Устройство для измерения недожога твердого топлива Советский патент 1992 года по МПК F23N5/24 

Реагент

Изобретение относится к автомати- зяции контроля качества сжигания топлива в пылеугольных котлоагрегатах тепловых электростанций и может найти приме- пение в энергетике для измерения углерода в золе уноса котлоагрегатов, работающих на твердом топливе.

Целью изобретения является повышение точности измерения и надежное- ти устройства.

На фиг,1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит обмотку 1 электромагнитного управления загрузкой и выгрузкой пробы золы, сердечник 2 этого привода, серьгу 3, шток 4 контргайку 5, емкость 6 дозатора, возвратную пружину 7, патрубок 8 для вывода отбора продуктов реакции, крышку 9, воронку 10, патрубок II, фильтр 12, термохимический датчик 13, регистрирующий (показывающий) прибор 14, газификационный реактор 15, электрический нагреватель 16, решетку 17, патрубок 18- ввода реагента (воздуха), блок 19 питания нагре- вятеля, обмотки 20 и 21 вибраторов, сердечники 22 и 23 вибраторов, дио- ды 24 и 25.

Реактор 15, выполнен в виде конусообразного пустотелого цилиндра из нержавеющей стали, установленного вертикально, на наружную поверх- иость которого нанесена обмотка электрического нагревателя .Обмотка нагревателя питается от сети переменного тока через блок 19, который обеспечивает неизменность тем- пературы внутри реактора. Реактор сверху закрыт крышкой 9, которая содержит воронку 10 для ввода золы в реактор и патрубок 8 для вывода продуктов газификации и отработанной золы. Часть газообразных продуктов i газификации углерода в золе выводится через патрубок И и фильтр 12 в термохимический датчик 13, который

выполнен в виде двух чувствительных

элементов - измерительного и компенсационного, включенных в смежные плечи моста. Элементы изготовлены из пластиновой проволоки в виде спиралей, на которую нанесен оксид алюминия (А1гОэ), причем носитель иэме- рительного элемента пропитан мелкодисперсными металлами пластиновой группы, что обеспечивает на нем окис

5 0 5

0

ление горючих газов, например СО.При подаче в датчик продуктов газификации золы из реактора 15 содержащийся в них оксид углерода окисляется и температура измерительного элемента повышается, что приводит к разбалансу мостовой схемы; Получаемая при этом разность потенциалов на зажимах измерительной диагонали моста датчика 13 пропорциональна концентрации СО. Датчик 13 связан с регистрирующим (показывающим) прибором 14.

3 нижней части реактора 15 установлена газопроницаемая решетка 17 и патрубок 18 для ввода реагента-воздуха. Расход реагента, подаваемого в реактор 15 через патрубок 18,выбирается таким, чтобы обеспечить внутри реактора ожижение частиц анализируемой золы при ее газификации,что интенсифицирует превращение углерода золы в газообразные продукты.

Над реактором 15 в предложенном устройстве размещен дозатор золы выполненный в виде дозирующей емкости 6, представляющей собой полый цилиндр со сквозным аксиальным каналом круглой формы, который установлен вертикально над воронкой 10 для ввода золы в реактор. Объем внутренней полости дозирующей емкости 6 равен объему пробы золы, подаваемой в реактор для анализа. Дозирующая емкость 6 установлена между перьями серги 3,которые охватывают ее по торцам сверху и снизу. Серьга 3 сочленена с одной стороны (слева) с электромагнитным приводом управления загрузкой и выгрузкой пробы золы, состоящим из сердечника 2 и обмотки I, питаемой от электрического источника, а с другой (справа) с возвратными пружинами 7. Благодаря этому серьга 3 может находиться только в двух крайних положениях, первое, когда подан электрический ток в обмотку I электромагнитного привода и сердечник 2 втянут до упора в катушку электромагнита (это положение серьги 3 показано на фиг.1) и второе, когда обмотка 1 обесточена и за счет усилия возвратных пружин 7 серьга 3 занимает крайнее правое положение.

В верхнем и нижнем перьях серьги 3 просверлены сквозные отверстия, диаметр которых равен диаметру внутренней полости дозирующей емкости 6, но разнесенные по длине серьги на

S

величину хода ее из одного крайнего положения в другое. При этом, если серьга 3 находится в крайнем левом положении (как это показано на фиг.1), что достигается подачей электрического, тока в обмотку I, то отверстие в верхнем пере серьги 3 располагается соосно с внутренней полостью дозирующей емкости 6, а отверстие в нижнем перемещено относительно нее на величину хода серьги, что дает возможность запереть дно дозирующей емкости 6, если серьга 3 находится в крайнем правом положении что достигается путем снятия напряжения с обмотки 1, то, наоборот, отверстие в нижнем пере серьги 3 располагается соосно с внутренней полостью дозирующей емкости 6, а отверстие в верхнем пере смещается вправо и верхнее перо перекрывает вход золы в дозирующую емкость.

Таким образом, при расположении серьги 3 в крайнем лево положении производится заполнрние дозирующей емкости 6 золой, подаваемой из штатного золоотборного устройства котло агрегата (на чертежах не показано4, а при расположении серьги 3 в крайнем правом положении происходит подача золы из дозирующей емкости 6 в воронку 10 и далее в газификационный реактор 15.

Для завершения процесса выдачи золы в реактор 15 из дозирующей емкости 6 между перьями серьги 3 установлен шток 4, снабженный винтовой парой для регулировки хода серьги 3 в крайнее правое попожение - это положение серьга 3 занимает под воздействием возвратных пружин 7,когда обмотка I обесточивается. Положение штока 4 выбирается таким, чтобы в конце хода серьги 3 в ее крайнее правое положение, когда дозирующая емкость 6 сверху полностью перекрыта верхним цером серьги, а снизу полностью открыта (отверстие в нижнем пере серьги 3 располагается соосно с полостью дозирующей емкости 6) шток 4 ударял по дотирующей емкости 6, что завершает ее потное освобождение от золы, находяцейся во внутренней полости.

