Способ измерения механического недожога топлива

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ (51)5 F 23 N 5/18

ЕНИЯ (57 ро ме

on ме из ро ро м н опр н то р с ст, и м р а в х ге ц я (о . (22 (46 (71

УС (72 ме (73 (56 (54

СК

09.02.89

30,01.93. Бюл, М 4

Институт технической теплофизики АН

В.В. Баринов, В,Н. Тарасевич, В.Г. Сеовский, В,В. Платонов и В.В. Бабушкин

В,В. Баринов

Авторское свидетельство СССР

059358, кл. F 23 N 5/18, 1982.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕГО НЕДОЖОГА ТОПЛИВА

Изобретение относится к области контя процессов горения и может найти принение в теплоэнергетике для еделения теплопотерь, обусловленных аническим недожогом топлива. Цель бретения — повышение точности и быстействия и упрощение процесса измереИзобретение относится к области контя процессов горения и может найти приение, например, в теплоэнергетике для еделения потерь тепла с механическим ожогом при снижении пылеугольного лива на котлоагрегатах тепловых электтанций.

Цель изобретения — повышение точнобыстродействия и упрощение процесса ерения.

На фиг. 1 показана схема системы для лизации способа; на фиг. 2 — динамика одного сигнала при использовании реата воздуха (кривая А), где С вЂ” концентрамонооксида углерода в продуктах

%); на фиг. 3 — зависимость интегрально. « Ы,, 1792504 АЗ ния путем использования в качестве реагента окислителя подогретого атмосферного воздуха. Измерение механического недожога топлива производят путем газификации пробы летучей золы в реакционной камере в присутствии реагента-окислителя с последующим измерением концентрации горючих газообразных продуктов газификации, пропорциональных величине механического недожога. Новым в способе измерения недожога является осуществление процесса газификации пробы золы в потоке подогретого атмбсферного воздуха, при этом измерение механического недожога топлива ведут по величине интегральной концентрации монооксида углерода в продуктах за время процесса газификации, причем температуру реакционной камеры устанавливаютвинтервале700 — 750 С, преимущественно

730 С. 6 ил, го выходного сигнала от температуры за время полной газификации пробы золы, где

С вЂ” концентрация монооксида углерода в продуктах; z — время полной газификации углерода пробы золы; Т вЂ” температуоа кипящего слоя золы (C); на фиг. 4 — зависимость интегрального выходного сигнала от расхода реагента- воздуха за время полной газификации пробй золы, где С вЂ” концентрация монооксида углерода; г — время полной газификации пробы; Q — расход реагента (л/мин); Q> — расход, обеспечивающий устойчивое кипение золы; О2 — расход, при котором уменьшается выходной сигнал датчика ниже требуемого уровня; на <риг. 5-динамика температуры реакционной каме1792504

35

40 зификации.

45 Датчик 9 измеряет термоэффект окисления газового компонента, в данном случае

55 и. . бора 11, Вычисление величины мехнедожога в пробе золы уноса осуществры в момент подачи пробы эолы, где ЬT—

v;»1ерение температуры при подаче эолы ("С); т — время полной газификации пробы (мин); на фиг. 6 — калибровочная характеристика преобразователя, где С вЂ” концентрация монооксида углерода в продуктах; т— время полной газификации углерода пробы золы; Cy — концентрация углерода в золе.

Прйведенная на фиг, 1 схема реализации способа содержит дозатор 1, реакционную камеру 2, газораспределительную решетку 3, нагреватель 4, подогреватель 5 газа с нагревателем 6, кран 7, газовый фильтр 8, датчик 9, побудитель 10 расхода, показывающий прибор 11, компрессор 12, краны 13 и 14 газовые.

С помощью дозатора 1 летучую золу подают дискретными порциями величиной

5 г в реакционную камеру 2.Причем процесс смещения золы с реагентом и их взаимодействие осуществляют в кипящем слое, что существенно интенсифищлрует процесс преобразования углерода золы уноса в аналоговую величину — монооксид углерода.

Для организации кипящего слоя золы в реакционной камере внутренняя полость последней выполнена конусообразной формы и снабжена газораспределительной решеткой 3.

Реа гентом-окислителем является атмосферный воздух, а измеряется промежуточный продукт взаимодействия кислорода воздуха с углеродом золы уноса — монооксид углерода, Перед подачей реагента в камеру 2 производят его подогрев до температур 500-800 С в подогревателе газа

5, снабженном электрическим нагревателем 6, Величину расхода (скорости) реагента изменяют в широком диапазоне (см. фиг.

