Способ определения углерода в летучей золе пылеугольных котлоагрегатов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/22 

Изобретение откосится к исследованиям химических и физических свойств веществ путем измерения электрической емкости и может быть использовано н горнообогатительной , технике строительных матерлалов, в теплоэнергетике для опре-, деления углерода в летучей золе тепловых электростанций.. Известен способ определения углерода в летучей золе пьшеугольных кот лоагрегатов, заключающг йся в том, что отсосанную из газохода и отсепарированную золу непрерывно-проталкивают через емкостной датчик при tio мощи шнекового питателя и по изменению емкости, зависящему от количес.тва углерода в золе, определяют относительное содержание углерода l Техническое решение имеет пони- . женное быстродействие, обусловленное временем заполнения шнекового питателя и датчика, абразивный износ элементов конструкции и неравномерное распределение частиц золы по его сечению из-за наличия сил сухого тре ния. Наиболее близким по текнической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ определения углерода в летучей золе пьшеугольных котлоагрегатов по изменению емкости датчика в зависимости от содержания углерода в летучей золе пылеугольных котлоагрегатов по изменению емкости датчика в зависимости от содержания углерода в золе,которую в виде ласьтной пробы свободно пропускают между обкладками конденсатора 2 Однако известный способ не обеспечивает необходимой точности определения содержания углерода в золе, поскольку из-за наличия сил сухого .трения частиц золы между собой и о стенки датчика , эаполг- ение объема датчика по его сечению керааномерио и изменяется в зависимости от раскола золы через датчик. Поэтому изменяетс как плотность золы, так и относитель ная объемная концентрао,ия углерода в объеме датчика, я тем самым вносится ошибка в результаты измерений содержa гш углерода з летучей золе. Цель настоящего изобретения повышение точности определения содер жания углерода в летучей золе. Поставленная цель достигаетск тем что согласно способу определения углерода в летучей золе пылеугольнык котлоагрегатов путем измерения элак трической емкости датчика при гфопускании через него золы, золуз датчике предварительно разжижают при помощи вибрации, а величину ее расхода выбирают из соотношения .. где - коэффициент, зависящий от сорта сжигаемого угля, с- ; Ц - объем емкостного датчика, кг/м ; плотность золы, частота вибрации, Гц; G - расход золы, кг/с. Выполнение указанного соотношения означает, что зола .достигла .такой степени разжижения, при которой устранены силы сухого трения между частицами ЭОЛЫ и о стенки емкостного датчика,- зола сохраняет, устойчивое значение плотности и равномерно заполняеа весь объем датчика, что обеспечивает однозначноа соответствие между величиной электрической емкости датчика и содержанием углерода в зoлe Кроме того, обеспечивается постоянная плотность летучей, золы в объеме емЕСОстного датчика и, следовательно, плотность углерода, концентрация которого определяетс.ч, благодаря чему исключается ошибка измерения содержания углерода, связанная с изменением производительности системы. Недостаточная поступательная скорость золы (малая ве.пичина Q ) приводит к тому, что в практически недвижимой основной массе частиц золы под суммарным воздействием вибрации и притязхевия земли углеродные частидк перемещаются вниз и тем самым создают MX к.ажущуюся уменьшенную концентрацию в сечеи51и датчика. Если виброожиженная зола не движется (), частицы углерода просто выпадают на дно закры1о;;о амкостного датчика, происходит сепарация золы. Когда же,как в изобретении,расход золы выбран достаточной величины (т. е, удоалетворянмдей соотношению (1) в формуле изобретения), частицы углерот;а .получают дополнительную энергию для хаотического движения как от увеличения интенсивности колебаний ратора, способствующего увеличению расхода , так и от возросшей поступательной скорости ЗО.ПЫ, перемешивающей зо.лу у неподвижных стенок емкостного датчика„ Ка распределение углерода в золе влияет такхче ее структура,вид упаковки ее частиц.Упаковка частиц определяет плотность виброожиженн й золы. Пока раскодQ золы недостаточен, структура, золы неоднородна содержит области плотнейшей упакойки, перемешанные с областями простой кубической упаковки. Области плотнейшей упаковки вытесняют углерод в области меньшей плотности, т.