Устройство автоматического контроля пламени горелки Советский патент 1991 года по МПК F23N5/08 

Изобретение относится к энергетике, а именно к автоматизации процессов горения для обеспечения оптимального сжигания газообразного топлива при максимальном КПД,

Целью изобретения является повышение надежности контроля пламени.

На чертеже представлена схема устройства автоматического контроля пламени горелки.

На выходе горелки 1 в результате сгорания газовоздушной смеси образуется факел 2. Точкой ш обозначено начало пламени факела - его корень, а точкой k обозначен конец пламени факела. Точка п соответствует координате, равной расстоянию 2/3 и 1/2 длины от конца пламени соответственно для короткофакельных и длинно- факельных горелок. Собирательная линза 3 размещена , между пламенем горелки и оптическим детектором А- излучения, чувствительным к ультрафиолетовому излучению. При этом оптический детектор излучения размещен на главной оптической оси собирательной линзы в ее фокальной плоскости. Между собирательной линзой и оптическим детектором расположена, электромеханическая штррка 5 с приводом 6 Электромеханическая шторка имеет два положения: открытое и закрытое. При открытом положении она пропускает весь световой поток от пламени факела (точки m-k). При закрытом поло- женин пропускается только часть CBei вого потока пламени факела (участок между точками т-п). Оптический детектор 4 соединен с блоком 7 вычисления в котором осуществляется вычисление отношения интенсивности ультрафиолетового излучения пламени Е(, измеренной на всей длине пламени факела между точками k и га, к интенсивности ультрафиолетового излучения пламени EJ, измеренной на участке пламени между точками тип. Блок 7 вычисления соединен с цифровым индикатором 8.

Устройство автоматического контроля пламени горелки работает следующим образсйм.

Газовоздушная смесь при,выходе из горелки 1 загорается, начиная от корня (точка т) , и пламя распространя ется по продольной оси пламени до точки k. При эффективном горении определенная часть пламени (для ко

0

5

роткофакельных горелок равна 1/3, а для длиннофакельйых - 1/2 длины пламени, начиная от корня) состоит в основном из возбузвденных радикалов и является источником ультрафиолетового излучения. Эффективное сжигание смеси, как известно, осуществляв ется при коэффициенте избытка воздуха оо 1,0-1,05. При полностью открытой шторке 5 световой поток от всей длины пламени (точки га и k) -через собирательную линзу 3 фокусируется на оптический детектор 4, чувствительный к ультрафиолетовому излу чению. Детектор 4 при полностью открытой шторке 5 вьщает электрический сигнал, соответствующий интенсивности ультрафиолетового излучения Е,, который поступает в блок 7 вычисления. При закрытом положении шторка перекрывает часть светового потока пламени и на детектор 4 собирательной линзой 3 фокусируется световой поток с участка пламени между точками m и п, величина которого соот- ветствует интенсивности ультрафиолетового излучения Eg. При закрытом положении шторки 5 электрический сигнал от детектора 4 также посылается в блок -7 вычисления. В блоке вычисления осуществляется вычисление отношения интенсивностей излучения, равное коэффициенту избытка воздуха об . Результат вычисления поступает

5 на цифровой индикатор 8. Описанный цикл измерения автоматически повторяется с частотой, равной частоте переключения электропривода шторки

Введение в устройство собирательной линзы размещение детектора излучения пламени на главной.оптической оси линзы в ее фокальной плоскости и размещение электромеханической шторки между линзой и детектором позволяет производить измерение интенсивностей излучения Е, и Ej с помощью одного оптического детектора. При отклонении его параметров, на0

0

5

50

пример, в процессе, естественного старения не происходит увеличения погрешности измерения коэффициента йзбьггка воздуха 00. Наличие одного детектора вместо двух по прототипу упрощает задачу ориентации детекторов относительно контролируемого пламениf упрощает конструкцию устройства и повышает надежность контроля пламени горелки.