4). Верхний предел ограничивают скоростью витания и уносом частиц золы, а нижний началом устойчивого кипения анализируемой пробы золы. При расходе Q1 нарушается режим устойчивого кипения пробы анализируемой золы, соответствен, но увеличивается время и снижается точность измерения, При расходе Qz выходной сигнал датчика уменьшается ниже требуемой величины — 0,5 об., соответственно снижается точность измерения, Диапазон скоростей реагента-окислителя в;сечении газораспределительной решетки 3, обеспечивающий эффективное кипение и взаимодействие эолы с реагентом-воздухом составляет 0,04-0,12 м/с для воздуха, имеющего темперагуру 20 С, Для проведения исследований процесс газификации пробы золы осуществляют в режиме стабилизаци

20 температуры кипящего слоя в диапазоне

500-800 С. Нагрев и стабилизацию температуры осуществляют электрическим нагревателем 4, включающим схему стабилизации температуры. При подаче пробы золы наблюдается дестабилизация теплового режима реакционной камеры, характеризующаяся повышением температурыв на величину Л Т (см. фиг, 5), обусловленным экзотермическим характером процесса взаимодействия углерода зол ы с реагентом — воздухом. Схема стабилизации нагрева компенсирует экзотермику процесса газификации золы и уменьшаетдестабилизирующее влияние изменения температуры на режим измерения механического недожога. С целью оптимизации кинетики процесса газификации летучей эолы воздухом снимают температурную зависимость измеряемого выходного продукта — монооксида углерода (см. фиг, 3).

Кинетика образования монооксида углерода в продуктах газификации имеет оптимум в интервале температур 700 — 750 С с наличием максимального значения в точке

730 С. Абсолютное значение максимума концентраций CO в продуктах при ведении процесса газификации летучей золы в области указанных температур составляет 1,5 — 2 об. и с высокой точностью регистрируется датчиком кимнедожога. Кроме того, в области температур 700 — 750 С погрешность от дестабилизации температуры ведения процесса минимальна, Образованные в результате газификации пробы золы газообразные продукты отбирают из реакционной камеры с помощью побудителя 10 расхода через фильтр 8, а избыток их сбрасывают. Прошедшие очистку продукты подают на анализ в датчик 9, причем, в отличие от прототипа, дополнительно окислитель в датчик 9 не вводят, а используют кислород, присутствующий в анализируемой пробе продуктов гамонооксида углерода. Датчик содержит измерительный и компенсационный элементы, изготовленные из оксида алюминия, снабженные платиновыми термометраминагревателями и включенные в смежные плечи мостовой измерительной схемы. Носитель измерительного элемента покрыт металлами платиновой группы, что обеспечивает каталитическое окисление на его noверхности продуктов химнедо>кога, Содержание монооксида углерода регистрируют с помощью автоматического при1792504 кац зак дув ем цел

Пос про опи жог дала

Рсааент т по величине интегральной концентрамонооксида углерода в продуктах за я полной газификации пробы, т.е, по ине площади, ограниченной кривой А г. 2, На фиг. 6 построена калибровочарактеристика преобразователя углезолы уносэ, представляющая имость интегрального сигнала датчисодержания углерода в золе. Пробы с различным содержанием недожога т путем разбавления золы с известконцентрацией углерода отожженной, имеющей нулевой уровень мехнедо. Калибровочная характеристика презователя имеет линейный характер и ерждает возможность создания средзмерения мехнедожога на описанном ципе измерения, После регистрации продуктов газифии пробы золы прибором 11 краны 7 и 13

blBBloT и проводят интенсивную проу реакционной камеры с использованиомпрессора 12 при открытом кране 14 с ю удаления проанализированной золы. е удаления золы кран 14 закрывают и одят следующий цикл измерения по анной выше схеме. вр м вел ич на и на х ро а зав с ка т зол за ю но зол и жо а об а по в ств и пр н

Формула изобретения

Способ измерения механического недотоплива путем газификации пробы летучей золы котлоагрегата при нагреве ее в реакционной камере в присутствии дополнительного реагента, определения концентрации монооксида углерода в

5 газообразных продуктах газификации измерением теплового аффекта от дожигания этих продуктов в присутствии окислителя и определения по концентрации монооксида углерода в газообразных продуктах газифи10 кации величины механического недожога, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и упрощения процесса измерения, газификацию каждой пробы золы производят в

15 кипящем слое, создавая поток дополнительного реагента через реакционную камеру, в качестве этого реагента используют атмосферный воздух, газификацию пробы производят при температуре, соответствующей

20 максимальному выходу монооксида углерода в диапазоне 700-750 С преимущественно 730 С при дожигании газообразных продуктов газификации в качестве окислителя используют остаток кислорода в воздухе, 25 непрореагировавший в процессе гвзификации, а концентрацию монооксида углерода в газообразных продуктах газификации on ределяют по полному количеству тепла, выделившегося в процессе дожигания газообразных

30 продуктов, образовавшихся в течение всего времени газификации пробы золы, 1792504

600 780730 750800 T, С

Фцг.3

1792504

УОО

f000 900 Q,ë1íèí

730

200

720

ZO Су,%

Фиг. б

Заказ 173 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101!

Редактор

Составитель P.ÖàòoëoB

Техред М.Моргентал Корректор Н. Лукач