Система контроля пламени котлоагрегата

 

Использование: энергетика, в частности автоматический контроль пламени многогорелочных котлоагрегатов, работающих на газовом топливе. Сущность изобретения: система контроля пламени содержит приемопередающую антенну 3, выполненную в виде стержня, установленного в корпусе горелки. Стержень соединен с приемопередающей линией 4, выполненной в виде коаксиальной линии, связанной с циркулятором 5 блока контроля. Стержень расположен на расстоянии не более 0,5 м от оси трубы подачи топлива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для контроля работы котлоагрегатов, работающих на газовом топливе.

Важным требованием, предъявляемым к системе контроля пламени, является индивидуальный (селективный) контроль факела тех горелок, в которые подается топливо. При этом факт погасания или отрыва факела пламени от горелки, в которую подается топливо, должен надежно фиксироваться тем датчиком контроля пламени, который смонтирован на этой горелке. Это означает, что этот датчик не должен реагировать на возникновение или погасание, или отрыв пламени на остальных горелках многогорелочного котлоагрегата. Указанное свойство датчика пламени называется селективностью. Таким образом, селективность датчиков пламени, установленных на горелках многогорелочного котлоагрегата, является основным системным требованием, предъявляемым к датчикам пламени, входящим в состав системы контроля пламени многогорелочного котлоагрегата.

Известно устройство для контроля наличия пламени горелки, содержащее контpольный электрод, изолированный от корпуса горелки и соприкасающийся с пламенем горелки [1] При подключении напряжения между корпусом горелки и контрольным электродом ток в цепи контрольного электрода регистрируют только в том случае, когда факел пламени замыкает своей областью ионизации контрольный электрод на корпус горелки. Исчезновение пламени размыкает электрическую цепь горелка контрольный электрод, что приводит к исчезновению тока в цепи контрольного электрода.

Однако известное устройство имеет существенный недостаток низкую надежность, поскольку контрольный электрод расположен в зоне пламени.

Наиболее близким по максимальному количеству сходных существенных признаков к изобретению является устройство контроля пламени, содержащее приемопередающую антенну, соединенную через приемопередающий тракт с блоком контроля [2] Приемопередающая антенна устройства (например, рупорная антенна) вынесена из контролируемого котлоагрегата и имеет максимум своей диаграммы направленности на отражатель. Энергия генератора электромагнитных колебаний усиливается и через антенну, отражатель и отверстие в стенке контролируемого котлоагрегата попадает в полость этого котлоагрегата. Отраженная движущейся мишенью, т. е. пламенем всех горелок контролируемого котлоагрегата, энергия возвращается по аналогичному пути к приемопередающей антенне. Устройство контроля пламени использует Доплеровский принцип обработки сигналов.

Недостатком известного устройства является отсутствие селективности контроля пламени каждой горелки многогорелочного котлоагрегата.

Основной целью изобретения являются выбор конструкции датчика, удовлетворяющей системным требованиям (элементы конструкции не должны находиться в пламени) и обеспечение селективности (расположение антенны и выбор сигнала облучения пламени и обработки отраженного сигнала должны обеспечивать контроль только своей горелки).

Задача решается тем, что система контроля пламени котлоагрегата, включающего по крайней мере две горелки, содержащая приемопередающую антенну, блок контроля и приемопередающий тракт, содержит по крайней мере одну дополнительную приемопередающую антенну, один дополнительный приемоперадающий тракт и один дополнительный блок контроля, антенна выполнена в виде стержня, расположенного внутри корпуса контролируемой горелки, а приемопередающий тракт выполнен в виде коаксиальной линии, причем каждый стержень соединен с индивидуальным блоком контроля посредством коаксиальной линии.

Задача решается также тем, что блок контроля содержит генератор электромагнитных колебаний, усилители, смесители, модулятор, циркулятор, фазовращатель, аналого-цифровые преобразователи и микроЭВМ, причем генератор электромагнитных колебаний подсоединен к первому входу первого смесителя непосредственно, к первому входу второго смесителя через фазовращатель и к первому входу модулятора, выход которого соединен через усилитель со входом циркулятора, соединенного через коаксиальную линию с антенной, выход которого через усилитель соединен со вторыми входами смесителей, выходы которых через аналого-цифровые преобразователи подключены ко входам микроЭВМ, выход которой соединен со вторым входом модулятора.

