Способ контроля химического недожога топлива Советский патент 1984 года по МПК F23N5/24 

1 Изобретение относится к контролю горения и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования процесса сжигания топлива энергетических парогенераторов, промышленных котлов, печей и других топливоиспользующих агрегатов. Наиболее близким к изобретению является способ контроля химического недожога топлива путем измерения сигнала, пропорционального суммарному тепловому эффекту реакции.окисления горючих компонентов Нг и СО, дат чиком в принудительном потоке анализируемой пробы lj . Недостатком известного способа яв ляется низкая надежность контроля хи мического недожога топлива при наличии в анализируемой пробе водорода Hi и окиси углерода СО. В этом случа выходной сигнал измерительной мостовой схемы для этого способа контроля можно записать в виде . ,С,К2С2 (1) где С, и Ci - концентрации соответственно водорода Hj. и V окиси углерода; К, и Кг - коэффициенты передачи датчика соответственн по Н и СО. Так как коэффициенты К и К не равны, причем К, К, в силу более высокой теплотворной способности водорода, нельзя получить однозначную зависимость сигнала датчика от суммы горючих СО + Нг. в отходящих газах. Цель изобретения - повышение точ ности контроля химического недожога топлива. Поставленная цель достигается тем,что согласно способу контроля химического недожога топлива путем измерения сигнала, пропорциональног суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов Н2 и СО, датчиком в принудительном поток анализируемой пробы часть анализиру мой пробы пропускают через диффузионную мембрану, измеряют сигнал, пр порциональный суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов СО и Hg, датчиком в диф фузионном потоке, вычитают из сигна ла датчика, расположенного в принудительном потоке, сигнал датчика, расположенного в диффузионном поток и по полученной разности сигналов 77 судят о концентрации продуктов химического недожога топлива. На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ контроля химического недожога топлива; на фиг. 2 - градуировочные характеристики датчика, расположенного в принудительном потоке; на фиг. 3 - . градуировочные характеристики датчика, расположенного в диффузионном потоке; на фиг. 4 - градуировочная характеристика устройства, реализующего способ контроля химического недожога топлива. Устройство для контроля химического недожога топлива (фиг. 1) содержит датчик 1, расположенный в принудительном потоке, и датчик 2, расположенный в диффузионном потоке, в смежные плечи мостовых схем которьк включены идентичные по своим геометр ическим и электро-тепловым параметрам рабочие 3 и сравнительные 4 чувствительные элементы и одинаковые по величине плечи 5 отношения. Для корректировки нуля мосты содержат нуль-корректоры 6. Питание мостов .осуществляется от стабилизированного электрического источника 7. Рабочие чувствительные элементы представляют собой платиновые термосопротивления, зафиксированные в слое твердого носителя из активной окиси алюминия и нагреваемые электрическим током. Поверхность носителя покрыта мелкодисперсным низкотемпературным катализатором, например платино-палладиевым. Сравнительные элементы выполнены аналогично рабочим, но не содержат каталитического покрытия. Чувствительные элементы 3 и 4 датчика 1 установлены в пробоприемнике 8 непосредственно в принудительном потоке анализируемой пробы, а чувствительные элементы 3 и 4 датчика 2 - в камере 9, которая отделе.на от основного потока диффузионной мембраной 10. Мембрана 10 может быть изготовлена из тонкой пленки, проницаемой для окиси углерода и водорода, или пористого материала, например из спеченных под давлением металлокерамических гранул на основе никеля, или из многорядной взрывозащитной сетки. - Мостовые измерительные схемы датчиков 1 и 2 включены встречно, т.е. обеспечивается вычитание их сигналов. Разность сигналов измеряется показывающим прибором 11, причем из сигнала моста датчика 1 вычитается часть сигнала моста датчика 2, задаваемая делителем 12 напряжения. При наличии химического недожога происходит окисление горючих компонентов СО и Нг на рабочих чувствительных элементах 3 мостов датчиков 1 и 2. Величина полезного сигнала датчи ка 1 - Ид зависит от теплового эффекта и полноты окисления на нем горючего компонента, причем из-за различия физико-химических свойств Н и СО коэффициенты.передачи соответственно Kj - прямая 13 и KI прямая 14 (фиг. 2) различны и К, К На фиг. 3 представлены градуировочные характеристики датчика 2 на На - прямая 15 и СО - прямая 16 в диффузионном потоке анализируемой пробы продуктов горения. Вследствие различия коэффициентов диффузии Hj и СО коэффициенты передачи в диффузионном потоке .к, и К отличаются о соответствующих коэффициентов в при нудительном потоке К| и Кг, причем их соотношения не равны . v; , kCx Выходной сигнал датчика 2 Иц К/С, + КгСг. , (3) Разностный сигнал устройства рай -ИжГрид,(:к -jbKOc, -( -jbKx)a2 ,( где ft - доля-сигнала датчика, расп ложенного в диффузионном потоке, вычитаемая из сигн ла датчика, расположенного в принудительном йотоке. (2) 774 Из уравнения (4) очевидно, что, выбрав величину j3 из условия ,, л, К- 1 откуда получаем уравнение (:с,+-С4у в котором коэффициент пропорциональностиtC-|/,-.jbk, )C2-y 2 Градуировочная характеристика устройства 17 приведена на фиг. 4. Сигнал, измеряемый показьшающим прибором 11, пропорционален суммарной концентрации Н и СО. Способ контроля химического недо жога топлива осуществляется следующим образом. В процессе градуировки определяют градуировочные характеристики датчиков 1 и 2 и величину А , которую устанавливают с помощью движка делителя 12. Таким образом, пЬказывающй прибор 11 показывает величину химического недожога, пропорциональную содержанию Hj. и СО. Использование предлагаемого способа контроля химического недожога топлива позволяет повысить точность контроля и получить сигнал на показывающем приборе пропорциональный содержанию НдИ СО, что в свою очередь позволяет повысить эффективность контроля качества сжигания топлива и снизить выбросы продуктов химнедо «кога в атмосферу.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКОГО НЕДОЖОГА ТОПЖВА путем измерения сигнала, пропорционального суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов Нд и СО, датчиком в принудительном потоке анализируемой пробы, отличающийся тем, что, с целыО повышения его точности, часть анализируемой пробы пропускают через диффузионную мембрану, измеряют сигнал, пропорциональный суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов СО и Hj, датчиком в диффузионном потоке, вычитают из сигнала датчика, расположенного в принудительном потоке, сигнал датчика, расположенного в диффузионном потоке, и по полученной разности сигналов судят о концентг рации продуктов химического недожога топлива. СО 00 00 4J

Ug

о

Фиг 2

ид

15

%

Фиг.З