Устройство для контроля режима воздухоподогревателя котельной установки Советский патент 1992 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к физическим измерениям и может быть использовано для повышения эффективности режима регулирования путем оперативного определения момента появления влаги за счет конденсатов паров серной кислоты и воды на контролируемой поверхности нагрева воздухоподогревателя котельной установки, например, тепловой электростанции.

Известно устройство для контроля влажности объекта, содержащее накладной вихретоковой датчик, подключенный токовой обмоткой к генератору высокой частоты, а измерительной через полосовые фильтры к соответствующему измерительному прибору.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет оперативно определить влажность объекта, так как для ее определения необходимо иметь множество эталонных сигналов, получаемых заранее на различных образцах контролируемого объекта, количество которых должно соответствовать предстоящим задачам контроля, что не позволяет с помощью егс осуществить эффективный режим регулирования подогрева воздуха.

Известно устройство для контроля влажности объекта, содержащее контрольную поверхность, охлаждаемую с гомощью термоэлектрическое устройства, датчик и измеритель теплового потока, а такке измеритель поверхностной температуры на участке контролируемой поверхности, подключенный к измерителю теплового потока. В нем при выпадении конденсата на контрольную поверхность резко и: меняется величина теплового потока через нее что регистрируется изменением сиг iana не. выходе измерителя теплового потока, а измерителем температуры фиксируется температура

Недостатком этого устройства является низкая эффективность использов.э.-шя его для контроля режима регулирования подогрева воздуха вторичным теплом котельной

(Л

С

х|

XI

О со х|

о

установки за счет обтекания воздухоподогревателя дымовыми газами из-за того, что они неизбежно загрязняет контрольную поверхность зольными отложениями продуктов сгорания и нарушают работу устройства.

Цель изобретения - повышение эффективности регулирования подогрева воздуха. Это позволяет сохранить и поддерживать эффективность работы котельной установки тепловой электростанции, для чего оперативно контролируют момент образования конденсата паров продуктов сгорания на поверхности воздухоподогревателя по изменению электропроводности зольных отложений на его поверхности, и тем самым предотвращают рост и упрочнение зольных отложений, уменьшают коррозию металлической поверхности, а в результате этого сохраняют наилучшие условия теплообмена воздухоподогревателя, обтекаемого горячими дымовыми газами.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля режима воздухоподогревателя котельной установки содержащем тракт транспортировки и подогрева воздуха, регулируемый нагреватель, поверхность нагрева, датчик влажности и регистратор-сигнализатор, согласно изобретению, введено пороговое устройство, состоящее из блока нормировки сигнала и компаратора, вход и выход которого является соответственно входом и выходом порогового устройства, датчик влажности выполнен в виде бесконтактного измерителя электропроводности, предпочтительно с вихретоковым преобразователем и фазовым методом обработки сигнала, установленного на тракт транспортировки и подогрева воздуха над поверхностью нагрева с зазором (5, превышающим допустимую толщину зольных отложений, причем выход датчика влажности соединен со входом порогового устройства, к выходу которого подсоединен регистратор-сигнализатор, а вход задания порога компаратора подключен к выходу блока нормирования сигнала, нормирующая шкала которого проградуирова- на в значениях электропроводности зольных отложений при наличии и отсутствии конденсата влаги на поверхности тракта подогрева.

Выполнение в устройстве для контроля режима воздухоподогревателя котельной установки датчика влажности в виде бесконтактного измерителя электропроводности предпочтительно с вихретоковым преобразователем и фазовым методом обработки сигнала установленного на тракт транспортировки и подогрева воздуха над

поверхностью нагрева с зазором д позволяет определить образование конденсата влаги на поверхности тракта подогрева воздуха по изменению величины электропроводности. При этом применение вихретокового преобразователя и фазового метода обработки сигнала значительно повышает помехозащищенность измерителя электропроводности (датчика влажности) от вли0 яния непостоянства зазора, вызванных, например, вибрацией тракта транспортировки и подогрева, изменением толщины слоя зольных отложений на нем и т.д.

В качестве датчика влажности может

5 быть применен электромагнитный фазовый дефектоскоп с вихретоковым датчиком трансформаторного типа, освоенные отечественной и зарубежной промышленностью, для которых дефектом должен быть выпаде0 ние конденсатора паров на поверхности нагрева.

Введение в устройство для контроля режима порогового устройства, подключенного на выход измерителя электро5 проводности. и состоящее из блока нормировки сигнала и компаратора с нормированным порогом срабатывания на значение электропроводности соответствующее электропроводности зольных отло0 жений при наличии конденсата паров продуктов сгорания на поверхности подогрева тракта транспортировки и подогрева. позволяет зафиксировать на регистраторе- сигнализаторе в функции индикатора появ5 ление конденсата паров.

Таким образом, отличительные признаки: выполнение датчика влажности в виде бесконтактного измерителя электропроводности с вихретоковым преобразователем

0 фазовым методом обработки сигнала и введение порогового устройства, подключенного входом на выход измерителя электропроводности, а выходом - нэ регистратор-сигнализатор позволяет организо5 вать эффективный режим регулирования (оператором или автоматом) подогрева воздуха котельной установки, т.е. достичь поставленной цепи.

Отличительным признаком, обеспечи0 вающим достижение поставленной цели не выявлены сходные им признаки. Следовательно изобретение соответствует критерию существенность отличий, а отсутствие же в патентной и других источниках анало5 гичной совокупности признаков свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию новизна.