Задача решается также тем, что ось стержня расположена на расстоянии не более 0,5 м от оси трубы подачи топлива.

На чертеже изображена система контроля пламени котлоагрегата.

Система контроля пламени многогорелочного котлоагрегата, включающего несколько близко расположенных горелок, имеющих сопло 1 для подачи топлива и канал 2 для подачи воздуха, включают в себя приемопередающую антенну 3, выполненную в виде стержня, установленного в корпусе горелки. Стержень соединен с приемопередающей линией 4, выполненной в виде коаксиальной линии, связанной с циркулятором 5. Циркулятор соединен через усилитель и модулятор с генератором электромагнитного излучения 8. Выход циркулятора 5 соединен через усилитель 9 со входами первого 10 и дополнительного 11 смесителей. Ко вторым входам первого смесителя непосредственно, а второго через фазовращатель подсоединен генератор электромагнитного излучения 8. Выходы смесителей через аналого-цифровые преобразователи 13 подсоединены ко входу микроЭВМ 14, выход которой связан с модулятором 7.

Датчик пламени работает следующим образом.

Высокочастотные колебания, генерируемые генератором 8, промодулированные модулятором 7, через усилитель 6 и циркулятор 5 поступают в приемопередающую линию 4, после чего излучаются стержневым электродом в непосредственной близости от факела пламени горелки. Область ионизации, образованная пламенем горелки, отражает электромагнитные волны. Эти отраженные волны принимаются той же антенной и через приемопередающую линию 4, циркулятор 5, усилитель 9 поступают на квадратурный смеситель, образованный фазовращателем 12 и смесителями 10 и 11, откуда через аналого-цифровые преобразователи 13 в виде оцифрованных сигналов поступают в микроЭВМ 14, в которой по результатам обработки этих сигналов принимается решение о наличии или отсутствии пламени контролируемой горелки.

Оснащение системы контроля пламени котлоагрегата дополнительными приемопередающей антенной, приемопередающим трактом и блоком контроля, выполнение антенны в виде стержня, расположенного внутри корпуса контролируемой горелки, а приемопередающего тракта в виде коаксиальной линии, оснащение блока контроля генератором электромагнитных колебаний, усилителями, смесителями, модуляторами, циркуляторами, фазовращателями, аналого-цифровыми преобразователями и микроЭВМ и установка стержня на расстоянии не более 0,5 метра от оси трубы подачи топлива в горелку позволяют создать систему контроля пламени, элементы конструкции которой находятся вне пламени горелки, позволяющую обеспечить селективность контроля пламени многогорелочного котлоагрегата.

Формула изобретения

1. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПЛАМЕНИ КОТЛОАГРЕГАТА, включающего по крайней мере две горелки, содержащая приемопередающую антенну, блок контроля и приемопередающий тракт, отличающаяся тем, что она содержит по крайней мере одну дополнительную приемопередающую антенну, один дополнительный приемопередающий тракт и один дополнительный блок контроля, каждая антенна выполнена в виде стержня, расположенного в корпусе контролируемой горелки, а каждый приемопередающий тракт в виде коаксиальной линии, причем каждый стержень соединен с соответствующим индивидуальным блоком контроля посредством коаксиальной линии.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый блок контроля содержит генератор электромагнитных колебаний, усилители, смесители, модулятор, циркулятор, фазовращатель, аналого-цифровые преобразователи и микроЭВМ, причем генератор электромагнитных колебаний подсоединен к первому входу первого смесителя непосредственно, к первому входу второго смесителя через фазовращатель и к первому входу модулятора, выход которого соединен через усилитель с входом циркулятора, соединенного через коаксиальную линию с антенной, выход которого через усилитель соединен с вторыми входами смесителей, выходы последних через аналого-цифровые преобразователи подключены к входам микроЭВМ, выход которой соединен с вторым входом модулятора.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что ось стержня расположена на расстоянии не более 0,5 м от оси трубы подачи топлива при центральном подводе последнего к горелкам.

РИСУНКИ

Рисунок 1