Для фиксации положения штока 4 служит контргаика S.

С целью предотвращения налипаний золы на внутреннем поиоохносш дози 0

J5

20

25

216566

рующей емкости 6 в процессе приготовления дозы золы дозирующая РМ- кость 6 в полости, перпендикулярном направлению движения серьги 3, свя- зана с двумя вибраторами, которые расположены с обеих сторон дозирующей емкости 6 и выполнены в виде обмоток 20,21 и сердечников 22,23,при- чем обмотки 20,2} вибраторов подключены к источнику переменного тока через диоды 24 и 25, которые включены встречно (см.фиг.2). Благодаря такому включению диодов 24 и 25 обмотки 20,21 вибраторов будут обтекаться током поочередно одна из них (например, обмотка 20) в четные, а вторая (обмотка 21) в нечетные полупериоды следования переменного тока питания. Соответственно поочередное втягивание сердечников 22 и 23 в обмотки 20 и 21 придает дозирующей емкости колебания в плоскости, перпендикулярной направлению хода серьги 3, с частотой, равной частоте питающего тока, например 50 Гц, а это в свою очередь обеспечивает некоторое ожижение пробы золы, находящейся в полости дозирующей емкости 6, что в конечном итоге исключает налипание золы на ее стенках и обеспечивает свободную подачу золы в реактор i 5 на анализ.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении напряжение на обмотку электромагнитного привода серьги 3 не подается и серьга 3 под воздействием возвратных пружин 7 находится в крайнем правом положении. При этом вход в дозирующую емкость 6 перекрыт верхним пером серьги 3 и зола, непрерывно подаваемая в дозатор из штатного золотоотбор- ного устройства котлоагрегата, не поступает в дозирующую емкость 6 и в реактор 15, а просыпается мимо дозатора в сбросовую магистраль (на г чертежах не показана).

Для выполнения измерительного цикла на обмотку I электромагнитного привода серьги 3 подается напряжение. При этом сердечник 2 электромагнита втягивается в обмотку J до упора и переводит серьгу 3 в крайнее левое положение (оно )ено на фиг.1). Верхнее перо серьги 3 открывает вход по внутреннюю попость дозирующей емкости 6, а нижнее перек30

35

40

5

0

5

рывает выход из нее, тем самым Эола, подаваемая в дозатор сверху, заполняет внутреннюю полость Дозирующей емкости 6. Напряжение на обмотке 1 удерживается до тех пор, пока зола не заполнит внутреннюю полость дозирующей емкости 6 полностью,при этом избыток золы просыпается в магист- . раль сброса.

При снятии напряжения с обмотки серьга 3 под воздействием возвратных пружин 7 переходит в свое крайнее правое положение, при котором верхнее перо серьги 3 перекрывает вход в дозирующую емкость, а нижнее открывает выход из нее. 8 конце хода серьги шток 4 ударяет по дозирующей емкости, ограничивая ход серьги 3 вправо, благодаря чему зола, находя- щаяся в полости дозируемой емкости 6. в псевдоожиженном состоянии, под воздействием постоянно включенных вибраторов (20,22 и 21,23) свободно просыпается в воронку 10 и далее в реактор 15.

В реакторе 5 зола под действием реагента - воздуха, подаваемого непрерывно через патрубок 18, снижа ется и в полости реактора над решет- кой 7 образуется кипящий слой, в котором под воздействием температуры нагрева происходит газификация углерода с образованием монооксида углерода (СО). Продукты газификации сбрасываются через патрубок 8 а верхней крышке 9 реактора, часть их подается через патрубок 11 и фильтр 12- в термохимический, датчик 13 для определения в них содержания СО. Сиг- нал, выдаваемый датчиком 13, регистрируется показывающим (самопишущим) прибором 14 в виде Пика концентрации СО, площадь под которым является аналогом содержания углерода в анализи- руемой пробе золы.

Для удаления прореагировавшей пробы золы из реактора 15 кратковременно

5

Q (Q ,

5

увеличивается расход воздуха через i патрубок 18, при этом остаток.пробы золы уносится в магистраль сброса через патрубок 8.

После установления в реакторе 15 номинального расхода реагента-воздуха, подаваемого через патрубок 18, устройство готово для выполнения следующего цикла измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения недожога твердого топлива, содержащее газиЛи- кационный реактор с электрическим нагревателем, подключенным к блоку питания, термохимический датчик для анализа продуктов газификации,регистрирующий прибор, дозатор летучей золы, имеющий емкость, связанную с электромагнитным вибратором, подключенным к источнику переменного тока, и электромагнитный привод управления загрузкой и выгрузкой пробы золы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения н надежности устройства, оно допол- . нительно содержит второй электромагнитный вибратор, связанный с емкостью дозатора летучей золы, два диода, включенные встречно, через которые источник переменного тока подключен к обоим вибраторам, серьгу отсечки пробы золы с двумя перьями и штском, снабженным винтовой парой для регулировки хода серьги и соединенным с электромагнитным приводом управления загрузки и выгрузки пробы золы, емкость дозатора выполнена в виде полого цилиндра, открытого с обеих сторон и установленного вертикально между перьями серьги, в каждом из которых выполнены отверстия,смещенные относительно друг друга на величину хода электромагнитного управления привода загрузки и выгрузки пробы золы.

r

I

Фиг 2