Способ контроля качества сжигания топлива Советский патент 1982 года по МПК F23N5/14 

Изобретение относится к способам контроля качества сжигания топлива путем измерения в продуктах, горения химического недожога топлива и избыточного кислорода в присутствии катализатора. .

Известен способ контроля качества сжигания топлива путем отбора пробы продуктов сгорания, разделения ее на два потока, в первый из которых осуществляют дополнительную пода.чу окислителя, а во второй - горючеЪо газа, и последующего их раздельного дожигания на термокаталитических элементах с измерением количества выделенного при дожигании тепла, пропорциональным в первом потоке величине химического недожога,, а во втором - величине избыточного кислороде l.

Недостатком известного способа является то, что дополнительную подачу окислителя и горючего газа осуществляют при помощи сложной газовой схемы, в силу этого устройства, реализующие известный способ контроля качества сжигания топлива, выполняются стационарными, связанными с источником дополнительного окислителя например, сжатого воздуха)) и

источником горючего газа (например, магистралью природного газа).. Связь эту осуществляют набором стандартных элементов газовой автоматики Спобудители и регуляторы расхода, рота-:метры, фильтры и т.д.) .

Для подачи дополнительных реагентов используют потенциальную энергию газов, находящихся под избыточным

to давлением.. Обращение с газами под давлением требует тщательного соблюдения правил техники безопасности, поскольку при этом имеется потенциальная возможность возникновения ;

15 аварийной ситуации: образование взрывоопасной смеси в потоке продуктов горения.

Цель изобретения - упрощение реализации способа при использовании в

20 качестве горючего газа паров горючей жидкости.

Поставленная, цель достигается тем-, что согласно способу контроля качества сжигания топлива путем отбора

25 пробы продуктов сгорания/ разделения ее на два потока, в первый из которых осуществляют дополнительную подачу окислителя, а во второй - горючего газа, и последующего их раздельного,

30 дожигания на термокаталитических элементах с измерением количества выделенного при дожигании тепла, поопорциональным в первом потоке величине химического недожога, а во втором - величине избыточного киапо рода, дополнительную подачу окислителя и паров горючей жидкости осуществляют их инжектированием пото. ком продуктов сгоранияс одновременным подогревом жидкости продуктами сгорания. На фиг, . 1 изображена схема пода окислителя эжектированием, а парооб разного горючего - барботированием потока продуктов горен1 я, на фиг. 2 - схема ввода дополнительных реагенто эжектированием потока продуктов горения J на фиг. 3 - схема ввода окис лителя путем подсоса, а парообразно го горючего - путем эжектирования потока продуктов горения. Блок-схемы содержат следующие уз лы ; ввод i потока продуктов горения газовые каналы g и 3, барботер 4, переключающее устройство 5, эжектор б, датчик 7 кислорода, первый регистрирующий прибор 8, датчик 9 недожога топлива, второй регулирующий прибор 10, побудитель 11 расхода, капилляр 12. Схема работает следующим образом. Подача окислителя эжектированием а парообразного горючего,- барботир ванием потока продуктов горения (фиг. 1). Способ включает отбор потока про дуктов горения.и подачу их в газовы ввод 1, разделение потока продуктов горения на два газовых потока в каналах 2 и 3, введение парообразных горючих из барботера 4, переключение потока с помощью переключающего устройства 5, подсос воздуха при помощи эжектора б, измерение кислор да в датчике 7 с регистрацией показаний прибором 8, измерение недожог топлива в датчике 9 с регистрацией показаний прибором 10. Подачу парообразного горючего в этом случае осуществляют путем ба ботирования слоя горючей жидкости в барботере 4, направляя с помощью переключающего устройства 5 поток продуктов горения канала 2 в барботер 4, а подсос окислителя осуществляют через эжектор б. В качестве горючей жидкости может быть использован этиловый спирт, бензины и дру гие горючие жидкости. Измерение избыточного кислорода происходит следующим образом. Обогащенный горючим реагентом поток продуктов горения поступает в датчик 7. На термокаталитических элементах- датчика 7 происходит реакция окисления избыточных горючих паров измеряемым количеством кислорода, сопровождающаяся термоэффектом. Его величина,, пропорциональная содержанию кислорода в смеси, измеряется мостовой схемой и регистрирующим прибором 8. Измерение недожога топлива в продуктах горения производят в канале 3. С этой целью поток продуктов горения эжектируют через сужающееся сопло, всасывающий патрубок которого соединен с атмосферой. Обогащенный атмосферным воздухом выше стехиометрического отношения к продуктам недожога топлива (окиси углерода и водорода, поток продуктов горения поступает на термокаталитические элементы датчика 9 и преобразуется в электрический сигнал, регистрируемый прибором 10, аналогично тому, как это имеет место при измерении датчиком кислорода. Подача окислителя эжектированием потока продуктов горения, а парообразного горючего - пропусканием потока продуктов горения над горючей жидкостьк ( фиг. 1). Способ включает операции, описанные выше. Отличие состоит в том, что вместо барботера 4 используется емкость 4 с легко испаряющейся жидкостью, например, эфиром. Для обогащения потока продуктов горения достаточно их пропустить через емкость 4 над горючей жидкостью .Измерение избыточного кислорода и недожога топлива происходит аналогично изложенному выше. Подача дополнительных реагентовпутем эжектирования потока продуктов горения (фиг. 2). Для реализации способа канал 2 снабжается эжектором б, включаемым между переключающим устройством 5 и емкостью 4. Для подачи парообразного горючего .поток продуктов горения канала 2 в этом случае переключающим устройством 5 направляют в эжектор б,всасывающий патрубок которого соединен с емкостью 4. Проходя через сужающееся сопло эжектора б, поток продуктов горения подсасывает пары горючей жидкости из емкости 4 и поступает в датчик 7 кислорода. Процесс измерения кислорода и недожога топлива в каналах 2 и 3 ««алогичен описанному.выше. Подача окислителя аа счет всасывания воздуха, а парообразного горючего путем эжектирования потока продук- . тов горения (фиг. 37. Для реализации подачи дополнительных реагентов канал 2 снабжается побудителем 11 расхода, а канал 3 - побудителем 11 расхода и капилляром 12. Побудители 11 включены ва входах каналов 2 и 3. Капилляр

