Устройство для измерения механического недожога топлива Советский патент 1993 года по МПК F23N5/24 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может найти применение при определении механического недожога топлива путем определения массовой концентрации углерода в летучей золе уноса котлоагрега- тов тепловых станций и других агрегатов, сжигающих твердое пылевидное топливо,

Целью заявляемого устройства является повышение быстродействия и точности измерения массовой концентрации углерода в анализируемой пробе золы.

Начертеже приведена принципиальная схема устройства для автоматического измерения механического недожога топлива при циклической подаче анализируемой пробы летучей золы котлоагрегатов в проточную реакционную камеру для выжигания углерода.

Устройство содержит трубопровод 1, связывающий дозатор летучей золы 2 с уст- ро йством отбора золы (не показано), трехходовой электромагнитный кран 3, проточную реакционную камеру 4 для выжигания углерода, нагреватель 5, газопроницаемую решетку 6, термопару 7, реакционную камеру для выжигания монооксида углерода 8 с нагревателем 9 и термопарой 10, газовую магистраль 11, измерительный прибор 12, блок нагрева 13, дополнительную емкость 14 с первичными преобразователями 15 датчика монооксида углерода 16 и первичными преобразователями 17 датчика диоксида углерода 18, побудитель расхода 19, двухходовой-электромагнитный кран 20 и блок управления 21.

Дозатор летучей золы 2 служит для отбора золы, поступающей по трубопроводу 1 от системы питания штатного отбора летучей золы котлоагрегата. Дозатор присоединен трубопроводом к трехходовому электромагнитному крану 3 и имеет линию связи с блоком управления 21. Дозатор снабжен электромеханическим приводом, при помощи которого анализируемая проба золы имеет возможность поступать в проточную камеру 4.

Трехходовой электромагнитный кран 3 имеет три патрубка, связывающих его с дозатором летучей золы 2, с проточной реакционной камерой 4 для выжигания углерода и с атмосферой. Кран находится в постоянно закрытом состоянии и управляется блоком 21, по сигналам которого подключается к дозатору летучей золы или к атмосферному воздуху.

Проточная реакционная камера 4 содержит электрический нагреватель 5, связанный с .системой нагрева 13, газопроницаемую решетку 6, установленную в нижней части камеры и термопару 7,

сигнал которой подан на измерительный прибор 12. Реакционная камера включена в газовую магистраль 11 последовательно с реакционной камерой для выжигания монооксида углерода 8, дополнительной емкостью 14 и побудителем расхода 19. Камера служит для выжигания углерода в кипящем слое золы. С этой целью она выполнена конусообразной. Узкий конец конуса перекрыт газопроницаемой решеткой 6. над которой образуется кипящий слой.

Реакционная камера 8 снабжена нагревателем 9, термопарой 10 и служит для выжигания монооксида углерода,

5 поступающего с продуктами выжигания из реакционной камеры 4,

Дополнительная емкость 14 заполнена атмосферным воздухом и служит источником окислителя для выжигания углерода зо0 лы, Емкость связана с атмосферным воздухом посредством двухходового электромагнитного крана 20, имеющего линию связи с блоком управления 21. Внутри емкости расположены первичные преобразователь5 ные элементы 15 датчика монооксида углерода 16 и первичные преобразователи / 17 датчика диоксида углерода 18. Емкость служит объемом, в котором накапливается диоксид углерода. Двухходовой кран 20 со0 единяет дополнительную емкость с атмосферным воздухом при удалении из неё продуктов сгорания..-Датчик монооксида углерода 16 выполнен в виде мостовой измерительной схемы,

5 в смежные плечи которой включены первичные измерительные преобразователи 15. Преобразователи изготовлены в виде нагреваемых электрическим током спиралей, витки которых скреплены термостойкими

0 окислами. На один из преобразователей нанесен мелкодисперсный платино-палладие- вый катализатор. На поверхности катализатора происходит окисление монооксидауглерода с выделением тепла, вели5 чина которого пропорциональна концентрации горючего газа. Преобразователи датчика выполнены в виде шара диаметром 1 мм и омическим сопротивлением около 2,0 Ом.

0 Датчик диоксида углерода 18 выполнен в виде мостовой измерительной схемы. Измерительные преобразователи 17 датчика изготовлены из платиновой нити диаметром 0,01 мм. имеющей сопротивление 21,0 Ом.

5 Одна из нитей экранирована от анализируемой среды.

. Сигналы датчиков 16 и 18 регистрирует автоматический потенциометр 12. на который поступают сигналы от термопар 7 и 10 о нагреве реакционной камеры для выжигания углерода 4 и реакционной камеры для выжигания монооксйдэ углерода 14, Сигналы ( измерительного прибора поступают на блос нагрева 13 и блок управления 21. В качестве измерительного прибора 12 ис- пол эзован многоточечный автоматический потенциометр типа КСП-4.

