Устройство для определения углерода в золе уноса пылеугольных котлоагрегатов Советский патент 1986 года по МПК G01N27/22 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию свойств сьтучих материалов путем измерения электрической емкости отобранной пробы, и может быть использовано в горнообогатителЬ ной т.ехнике, технике строительных материалов, в теплоэнергетике для контроля содержания углерода в ле- тучих золах.

Цель изобретения - повьшение точности определения.

На чертеже схематически изображено устройство для определения угл рода в золе уноса пылеугольных кот- лоагрегатов.

Устройство состоит из емкостного датчика в виде вертикально установленной сужающейся к основанию диэлектрической трубки 1, например стеклянной, с накладными электродами 2 и 3 в ее нижней части, подсоединенными через преобразоват ель 4 типа емкость - электрический сигнал к входу управляющего вычислительног блока 5, и дополнительным электродом 6 узла измерения расхода золы, размещенным у верхнего основания трубки и подключенным через дополнительный преобразователь 7 типа емкость - элеткрический сигнал к вход вычислительного блока 5, столика 8, закрепленного с зазором h у нижнего основания трубки 1, вибраторов 9 и 10, жестко закрепленных соответстве но на трубке I и ст.олике 8 и подключенных к выходу вычислительного блока 5, индикатора II, включенного на выходе вычислительного блока 5, и акселерометров 12 и 13, установленных на трубке 1 и столике 8 в отделении от вибраторов и подключенных через аналого-цифровой преобразователь 14 к входу вычислительного блока 5,

Устройство работает следующим образом.

Загружают в трубку 1 золу и вибрируют ее вибраторами 9 и 10, добиваясь виброожиженного состояния минимальной вязкости (динамическая вязкость 3 Н-с/м ), одновременно пропуская ее через зазор с раходом, удовлетворяющим соотношение

,5 G/S-f),,(1)

где h - величина зазора трубкой и столиком, мм; G 7 расход золы, кг/с;

494272

S - сечение трубки, м ; f - частота вибраторов , Гц; 0,5 - экспериментальный коэффициент, зависящий от дисперс5 кости золы.

Работу устройства в режиме,sудовлетворяющем соотнощение (О контролирует узел измерения расхода золы датчика, состоящий из дополни10 тельного электрода 6, подключенного через дополнительный преобразователь 7 к вычислительному блоку 5. Узел измерения расходд по заложенной в память вычислительного блока

15 5 программе оценивает скорость движения золы в момент ее минимальной вязкости по высоте уровня золы в . датчике над столиком, предварительно проградуироваином в зависимости

20 от расхода- золы. Высоту уровня при этрм определяют по величине емкости электрода 6, пропорциональной столбцу золы в датчике, и ее диэлектрической проницаемости, определяемой

25 по емкости между электродами 2 и 3, величина которой через преобразователь 4 в виде электрического сигнала поступает в вычислительный блок 5, По полученной информации вычислитель30 ный блок 5 изменяет режим работы вибраторов 9 и 10, поддерживая неизменным отношение G/f в неравенстве (1), и одновременно по приращению емкости между электродами 2 и 3 от- JJ носительно емкости датчика, заполненного :золой5 не содержащей углерод, и градуировочному графику, связывающему весовое содержание углерода в золе с приращением емкости, рассчи40 тьтает концентрацию углерода в золе и передает данные на индикатор 11 ,

Контроль виброожижений золы осуществляется акселерометрами 12 и 13, электрические сигналы которых мини45 мальны, когда зола в емростном датчике имеет минимальную вязкость. Сигналы акселерометров через аналого- цифровой преобразователь 14 поступают в вычислительный блок 5, который

JQ непрерьшно подстраивает частоту вибраторов 9 и 10, меняя режим их тирис- торных источников питания в сторону уменьшения сигналов акселерометров.

Настройку режимов вибраторов 9 и 55 10 проводят при отключенном вычислительном блоке 5, попеременно меняя их частоту и добиваясь минимальных сигналов с акселерометров 12 и 13.

3

Затем подключают управляющий вычислительный блок.

Особенностью предлагаемого устроства является использование в про-

(цессе измерений всей золы, поступившей в золоотборник из газохода кот- лоагрегата. Поэтому расход золы колеблется при изменениях в режиме горения топки и качества угля, и в емкостном датчике цилиндрического типа возмозкны колебания уровня, которое сложно скомпенсировать лишь изменением частоты вибраторов. Чтоб ослабить колебания уровня при значительных отклонениях расхода от среднего значения в предлагаемом устройстве трубку 1 емкостного датчика вьшолняют переменного сечения с болшим основанием в верхней части. Следует учитывать, что на трубке не

должно быть резких изломов, которые вызьгаают местные интенсивные колебания, нарушающие однородность виб- роо енной золы во всем объеме датчика; Этому условию удовлетворяют, например, трубки экспоненпральной и конической формы. Отношение площадей оснований такой трубки, выбранное равным относительному отклонению расхода, гарантирует колебание уровня в пределах 33% от среднего,