12 сообщается с каналом 3 перед входом побудителя 11 и атмосферой. Обогащение потока продуктов горения окислителем в этом случае осуществляется подсосом атмосферного воздуха через капилляр 12. Количество подсасываемого воздуха обуславливается аэродинамическим сопротивлением капилляра 12 и газовой магистрали (не показана) общего газового ввода 1,.

Измерение содержания кислорода и недожога топлива проводится аналогично изложенному выше. ; Приведенные варианты способа обеспечивают безопасную подачу дополни тельного окислителя и парообразного горючего реагента. Это достигается использованием дополнительных реагентов, находящихся под атмосферным давлением. При этих условиях они не несут потенциальной опасности образования взрывоопасных смесей. Кроме тогог подача дополнительных реагентов осуществляется за счет энергии движущегося потока продуктов горения, что также исключает возможность образования взрывоопасных смесей дополнительных реагентов с продуктами горения, так, как прекращение отбора потока продукта горения прерывает подачу дополнительных реагентов, а их пЪступление синхронно меняется с изменением величины расхода потока продуктов горения.

В предлагаемом способе подача дополнительных реагентов позволяет упростить газовую схему, илтолнив ее независимой от стационар{шх ис.точников окисления и горючего pearerfта. Это обеспечивает возможность

создания переносных автоматических средств для контроля качества сжигания топлива, с помощью которых можно удобно и оперативно производить контроль качества сжигания топлива в удаленных точках горения.

Формула изобретения

Способ контроля качества сясигания топлива путем отбора пробы продуктов сгорания, разделения ее на два потока, в первый из кото1 дх осуществляют . дополнительную подачу окислителя, а во второй - горючего газа, ; и последующего их раздельного дожи. гания на термокаталитических элементах с измерением количества швделен0 ного при дожигании тепла, пропорциональным в первом потоке величине химического недожога, а во втором величине избыточного кислорода, отличающийся тем, что,

5 с целью упрощения реализации при использовании в качестве.горючего газа паров горючей жидкости, дополнительную подачу окислителя и паров гсчмочей жидкости осуществляют их

Q инжектированием, потоком продуктов сго рания с одновременным подогревом жидкости продуктами сгорания.

Источники информации, щ инятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

1 402790, кл. G 01 N 25/22, F 23 N 5/14, 1971.

0