Лобудитель расхода 19 мембранного тип) служит для перемещения продуктов сгорания по замкнутому газовому контуру в процессе выжигания углерода и удаление эолового остатка и продуктов сгорания из дополнительной емкости в процессе проДУВШ. --г.

Блок управления 21 выполнен на основе Программного реле времени (типа ВС- 10). Блок управления имеет линии связи с дозётором летучей золы 2, с электромагнитным кранами 3 и 20. с измерительным при- боррм 12, с блоком нагрева 1.3 и победителем расхода 19.

Устройство работает следующим образом.1..-.... ....-. . . ...

1оток летучей золы, отбираемый из газохода котлоагрегата устройством штатного отбора золы, свободно падает по трубопроводу 1 и заполняет калиброванную емкс сть дозатора летучей золы 2. Остальная зола проходит мимо калиброванной емкости Дозатора и возвращается в газоход.

После нагрева проточной реакционной камеры 4 и реакционной камеры 14 до

850е

Z контакты измерительного прибора 12

замыкаются и на блок управления 21 посту- пает сигнал на включение исполнительного механизма дозатора летучей золы 2. Отка- либррванная проба анализируемой золы из емкоЬти дозатора просыпается в реакционную камеру для выжигания углерода 4 и на газопроницаемой решетке начинается вы- горайие углерода золы. Углерод золы сгорает с образованием монооксида углерода и диоксида углерода. Поток окислителя, по- ступс ющий из емкости 14 с атмосферным .воздухом, создает на решетке 6 камеры 4 „кипящий слой золы. Побуждаемые потоком продукты сгорания из реакционной камеры 4 поступают в реакционную камеру 8, затем в емкость 14 и далее на вход реакционной камеры 4. В реакционной камере 8 монооксид углерода догорает до диоксида углерода. 4 емкости 14 продукты сгорания смешиваются с атмосферным воздухом и, обогатившись кислородом, поступают в ре- а кцио|нную камеру 4. где происходит даль- нейи)еевыжигание углерода анализируемой пробы золы. Перемещение продуктов выжигания золы продолжается до полного превращения углерода и моно- оксид а углерода в диоксид углерода. Контроль за полнотой и временем выжигания пробы золы ведут по сигналам датчиков монооксида углерода и диоксида углерода. Выжигание золы прекращают при отсутствии в 5 продуктах сгорания концентрации монооксида углерода, а содержание диоксида углерода к этому моменту имеет максимальную величину.

Цикл измерения заканчивается удале0 нием эолового остатка из реакционной камеры 4. По сигналам блока управления 21 трехходовой электромагнитный кран 3 связывает реакционную камеру 4 с трубопроводом сброса эолового остатка, а двухходовой

5 кран 20, связывает емкость 14 с атмосферным воздухом. Одновременно поступает сигнал на побудитель расхода и его производительность увеличивается. Поток воздуха выносит золовой остаток из реакционной

0 камеры 4, забирая при этом из емкости 14 диоксид углерода, накопившийся в ней при выжигании золы. Длительность продувки контролируется по сигналу датчика диоксида углерода. После удаления эолового остат5 ка электромагнитные краны 3 и 20 занимают исходное положение, снижают производительность побудителя расхода и подготавливают устройство для очередного измерения.

0 Применение в устройстве дополнительных элементов позволило повысить быстродействиеблагодаря наличию дополнительной реакционной камеры для дожига монооксида углерода, что позволило

5 выжег пробы золы за 1.0-15 мин, установить контроль за полнотой выжигания углерода пробы и длительностью дожигания моно- оксида углерода по сигналам датчиков, повысить на 15-20% точность измерения

0 благодаря установке емкости для накопления продуктов выжигания золы. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для измерения механического недожога топлива, содержащее доза5 тор летучей золы, проточную реакционную камеру для выжигания углерода пробы золы, имеющую электрический нагреватель, побудитель расхода для подвода окислителя в реакционную камерудля выжигания

0 углерода, в которой установлен датчик температуры, связанный с измерительным прибором, блок управления, имеющий линии связи с дозатором летучей золы, нагревателем проточной реакционной камеры, с из5 мерительным прибором и побудителем расхода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство дополнительно включены реакционная камера для дожига.мия монооксида углерода, емкость с атмосферным воздухом,

двухходовой электромагнитный кран, трехходовой электромагнитный кран, установленный на выходе дозатора, и датчики диоксида углерода и монооксида углерода с первичными преобразователями, причем реакционная камера для дожигания монооксида углерода и емкость с атмосферным воздухом подключены последовательно с

проточной реакционной камерой для выжигания углерода, двухходовой электромагнитный кран установлен на входе емкости с атмосферным воздухом и имеет линию связи с блоком управления, а внутри емкости установлены первичные измерительные преобразователи датчиков монооксидов углерода и диоксида углерода.