Устройство контроля качества горения

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ t (") 551478

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯвлено24.09.74 (21) 2061648/06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет(43) Опубликовано 26,03,77,Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания15.06.77 (51) M. Кл.

F 23 N 5/12

Государствеииый комитет

Совета Иииистров СССР по делам изобретений и OTKpblTHM (53) УДК 621.183.3 (088.8) (72) Автор изобретения

К. С. Крыжановский

Институт газа АН Украинской ССР (71) Заявитель (S4) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГОРЕНИЯ

Изобретение касается контроля и регулирования процесса горения.

Известно устройство контроля процесса горения, содержащее датчик, устройство подачи постоянного напряжения в цепь контроля пламени, считывающее устройство, цифровой преобразователь и усилитель переменного тока (1).

Однако оно не позволяет. обеспечить высокую точность регулирования, помехозащи- р щенность и надежность контроля процесса горени я.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство контроля степени сгорания компонентов горю- 15 чей смеси, содержащее датчик, входное устройство, детектор, усилитель и измеритель (2)

Недостатками этого устройства являются малая точность измерения, помехонезашищен- йО ность и отсутствие возможности осуществления контроля наличия пламени, 11елью изобретения является повышение точности измерения оптимального коэффиць ента аэрации и одновременное осуществле- 25 ние контроля качества горения и наличия пла мени.

Это достигается тем, что между датчиком и генератором включен каскад согласс вания, один из выходов которого связан через полосовой фильтр со входом детектора прямой проводимости, один выход которого подключен к регулятору уровня выходного сигнала, соединенного с каскадом согласования, а другой выход детектора прямой проводимости соединен со входом усилителя низкой частоты, выход которого через каскад частотного преобразователя и выпрямитель соединен с сумматором, к которому подключен чере" полосовой усилитель и де.-тектор другой выход каскада согласования, а к выходу сумматора годключен индикатор качества горения. К выходу полосового фильтра дополнительно подключен детектор обратной проводимости, выход которого вместе с выходом детектора прямой проводимости подключен к выходному реле.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — характеристики зоны горения (й - суммарная, 5 - пульсационная, Ь вЂ” известная) .

Устройство состоит из центрального алектрода 1, горелки 2, генератора 3 несущей частоты, каскада 4 согласования, регулятора 5 уровня выходного сигнала, полосового фильтра 6, детектора обратной 7 и прямой проводимости 8, индикатора горения 9 (выходное реле), полосового усилителя 10, выпрямителя 11, усилителя 12 низкой частс 0 ты, каскада 13 частотного преобразования, выпрямителя 14, сумматора 15 и индикатора 16 качества горения.

Генератор несущей частоты, стабилизированный по частоте и амплитуде, подключен И к электроду 1 и входу каскада согласования

4. Каскад согласования 4 содержит эталонное постоянное и управляемое переменные сопротивления, включенные между собой последовательно и составляющие общее выходное со- 6 противления каскада согласования и катодный повторйтель, входом которого является указанное сопротивление. Каскад согласования служит для согласования входного сопротивления устройства с прямым сопротивле- 25 нием зоны горения. Причем сопротивление входа каскада согласования 4 включено между выходом генератора 3 и электродом, подк поченным к корпусу горелки 2 таким образом, что зона проводимости пламени и выход кас-30 када 4 включены последовательно.

Регулятор 5 уровня выходного сигнала служит для регулирования величины выходного сигнала каскада 4., Полосовой фильтр

6 обеспечивает полосу пропускания, равную 86 частоте генератора 3, модулированную зоной горения. Детекторы обратной и прямой провс димости (7 и 8) детектируют переменную составляющую генератора 3, промодулированную зоной горения и прошедшую через поло- 40 ссвой фильтр 6. Индикатор горения являет ся двухобмоточным поляризованным реле 9, обмотки которого подключены к выходам детекторов 7 и 8 таким образом, что магнитные поля, создаваемые обмотками при 4> подаче на них постоянного сигнала, взаимовычитаются и только в случае, когда сигнал детектора 8 больше сигнала детектора 7, происходит его срабатывание и выдается сигнал о наличии процесса горения. 50

Полосовой усилитель 10, подключенный своим входом к эталонному сопротивлению каскада согласования 4, служит для усиления сигнала несущей частоты, пропорционального току, протекающему через входное сопротивление каскада согласования 4. Выход полосового усилителя соединен с выпрямигелем 11, выходное напряжение которого пропорционально изменению тока входной цепи данного устройства. Детектор прямой 60

551478 проводимости 8 подключен к входу усилителя 12, выход которого подключен ко входу каскада 1 3 частотного преобразователя, служащего для изменения закона преобразования амплитуд частот выходного сигнала усилителя 12 в зависимости от изменения их частоты. Выпрямитель 14, подключенный к выходу каскада 13, позволяет получить на выходе сигнал, пропорциональный амплитуде и частоте модулируемого зоной горения сигнала, продетектированного в детекторе прямой проводимости 8, усиленного в усилителе 12 и преобразованного в каскаде частотного преобразователя 13.

