Устройство для автоматического поддержания оптимального режима процесса горения топлива Советский патент 1959 года по МПК F23N3/00 G05D11/00 

Регулирование процесса горения в печах и тонках паровых котлов производится по соотношению «топливо-воздух, причем подвод воздуха, организуется не по оптимальной величине коэффициента избытка воздуха, а по ряду других вспомогательных величин.

Качество процесса горения зависит от оптимального значения коэффициента избытка воздуха. Отклонение коэффициента избытка воздуха от его оптимального значения приводит во всех случаях к понил ени1О температуры в топке и к некоторому недоиспользованию тепла сжигаемого топлива.

Описываемое устройство служит для более качественной организации процесса горения. При помощи его оптимальный процесс горения жидкого или газообразного топлива происходит при максимальной температуре топочного пространства путем изменения коэффициента избытка воздуха при заданном расходе топлива.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Измерив измеритатями / и 2 давление и перепад давления ма шайбе, т. е. расход топлива, а измерителями 3 и 4-расход воздуха, импульс об изменении расхода топлива и воздуха через систему передается на механический дифференциал 5. Так как расход протекающей среды (газа, жидкости) при постоянной температуре зависит лищь от перепада давлений на измерительной шайбе и величины его абсолютного давления, то угол поворота дифференциала, вызванный измерением расхода топлива и воздуха, измеренный таким способом, сви.п;етельствует об изменении коэффициента избытка воздуха.

С осью сателлитов дифференциала 5 связан ползунок, потенциометра G. Каждому полож;ению ползунка соответствует вполне определенное

ль 12190 - 2 -

напряжение, снимаемое с нотенциометра 6. Таким образом, величина изменения коэффициента избытка воздуха преобразуется в величину напряжения. Имнульс подается на измерительное плечо автоматического электронного потенциометра 7, с двигателем которого кинематически связана рейка 8.

Аналогично рассмотренному происходнт трансформация импульса температуры. Измерив температуру в топке фотоэлектрическим пирометром, импульс температуры передается на автоматический электронный потенциометр 9. С двигателем потенциометра кинематически связана рейка 10.

Каждому значению коэффициента избытка воздуха и температуре в топке соответствует вполне онределенное положение измерительных реек 9 и 10, в параллельной плоскости которых расноложены следящие рейки 11 и 1-2, автоматически устанавливающиеся против реек 9 и 10.

Работа устройства сводится к следующему. Допустим, рассогласование в соотношении топливо-воздух привело к изменению и соответственному перемещению рейки 9. В связи с этим изменится как-то и температура в топке и рейка 10 займет какое-то новое положение. Рейки же 11 и 12 останутся в положении, соответствуюпл,ем прежнему значению коэффициента избытка воздуха и температуры в топке.

В связи с перемещением реек 9 и 10 щтифт а, займет какое-то новое положение по отношению к стоящему ранее с ним согласованно щтифту b реек // и 12. В связи с этим коромысло с повернется на некоторый угол. На коромысле с помещен дугообразнь й потенциометр 13. Скользяндий контакт ncTennHOMeTpa под действием маятника 14 все время находится в вертикальном положении.

Таким образом, наклон коромысла с приводит к вполне определенному перемендению сопротивления потенциометра по отношению к маятниковому скользящему контакту 14. Потенциометр 13 получает напряжение от батареи постоянного тока строго определенного нанрял-сения. Каждому углу наклепа коромысла с соолветствует вполне определенное нанрял ение, снимаемое с потенциометра. Этот имнульс напряжения поступает на автоматический потенциометр 15, которьш унравляет устройством, меняющим нодачу воздуха в топку.

Устройство работает дискретно. После того как сработает лотенцио-метр 15, рейки 11 и 12 вновь становятся .против реек 9 и 10. Это достигается следующим образом.

При движении измерительной рейки 5 пли 10 позиционный переключатель (не указанный на схеме) замыкает день электродвигателя 16 или П, который через кипематическую связь приводит следующую рейку 11 и,ти 12 в движение но направлению ; ушедщей измерительной рейке 9 или 10.

По достижении следящ,ей рейкой 11 нли 12 измерительной рейки 9 10 концевой включатель нерсводит переключатель в нейтральное положение, чем обеснечивается следящий двигатель 16 или 17. Следящая рейка занимает положение в траверсе измерительной рейки.

В устройстве необходимо соблюдать определентгую последовательность работы его элементов. Это производится программным элементом 18.

На схеме (справа внизу) изображена программа псследовательности операций.

Первая операцня: подается тгапряженне на элементы, производящие установку измерительных реек 9 и 10. После этого напряжение с STiiX элементов снимается. Эле.е;;ты схемы, ;оторые получают напряжение при этой операции, отмечены индексом /.

Вторая операция: подается напряжение на потенциометр 15 для установки исполнительного механизма. После установки напряжение с автопотенциометра 15 снимается. Эта операция обозначается индексом //.

Третья операция: включаются в действие моторы следящих реек } I н 12, и происходит их установка против измерительных реек 9 и 10. Эта операция обозначена на схеме индексом /// После этого прибор вновь готов к повторению операций.

Отметим, что этот прибор может быть применен в схеме автоматизации Бьгсоконапорных парогенераторов и парогазовых установок для оптимизации мощности газовой ступени.

В этом случае измеритель температуры следует заменить измерителем мощности газовой ступени. Схема данного прибора аналогична схеме прибора, изображенного на приведенной фигуре.

В данной модификации нрибор, изменяя мощность добавительного двигателя, будет автоматически поддерживать оптимальный режим работы газовой ступени.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматического поддержания оптимального режима процесса горения топлива в печах и топках паровых котлов, содержащее автоматический потенциометр, воспринимающий импульс по изменению температуры в топочной камере, и щестеренчатый дифференциал, воспринимающий суммарный импульс по расходу топлива и воздуха, поступающих в топку, и передающий его на второй автоматический потенциометр, отличающееся тем, что, с целью обеспечения максимальной температуры в топочной камере при данном расходе топлива путем изменения коэффициента избытка воздуха, применены две измерительные рейки, расположенные в одной плоскости нерпендикулярно одна к другой, связанные между собою шарниром и соединенные с двумя следующими рейками коромыслом, на котором расположен дугообразный потенциометрический датчик, включенный в цепь управления органом регулирования подачи воздуха в топку.

2.В устройстве по п. 1 применение переключателя, нриводимого в действие измерительными рейками и служащего для управления двигателем следящих реек.

- 3 - № 121901

Возду)(

Импульс

Пост ток

температуры