е. создают неоднородность распределения /глерода и затрудняют (гасят) его хаотическое перемещение по объему золы. КОГДР поступательная скорость достигает величины, характеризуемой соотношением (1), в структуре золы исчезают области плоткейшей упаковки, и части цы углерода с большей свободой рассеиваются в объеме емкостного датчика, При условии поступательного движения золы, соответствующего производительности Q, удовлетворяющей неравенству (i) происходит процесс уплотнения золы до плотности, позволяющей з.оле перемещаться через датчик с максимально возможной, обус ловленной минимальной вязкостью, скоростью, способствующей такой упаковке частиц, при которой достигается их максимальная подвижность относительно друг друга, т.е. наблюдаетс устойчивая (Простая) кубическая струк тура расположения частиц, которая единственно обеспечивает условие мак симальной подвижности (минимальной вязкости) сыпучей массу. Таким образом, в предлагаемом способе требование получения рас хода Q золы с величиной выше левой части неравенства (1) гарантирует по лучение постоянной плотности, подобной плотности простой кубической упаковки, но с учетом дисперсии частиц золы по диаметру. Одновременно, более высокая подвижность частиц золы при таком расходе Q способствует равномерному распределению частиц углерода в золе. Достигнутые в предлагаемом способе постоянная плотност и равномерное. распределение углерода позволяют повысить точность измерени .с 30 (известным способом) до 5%. На чертеже показано устройство для реализации способа определения содержания углерода в летучей золе пылеугольных котлоагрегатов. Оно состоит из вертикальной, напр мер, стеклянной трубки 1 с накладным электродами 2 и 3 измерительного дат чика и закрепленного на расстоянии о нижнего торца трубки столика. 4, регу лируемого по высоте, а также вибрато ра 5, механически жестко связанного трубкой I и столиком 4. , Устройство работает следующим об разом. При заполнении трубки 1 датчика золой включают вибратор 5. Скорость движения золы регулируют интенсивно стью колебания вибратора 5 и величи ной зазора столика 4 от нижнего тор трубки 1,Частоту вибрации и расход золы {производительность ) выбирают в соответствии с неравенством KQg/fsq, где - коэффициент пропорциона ности, выбираемый в зависимости от сорта сжиг емого угля, с ; Q - измерительный объем ем костного датчика, м ё плотность золы, кг/м I- частота вибрации, с ; G- расход золы, кг/с. Например, при номинальной частоте ибратора 100 Гц увеличивают амплиуду колебания дебалансовых грузов (повышая напряжение питания электроагнитного вибратора) пока расход олы не достигнетуровня, задаваеого соотношением. В этом случае беспечивается условие устранения сил ухого трения между частицами, отвеающее неравенству iMcj, F, де - статический момент дебалансных грузов вибратора кгм; СО - угловая частота колебания грузов; F-mH - наибольшая величина сил сухого трения покоя золы, . Н; гПо - масса дебалансных грузов вибратора, кг; - плечо рычага подвески грузов,.м; fJ - коэффициент сухого трения; N - нормальная реакция площади опоры сыпучих материалов , Н. Зола в разжиженном состоянии под действием тяжести запо жяет емкостный датчик и свободно вытекает через зазор между нижним срезом трубки емкостного датчика и столиком 4. , В зависимости-от содержания углерода в контролируемом объеме золы изменяется величина электрической емкости между электродами 2 и 3, Величину изменения емкости преобразуют в электрический , который подают, например, на микроамперметр, отградуированный в процентах содержания углерода в золе. Например, при использований в системе подачи золы циклона диаметром 200 мм с производительностью при частоте вибрации 100 Гц, плотности золы 800 кг/м (коэффициент В соотношении К-2с для углей Львовско-Волынского и Канско-Ачинского месторождений) оптимальный объем измерительного датчика составляет 5,4-10 м , Таким образом, задание вполне определенной поступательной скорости движения вибросжиженной золы (йутем задания ее расхода) позволяет добиться равномерного распределения частиц углерода по всему объему золы и стабилизировать величину ее плотности, и тем самым повысить точность способа измерения.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА В ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЕ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ.КОТЛОАГРЕГАТОВ путем измерения элект-, рической емкости датчика при пропускании через него золы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, эолу в датчике предварительно разжижают при помощи вибрации, а величину ее расхода выбирают из соотношения K-Qg/i Q, где К 1 - 2 - коэффициент, зависящий от сорта- сжигаемого угля, ст Q - объем емкостного датчика, м;О - плотность золы,кг/м; (Л f - частота вибрации,Гц; G - расход &олы, кг/с.