Устройство для измерения химической неполноты сгорания топлива Советский патент 1987 года по МПК F23N5/24 

Изобретение относится к технике контроля качества процесса горения в топочных камерах, в особенности работающих на газе и мазуте с малыми избытками воздуха,

Цел Ь изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1, ;внутри которого расположены три соединенные между собой газовыми каналами полости. Полость 2 подвода анализируемого газа через патрубок 3 соединена с анализируемой средой, через клапан 4 - с полостью 5 о тйода анализируемого газа и через дроссель 6 - с полостью 7 стабилизированного расхода анализируемого газа. В полости 7 стабилизированного расхода расположен электрохимический твердоэлек- тролитный датчик 8 с электродами 9 и 10, нагревателем 11, центральной трубкой 12 и фильтром 13, Полость 7 стабилизированного расхода проходами 14 соединена с полостью 5 отвода газа, а через трубопровод 15 и дроссель 16 осуществляется подвод в полость 7 окислительного газа (воздуха). Полость 5 через отводящий патрубок 17 обеспечивает отвод анализируемой пробы газа. Патрубки 3 и 17 могут быть подсоединены к устанавливаемой на парогенератор шунтирующей трубе 18, по которой продукты горения, поступающие из дымового тракта, проходят к дымососу. При этом шунтирующая труба на участке между патрубкам должна содержать языковый шибер 19 или другое устройство, создающее перепад давлений газового потока.

Устройство работает следующим образом.

Под действием перепада давлений в отводящем 17 и подводящем 3 патрубках и, следовательно, полостях 5 и 2 клапан 4 приподнимается и анализируемый газ через зазор между клапаном

4и его седлом проходит в полость 5

и через патрубок 17 отводится из устройства. Одновременно анализируемый газ из полости 2 через дроссель 6 поступает в полость 7, омывает электрод 9 датчика 8, проходит в зазор между датчиком 8 и нагревателем 11 и через проходы 14 попадает в полость

5и далее через патрубок 17 также отводится из устройства, С помощью клапана 4 обеспечивается постоянство пе

5

0

5

0

5

0

5

0

5

репада давлений в полостях 2 и 5. При увеличении или уменьшении перепада давлений в местах подвода и- отвода к устройству анализируемого газа увеличивается или уменьшается перепад давлений в полостях 5 и 2, в результате чего клапан 4 поднимается или опускается, увеличивая или уменьшая проходное сечение между его поверхностью и седлом.

Перепад давления до и после клапана 4 при этом стабилизируется на определенном уровне, который определяется весом клапана и площадью перекрываемого им отверстия. Для обеспечения стабилизации расхода анализируемого газа в полости 7 применяется дроссель б с постоянным проходным сечением. Стабилизация расхода заклю- .чается в обеспечении постоянного перепада давлений до дросселя 6 (в полости 2) и после дросселя 6 (в полости 7), что и достигается с помощью клапана 4. Давление в полостях 7 и 5 одинаково, так как они соединены между собой проходами 14, имеющими относительно большое сечение. Воздух для полного окисления горючих компонентов анализируемого газа из атмо- сферы проходит через фильтр 13, поступает к датчику 8, омывает электрод 10 и через центральную трубку 12 попадает в трубопровод 15 с дросселем 16 и далее в полость 7, При рабочей температуре электродов в диапазоне 400 - 530°С и расходе окислительного газа, достаточном для полного окисления горючих компонентов в общем анализируемом потоке, датчик 8 гене- рирует ЭДС, величина которой зависит только от расхода горючих компонентов , поэтому для определения концентрации горючих компонентов в анализируемом потоке газа расход его должен быть известен и постоянен. Б этом случае устройство может тарировать как измеритель концентрации. Расход анализируемого газг может быть различным. При больших расходах чувствительность устройства вьште, так как расход горючих также увеличивается. При этом расход воздуха на окисление горючих всегда должен обеспечивать гарантированное окисление. Чувствительность устройства зависит также от площади электрода 9. С увеличением площади электрода чувствительность уменьшается, и наоборот. Ограничением для повышения чувствительности

устройства за счет уменьшения площади электрода является повьппениа внутреннего сопротивления электрохимической ячейки. Оптимальным следуеф считать размер наружного электрода ячейки, при котором сопротивление ее переменному току частотой 1000 Гц не пр.евьппает 1 кОм.

Ф о р мула изобретения Устройство для измерения химической неполноты сгорания топлива, содержащее датчик окислительного потенциала в виде электрохимической твер- доэлектролитной ячейки, расположенный в камере, соединенной патрубками

Редактор А. Огар

Составитель В. Булкин

Техред и. Попович Корректоре. Черни

Заказ 4423/43Тираж 494Подписное

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

подвода и отвода с шунтирующей трубой, отличающее ся тем, что, с целью повьшения точности, оно снабжено трубопроводом подвода окислитель - ного газа, камера снабжена стабилиза- fopoM расхода, выполненным в виде полости подвода, дросселя и клапана, и разделена на полости стабилизированного расхода, в которой установлен датчик, и отвода, причем полость подвода соединена с полостью стабилизированного расхода через дроссель, а с полостью отвода - через клапан, а г трубопровод подачи окислительного газа связан с полостью стабилизировангг ного расхода.

Изобретение м.б. использовано для контроля качества горения в топочных камерах. Цель изобретения - повышение точности измерения. Для этого устройство снабжено трубопроводом 15 окислителя газа-. Стабилизатор расхода выполнен в виде полостц (П)2 подвода, дросселя и клапана. Камера разделена на И 7 стабилизированного расхода, в которой установлен датчик 8, и П 5 отвода газа. Причем И 2 подвода соединена с П 7 стабилизированного расхода через дроссель 6, а с П 5 отвода - через клапан 4. Трубопровод 15 подачи окисленного газа связан с П 7 стабилизированного расхода анализируемого газа (АГ). С помощью клапана 4 обеспечивается постоянный перепад давления в П 2 и 5. Для обеспечения стабилизации расхода АГ в П 7 применяется дроссель 6. При расходе окислительного газа, достаточном для полного окисления горючих компонентов в общем анализируемом потоке, датчик 8 генерирует ЭДС, величина которой зависит от расхода горючих компонентов (ГК). Поэтому для определения концентрации ГК в анализируемом потоке газа расход его должен быть известен и постоянен. В этом случае устройство можно тарировать как измеритель концентрации ГК. Расход АГ может быть различным. При больших расходах АГ чувствительность устройства вьше. 1 ил. 2 сл оо 4:: ЩчЛ. 4 а 15