На фиг. 1 приведена структурн.зя схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема варианта реализации датчика влажности

в виде бесконтактного измерителя электропроводности с вихретоковым преобразователем и фазовым методом обработки сигнала.

Устройство для контроля режима воздухоподогревателя котельной установки содержит датчик 1 влажности, пороговое устройство 2, состоящее из блока 3 нормировки сигнала и компаратора 4, вход и выход которого является соответственно входом и выходом порогового устройства 2, подключенное выходом к регистратору-сигнализатору 5, имеет выход А сигнала на регулирование режимом подогрева воздуха.

Датчик 1 влажности с зазором 5 установлен на тракте транспортировки и подогрева потока 7 воздуха над поверхностью 8 нагрева, покрытой зольными отложениями 9 и обтекаемой потоком 10 горячих дымовых газов.

Датчик 1 влажности выполнен в виде бесконтактного измерителя электропроводности, который с вихретоковым преобразователем и фазовым методом обработки сигнала содержит вихретоковый преобразователь 11 трансформаторного типа с обмотками 12 и 13 токовой и измерительной соответственно установлен над поверхностью 8 тракта 6 с зазором д, генератор 14, фазовращатель 15, усилители-ограничители 16 и 17 и фазовый детектор 18. При этом токовая обмотка 12 вихретокового датчика 11 подключена к генератору 14, и измерительная обмотка 13 через усилитель-ограничитель 17 на вход фазового детектора 18, второй вход которого через последовательно соединенные усилитель-ограничитель 15 и фазовращатель 16 подключен на выход генератора 14. Выход фазового детектора 18 является выходом датчика 1 влажности.

Устройство работает следующим образом.

В начале после закрепления вихретокового преобразователя 11 датчика 1 влажности над поверхностью 8 нагрева тракта 6 транспортировки и подогрева потока 7 воздуха, поддерживают температуру поверхности 8 существенно выше температуры образования конденсата паров на ней, например, путем уменьшения забора холодного воздуха для организации потока 7 через тракт 6, и при помощи фазовращателя 15 осуществляют выбор опорной фазы по сигналу на выходе фазового детектора 18, например, нулевому значению.

Выбор опорной фазы контролируют ре: гистратором-сигнализатором 5 по срабатыванию компаратора 4. Порог срабатывания

компаратора 4 задают блоком 3 нормировки сигнала. Затем снижают температуру поверхности 8 нагрева до температуры образования конденсата паров продуктов

сгорания на ней, например, увеличением доли холодного воздуха в потоке 7 что вызовет изменение электропроводности слоя зольных отложений 9. В результате изменится сигнал на выходе фазового детектора

0 18, сработает компаратор 4 о чем будет сигнализировать регистратор-сигнализатор 5, появится сигнал на выходе 4.

После этой настройки устройства для контроля режима воздухоподогревателя ко5 тельной установки готово к работе. При необходимости блоком 3 нормировки сигнала корректируют порог срабатывания компаратора 4.

Далее температуру поверхности 8 на0 грева повышают, путем уменьшения доли холодного воздуха в потоке 7, до тех пор пока температура поверхности 8 нагрева станет выше температуры образований конденсата паров на этой поверхности. Темпе5 ратура контролируется штатным термометром (не показан).

Достижение благоприятного режима работы воздухоподогревателя котельной установки контролируют по сигналу регистра0 тора-сигнализатора 5 и по сигналу на выходе А. Этот режим поддерживается либо оператором по сигналу регистратора-сигнализатора 5, и показаниям термометра, либо автоматом по сигналу с выхода А. путем.

5 например, изменения доли холодного и горячего воздуха в потоке 7 проходящего через тракт 6 транспортировки и подогрева воздуха.

Таким образом, данное устройство по0 зволяет повысить эффективность режима регулирования подогрева воздуха воздухоподогревателем котельной установки за счет возможности непосредственно в процессе эксплуатации котельной установки

5 контролировать и оперативно определят наличие конденсата паров (серной кислоты и воды) на поверхности нагрева воздухоподогревателя, загрязненной зольными отложениями продуктов сгорания, и тем самым:

0 снизить интенсивность роста и прочность зольных отложений, снизить процесс коррозии поверхности нагрева (теплообмена) и увеличить межремонтный период воздухоподогревателей, сохраняя эффективность

5 теплопередачи. Все это позволит улучшить экономические показатели котельной установки.

Формула изобретения Устройство для контроля режима воздухоподогревателя котельной установки, содержащее тракт транспортировки и подогрева воздуха, регулируемый нагреватель, поверхность нагрева, датчик влажности и регистратор сигнализатор, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности режима регулирования, в устройство введено пороговое устройство, состоящее из блока нормировки сигнала и компаратора, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом порогового устройства, датчик влажности выполнен в виде бесконтактного измерителя электро2

проводности, установленного на тракт транспортировки и подогрева над поверхностью нагрева с зазором превышающим допустимую толщину зольных отложений,

причем выход датчика соединен с входом порогового устройства, к выходу которого подсоединен регистратор, а вход задания порога компаратора подключен к выходу блока нормировки сигнала, нормирующая

шкала которого проградуирована в значениях электропроводности зольных отложений.

Использование: измерительная техника, теплоэнергетика. Сущность изобретения: устройство содержит измеритель влажности, установленный внутри регулируемого воздухоподогревателя котельной установки,вне зоны подогретого воздуха. Он выполнен в виде бесконтактного вихре- токового измерителя электропроводности, выход которого через пороговое ус ройство и блок управления подсоединен к входу исполнительного элемента регулиоуемого воздухоподогревателя. 2 ил

Ю

Выход Р

Ч

&иг. /

i