрство 5, одновременно в это же вычислительное устройство поступают электрические сигналы, величина которых пропорциональна интенсивности Е1 ультрафиолетового излучения от всей длины пламени (координаты m-к).

Вычислительное устройство осуществляет операцию деления E, /g .

Например, увеличение избытка воздуха в зоне горения приводит к увеличению ультрафиолетовых составляющих спектра HB участке пламени (п-к). Это, в свою очередь, приводит к увеличению абсолютной величины Е,jE . Электрический сигнал от вычислительного устройства 5 поступает на регулирующее устройство 6, где этот сигнал сравнивается с сигналом от задатчика 9 и регулирующее устройство 6 вырабатывает регулирующее воздействие на исполнительный механизм 7, уменьшает подачу воздуха в горелку 1, и величина E,/E приводится автоматически к заданному задатчиком 9 значе4 нию, обеспечивая эффективное сжигание топлива..

При уменьшении величины 1.„.(Е регулирующее устройство 6 воздействует на исполнительный механизм 7, увеличивая подачу воздуха в горелку 1.

В том случае, если по каким-то причинам величина E,/E> (например, неисправность в системе подачи воздуха) уменьшается, при достижении ее значения Е /E> — — 1 функциональный блок 10 формирует сигнал погасания пламени в схему защиты и сигнализации. Этот сигнал далее может быть использован для оповещения обслуживающего персонала и остановки горелки путем отсечки подачи газа.

Значение Е,/Š— — 1 означает, что режим горения приближается к химическому недожогу, т.е. когда в зоне горения не хватает окислителя, а в продуктах сгорания содержатся несгоревший газ и CO. Это, в свою очередь, при определенных обстоятельствах может привести к взрывам топок и загрязнению окружающей среды. В связи с этим сигнал при Е,/Ez — — 1 является профилактическим.

Согласно способу автоматического ре25 гулирования процесса горения осуществляется контроль пламени, по всей длине и сравнение полученной таким образом интенсивности излучения с интенсивностью излучения характерного участка вблизи корня пламени, повышается точность регулирования как для ламинарного, так и для турбулентного пламени.

Составитель И. Аксенов

Редактор П, Коссей Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 10963/31 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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