что вполне достаточно дпя надежной работы автоматической системы устройства. Например, при суточных колебаниях в 15% от среднего расхода (отношение максимального к минимальному расходу 1,35), колебания уровня золы составляют 11,5%. Кроме то- г.о, выполнение трубки с наклонными стенками с соотношением верхнего и нижнего оснований, выбранным из ус- повия , увеличивает эффект передачи энергии колебаний стенок частичками золы благодаря появлению у наклонных стенок вертикальной составляющей колебаний и тем самым

.позволяет ослабить колебания стенок трубки датчика по сравнению с известным цилиндрическим вариантом трубки. Однако увеличивать отношение диаметров оснований больше, чем вытекает из условия, не следует, потому что затрудняется достижение, равное мерного виброожижения во всем объеме датчика.

Устройство для определения углерода подключают в систему транспортировки золы, отбираемой из газохо10

15

20

494274

да для :гравиметрического анализа. Заполнив трубку I, включают вибратор 9. Изменяя питание двигателя, доби- ваются минимального показания аксе- 5 лерометра 12. Затем подключают вибратор 10 и добиваются минимального показания от акселерометра 13. Проверяют настройку вибратора 9 и подключают источники питания вибраторов на управление от вычислительного блока 5.

При движении золы через емкостный датчик меняется его емкость между электродами 2 и 3 в зависимости от содержания углерода в золе, а на электроде 6, кроме того, от уровня золы в емкостном датчике. За нулевой уровень отсчета принимают показания индикатора 1I, соответствующие отсутствию углерода в золе. По приращению показаний индикатора в . мент измерений и градуировочному графику, предварительно построенному по пробам золы с известной кон- 5 центрацией углерода, определяют относительное содержание углерода в золе. Полученное значение емкости между электродами 2 и 3, пропорциональное эффективной относительной 0 диэлектрической проницаемости золы, переносится на градуировочный график емкость - уровень золы, построенный для электрода 6 в зависимости от возможных значений эффективной диэлектрической проницаемости 2-5 или, что то же самое, емкости электродов 2 и 3. Зная из предварительных измерений (или расчета) закон, свя- зьтающий расход с уровнем золы в Q емкостном датчике, меняют частоту вибраторов в сторону вьтолнения неравенства (1) ,

Предлагаемое устройство для опре- 5 деления углерода в золе уноса пыле- угольных котлоагрегатов благодаря устранению сброса золы на входе емкостного датчика и управлению режимом вибрирования частиц золы в за- 0 висимости от высоты уровня золы в нем посредством вычислительного блока, а также ослаблению размаха колебаний уровня в трубке переменного сечения позволяет повычить точность 5 измерений. Кроме того, зная расход золы через емкостный датчик, можно ориентировочно оценивать общий поток золы в газоходе котлоагрегата.

5

Формула изобр етения

Устройство для определения углерода в золе уноса пыпеугольных котло- агрегатов содержащее емкостный датчик в виде вертикальной трубки с электродами, подключенными к преобразователю типа емкость - электрический Сигнал, и столика, закрепленного с зазором у нижнего торда трубки, вибраторы и Акселерометры, закрепленные жестко на трубке и столике, вычислительный блок, к входу которого подключены преобразователь и акселерометры, а выход подключен к вибраторам и индикатору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, оно снабжено узлом для измерения 1 асхода золы, вьтолненном-в виде дополнительного электрода, размещенного у верхнего основания трубки и подключер- ного через дополнительный преобразователь типа емкость - электрический сигнал к входу вычислительного блока, а трубка емкостного датчика выполнеиа с переменным сечением с отношением диаметров верхнего и нижнего оснований, выбранным из условия

D/d -Д ,

D - диаметр верхнего основания трубки;

d - диаметр нижнего основания

трубки к - отношение максимального и

минимального расходов золы.

Изобретение относится к измерительной технике для исследования свойств сыпучих материалов путем измерения электрической емкости отобранной пробы. Цель изобретения - по- вьшение точйости определения. Устройство содержит емкостный датчик в виде вертикальной трубки с переменным сечением с электродами, подключенными к преобразователю типа емкость-электрический сигнал. Столик, закрепленный с зазором у нижнего торца трубки, вибраторы и акселерометры: , закрепленные жестко на трубке Для измерения одновременного расхода золы емкостный датчик содержит дополнительный электрод, размещенный у верхнего основания трубки и подключенный через дополнительный пре- ,образователь типа емкость-электрический сигнал к входу вычислительного блока. 1 ил. I (Л го 4 СО .4 Ю

12 10

Составитель А.Платова Редактор Е.Папп Техред Г.Гербер КорректорМ.Максимишинец

Заказ 4229/45 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4