Способ контроля наличия пламени Советский патент 1992 года по МПК F23N5/24 

Изобретение относится к контролю процессов горения, в частности к способам автоматического контроля наличия пламени в многофорсуночных камерах сгорания теплосиловых установок, и может быть использовано в энергетической, газовой, химической, металлургической и в других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет автоматического учета изменения свойств контролируемого пламени.

На фиг.1 представлена общая блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 - блок-схема устройства, использующего в качестве датчиков пламени термоэлектрическиепреобразователи(термопары).

Устройство, осуществляющее способ, содержит (фиг.1) датчики и 2i-2n пламени, установленные попарно в одних и тех же точках пламени каждой горелки (форсунки) камеры сгорания, нормирующие преобразователи и 4i-4n по числу датчиков пламени, селектор 5 максимального сигнала, сумматор 6, блок 7 деления и блок 8 индикации. Причем датчики 1i-1n предназначены для первого измерения излучения пламени горелок, а датчики 21-2п -для второго измерения излучения.

Выходы датчиков и 2i 2nсоединены с входами соответствующих датчикам нормирующих преобразователей 3i-3n и 41-4п, выходы преобразователей 3i-3n связаны с входами селектора 5 максимального сигнала, выходы преобразователей 4i-4n - с входами сумматора 6, выход которого соединен с первым входом блока 7 деления, с вторым входом которого связан выход сеVI

СО

ю

00

лектора 5, а выход блока 7 деления подключен к входу блока 8 индикации.

При технической разработке и выполнении устройства, осуществляющего способ, в качестве датчиков 1i-1n и 2i-2n пламени используются датчики с аналоговым выходом, реагирующие на тепловое излучение пламени горелок. Это связано с тем, что подавляющая часть энергии излучения пламени лежит в инфракрасной области. По принципу действия это могут быть фотодатчики, газоразрядные лампы, датчики, реагирую щи е на температуру пламени или падающий тепловой поток (термометрические, термоэлектрические, пироэлектрические, магнитные).

В зависимости от типа используемых датчиков пламени производится и выбор нормирующих преобразователей 3i-3n и 4-|-4п, предназначенных для преобразования аналоговых выходных сигналов датчиков в электрические унифицированные сигналы в виде напряжения постоянного тока. В частном случае в качестве нормирующих преобразователеймогут использоваться усилители постоянного напряжения (фиг.2).

В качестве селектора 5 могут быть использованы полупроводниковые диоды, например, типа Д 220.

В качестве сумматора 6 и блока 7 деления могут быть применены блоки вычислительных операций БВО-П, входящие в состав промышленного агрегатированного комплекса АКЭСР. Блок БВО-П по входным аналоговым сигналам, поступающим в виде унифицированного напряжения постоянного тока, формирует свой выходной аналоговый сигнал согласно заданной блоку функции.

В качестве блока 8 индикации может быть использован вольтметр постоянного тока.

При использовании в качестве датчиков 1i-1n и 2i-2n пламени термоэлектрических преобразователей (термопар) структура устройства, осуществляющего способ, существенно упрощается (фиг,2), Это связано с тем, что термопары допускают непосредственное соединение своих выходов без предварительного усиления и нормирования сигналов. Поэтому выходы датчиков 1i-1n (фиг.2) сразу соединяются параллельно (все плюсы датчиков подключаются на плюсовую шину, все минусы - на минусовую шину), а выходы датчиков 2i-2n последовательно (минус датчика 2i соединяется с плюсом датчика 22, минус датчика

22 - с плюсом датчика 2з и т.д.) Обобщенный сигнал, снимаемый с плюсовой и минусовой шин датчиков 11-1 п, поступает на входы усилителей 3 постоянного напряжения, суммарный сигнал, снимаемый с плюса датчика 2i и минуса датчика 2П - на входы

усилителей 4 постоянного напряжения. Выходы усилителей подсоединены соответственно к первому и второму входам блока 7 деления.

Использование термопар в качестве

0 датчиков 1-|-1п и 2г2п пламени позволяет наиболее четко осуществить принцип измерения дважды в одних и тех же точках величины излучения пламени каждой горелки. Для этого применяют двойные термопары,

5 у которых оба чувствительных элемента расположены в одном защитном кожухе.

Способ контроля наличия пламени осуществляется следующим образом.

После зажигания пламени в камере сго0 рания датчиками 11-1 п и 2г2п производится непрерывное измерение излучения пламени каждой горелки. Нормирующие преобразователи 3i-3n и преобразуют выходные сигналы датчиков и 2i-2n

5 в сигналы, характеризующие текущие величины излучений пламени горелок. Из выходных сигналов преобразователей 3i-3n селектором 5 производится выбор максимального по величине сигнала. В сумматоре

0 6 выходные сигналы преобразователей 4i- 4п суммируются. В блоке 7 деления производится деление выходного сигнала сумматора 6 на выходной сигнал селектора 5, а в блоке 8 индикации по результату деле5 ния - индикация информации о наличии пламени горелок камеры сгорания.

При погасании на любом режиме работы камеры сгорания пламени одной или нескольких горелок уменьшается величина

0 выходного сигнала сумматора 6. Соответственно уменьшается величина выходного сигнала блока деления.Так как эта величина прямо пропорциональна числу работающих горелок, то в блоке 8 производится

5 индикация информации, по которой определяют число погасших на режиме горелок.

Так как первое и второе измерения излучения пламени каждой горелки производятся в одних и тех же точках пламени, то на

0 любом режиме работы камеры сгорания значение максимального сигнала учитывает все факторы, влияющие на характеристики пламени, а именно: статические и динамические изменения нагрузки камеры сгора5 ния и количества подаваемых к горелкам топлива и воздуха, вид и качество топлива, изменения радиационных и оптических характеристик пламени. Таким образом, при любых изменениях характеристик пламени каждой горелки, не связанных с самим погасанием пламени, практически исключается получение ложной информации о наличии пламени.

Кроме того, надежность контроля не зависит от числа контролируемых горелок, так как кроме операций непрерывного измерения излучения пламени и формирования сигнала, характеризующего его текущую величину, для каждой новой горелки других дополнительных операций при осуществлении способа не требуется.

Формула изобретения Способ контроля наличия пламени в многофорсуночной камере сгорания путем непрерывного измерения излучения пламени каждой горелки, формирования по числу

0

5

горелок сигналов, характеризующих текущие величины излучения, выделения максимального по величине сигнала и индикации информации о наличии пламени, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля за счет автоматического учета изменений свойств контролируемого пламени, дополнительно осуществляют второе непрерывное измерение излучения пламени в тех же точках каждой горелки, формируют по числу горелок вторые сигналы, характеризующие текущие величины излучения, суммируют полученные величины всех вторых сигналов, полученную сумму делят на величину максимального сигнала и результат деления используют в качестве информации о наличии пламени.

Изобретение относится к автоматическому контролю и управлению процессами горения в тепловых установках, в частности в многофорсуночных камерах сгорания. Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет автоматического учета изменений свойств пламени и независимости контроля от числа горелок. Для этого в известном способе контроля наличия пламени в многофорсуночной камере сгорания дополнительно осуществляют одновременно с первым измерением и в тех же точках пламени второе непрерывное измерение излучения пламени каждой горелки, формируют по числу горелок вторые сигналы, характеризующие текущие величины излучения, суммируют полученные величины вторых сигналов, полученную сумму делят на величину максимального (среди первых сигналов, сформированных согласно первому измерению) сигнала и результат используют в качестве информации о наличии пламени. 2 ил. сл С

1-я горелка

8

Фиг-i

1-я горелка

Фиг.2.

35 40 45