Устройство управления процессом горения Советский патент 1983 года по МПК F23N5/08 

Изобретение относится к теплогазоснабжению, в частности к контролю и регулированию процессов горения в топках энергетических котлоагрегатов.

Известно устройство контроля пламени топочной установки, работающее на переменном напряжении, в которой фотосопротивление представляет собой часть делителя напряжения. Этот делитель имеет ручку для регулирования усилителя, управляющего реле пламени. Схема содержит накопительные конденсаторы и транзисторные усилительные каскады 1.

Недостатком схемы является необходимость применения усилительных каскадов, что усложняет схему и, следовательно, снижает надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления процессом горения, содержащее ультрафиолетовый радиационный детектор пламени, соединенный с выпрямителем, связанным через разделительные диоды с двумя интегрирующими контурами,состоящими из резисторов и конденсаторов и соединенными через пороговые элементы с катущкой электромагнитного клапана. Первый нтегрирующий контур обеспечивает подвод энергии к детектору в зависимости от средней величины серии исходящих от него импульсов, превышающей заданную величину порога. Второй интегрирующий контур обесточивает детектор, когда средняя величина импульсов в течение заданного времени остается меньщей, чем обусловленная величина порога. Расход топлива к горелке регулируется соленоидным клапаном, соединенным с реле 2.

Недостатком устройства является невозможность плавного регулирования соотнощения газ-воздух, так как элементы схемы функционально обеспечивают только контроль наличия пламени. Кроме того, в условиях эксплуатации дрейф рабочих точек транзисторов приводит к ложным срабатываниям системы.

Цель изобретения - обеспечение контроля процесса горения и повыщение надежности.

Поставленная цель достигается те.м, что устройство управления процессом горения, содержащее ультрафиолетовый радиационный детектор пламени, соединенный с выпрямителем, связанным через разделительные диоды с двумя интегрирующими контурами, соединенными через пороговые элементы с катущкой электромагнитного клапана, дополнительно содержит высокоомный измерительный прибор, подключенный между контурами, а пороговые элементы выполнены в виде динисторов и электромагнитных реле.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство управления процессом горения содержит ультрафиолетовый радиационный детектор 1 пламени соединенный с выпрямителем 2 и ограничительным резистором 3. Выпрямитель посредством разделительных диодов 4 и 5 электрически связан с двумя интегрирующими контурами, состоящими из резисторов 6 и 7 и конденсаторов 8 и 9. Параллельно конденсатору 9 включен резистор 10 утечки. Реле 11 последовательно с динистором 12 включено между положительны.ми обкладками накопительных конден0 саторов 8 и 9. Параллельно конденсатору 8 через динистор 13 и свои нормально замкнутые контакты 14 включено реле 15. кроме того конденсатор 8 блокируется нормально разомкнутыми контактами 16 реле 11. Реле 15 имеет цепь самопитания, состоящую

из диода 17, ограничительного резистора 18, нормально замкнутых контактов 19 реле 11 и нормально разомкнутых контактов 20 и 21 реле 15. Индикатор горения - высокоомный измерительный прибор 22 включен

Q последовательно с ограничительным резистором 23 между интегрирующи.ми контурами, т.е. между положительными обкладками конденсаторов 8 и 9. Катущка электромагнитного клапана 24 подключена к цепи переменного тока через нормально разомкну5 тые контакты 20 реле 15. В линии питания установлен тумблер 25.

Устройство работает следующим образом.

При включенно.м тумблере 25 и освещении детектора 1 ультрафиолетовым излуче0 нием он начинает пропускать импульсы тока. Частота импульсов пропорциональна интенсивности ультрафиолетового излучения, и,следовательно, на выпрямителе 2 появляются импульсы напряжения, частота следования которых также пропорциональна ин тенсивности излучения. Эти импульсы напряжения через разделительные диоды 4, 5 и резисторы 6, 7 заряжают конденсаторы 8 и 9.

0 Когда напряжение на конденсаторе 8 достигает напряжения открытия динистора 13, последний включает реле 15. Реле 15 встает на самопитание по цепи: диод 17 - ограничительный резистор 18 - нормально замкнутые контакты 19 реле 11 и свои кон5 такты 20 и 21, отключив при этом динистор 13. Кроме того, контакты 20 реле 5 подключают к цепи питания катушку электромагнитного клапана 24, расположенного на газопроводе, и к горелочному устройству включится подача газа.

В этом включенном состоянии уровень заряда конденсатора 8 определяется величиной утечки самого конденсатора и величиной зарядного тока, а уровень заряда конденсатора 9 - величиной утечки конден5 сатора, величиной зарядного тока и величиной резистора 10 утечки. Наличие резистора утечки только у конденсатора 9 при постоянстве утечек собственно конденсаторов и постоянстве величин зарядных токов приводит к тому, что уровень заряда конденсатора 9 будет несколько меньше уровня заряда конденсатора 8. Измерение разности этих уровней с помощью высокоомного измерительного прибора 22 дает возможность измерять величину интенсивности излучения пламени, которая, в свою очередь, зависит от коэффициента избытка воздуха л . Для горелок полного предварительного смешения зависимость ивтенсивности ультрафиолетового излучения единичной поверхности пламени от коэффициента избытка воздуха носит экстремальный характер, причем оптимальному значению а с точки зрения полноты сгорания газа соответствует экстремальная величина интенсивности излучения. Изменяя соотношение газ-воздух с помощью, например, шайбы для регулирования количества эжектируемого воздуха и наблюдая за показаниями прибора, можно добиться оптимального значения JC. В случае отрыва или проскока пламени засветка датчика прекраш,ается и, следовательно, заканчивается подзарядка конденсаторов 8 и 9. Через 2-6 с, т.е. время, определяемое величиной резистора 10 утечки уровень заряда конденсатора 9 понижается настолько, что динистор 12 включает обмотку реле 11, которое своими нормально замкнутыми контактами 19 отключает цепь самопитания реле 15. Нормально разомкнутые контакты 20 реле 15 обесточивают катушку электромагнитного клапана 24, что приводит к отключению подачи газа к горелочному устройству. Конденсатор 8 разряжается через контакты 16 реле 11, потенциалы конденсаторов 8 и 9 выравниваются и реле 11 обестачивается. Схема возвращается в исходное состояние. Надежность работы предлагаемого устройства определяется тем, что оба конденсатора представляют собой запоминающие элементы с разной постоянной времени. Это позволяет в аналоговой форме сравнивать частоту следования предыдущих импульсов с частотой следования последующих для контроля и управления процессом горения. Данные экспериментальных исследований и испытаний устройства показывают, что его применение в 7-8 раз снижает затраты времени на регулирование горелочных устройств энергетических котлоагрегатов повышает безопасность использования газа, позволяет производить экономичное сжигание газового топлива с минимальными выбросами вредных веществ в атмосферу.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГОРЕНИЯ, содержащее ультрафиолетовый радиационный детектор пламени, соединенный с выпрямителем, связанным через разделительные диоды с двумя интегрирующими контурами, состоящими из резисторов и конденсаторов, соединенными через пороговые элементы с катушкой электромагнитного клапана, отличающееся тем, что, с целью обеспечения контроля процесса горения и повышения его надежности, устройство содержит высокоомный измерительный прибор, подключенный между контурами, а пороговые элементы выполнены в виде динисторов и электромагнитных реле.