Выпрямители 11 и 14 соединены с сумматором 15, в котором происходит сложение амлитуд поступающих сигналов, сумма которых подается на индикатор качества горения

16.

Работа устройства заключается в следующем. В процессе изменения производительности горелки 2 и соотношения компонентов сжигаемoN смеси изменяется проводимость зоны горения и интенсивность ее пульсаций. К зоне горения через датчик 1 каскад согласования 4 и корпус горелки 2 с выхода гене.ратора 3 подводится переменный электрический сигнал. При изменении характеристик зоны горения происходит изменение тока протекающего через зону горения и его пульсаций, что приводит к изменению сигнала, поступающего на вход каскада согласования 4-, Величина сигнала, снимаемого с каскада согласования, в значительной степени зависит от величины его входного сопротивления.

Оптимальное измерение достигается в том случае, когда сопротивление входа каскада 4 равно прямому сопротивлению зоны горения.

Учитывая то, что при измерении производительности, химического состава, вида сжигаемого топлива и соотношения компонентов сопротивление зоны горения может изменяться на 1-2 порядка, входное сопро» тивление каскада 4 составлено из управляе-. мого переменного и эталонного постоянного сопротивления (которое на несколько порядков меньше максимального значения переменного), что позволяет согласовывать сопротивление входа устройства с прямым сопротивлением зоны горения. Сигнал, снимаемый с катодного повторителя каскада 4, подается на полосовой фильтр 6 для фильтрации от поступающих на вход устройства промышленных помех. Отфильтрованный сигнал подается на детектирование в детектор обратной

7 и прямой проводимости 8, на выходе которых .получаются постоянные, пропорциональные прямой и обратной проводимости зоны горения и модулированные зоной горения низкочастотные сигналы. Сигналы постоянных

551 478 составляющих детекторов 7 и 8 подаются на обмотки поляризованного реле 9, которое срабатывает только в случае, когда постоянная составляющая детектора 8 больше составляющей детектора 7. Постоянная составляющая детектора 8 подается в регулятор 5 уровня выходного сигнала каскада согласования 4, где он сравнивается с эталонным сигналом и при разбалансе вырабатывает сигнал на управление входным переменным сопротивле- р нием каскада 4. Низкочастотный сигнал, снимаемый с детектора 8, подается на вход усилителя 12, к выходу которого подключен каскад 13 частотного преобразователя. Каскад 13 преобразует спектр частот таким об- д разом, что амплитуда каждой из частот функционально зависит от собственной частоты и закон преобразования может быть и менен в зависимости от диапазона и спектра частот, модулируемых зоной горения. Сигнал 20 каскада 13 поступает в выпрямитель 14, выход которого подается в сумматор 15, Сиг нал несущей частоты, пропорциональный току зоны горения, снимается с эталонного сопротивления каскада 4 и подается на уси- 25 ление в полосовой усилитель 10, выходной сигнал которого выпрямляется в выпрямителе 11 и подается на вход сумматора 15. В сумматоре сигналы, поступающие с выпрямителей 11 и 14, складываются, и их сум- ЗО му подают на индикатор 16, по уровню сит нала которого судят о качестве процесса горения.

Предложенное устройство отличается высокой точностью контроля качества сжигания М

Э обусловленной измерением суммы интегральной и пульсационной характеристик зоны горения, его можно использовать при сжигании газообразных, жидких и пыле-угольных видов топлив, возможен также одновременный контроль наличия процесса горения.

Экономический эффект при внедрении ус ройства определяется экономией топлива и повышением безопасности эксплуатации теплоэнергетических установок.

Формула изобретения

1. Устройство контроля качества горения, содержащее датчик, связанный с генератором, усилитель, подключенный к детектору

У и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения оптимального коэффициента аэрации, между датчиком и генератором включен каскад согласования, один из выходов которого связан через полосовой фильтр со входом детектора прямой проводимости, один выход которого подключен к регулятору уровня выходного сигнала, соединенного с,каскадом согласования, а другой выход детектора прямой проводимости соединен со входом усилителя низкой частоты, выход которого через каскад частотного преобразователя и выпрямитель соединен с сумматором, к которому подключен через полосовой усилитель и детектор другой выход каскада согласования, а к выходу сумматора подключен индикатор качества горения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью одновременного осуществления контроля наличия пламени, к выходу полосового фильтра дополнительно подключен детектор обратной проводимости, выход которого вместе с выходом детектора прямой проводимости подключен к выходному реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Японии № 48-3452, F 23 К /67 А 9/, 1973 (аналог).

2. Патент Японии № 4-6-24101, Г 23 N /67 А 9/, 19 1 (прототип).

551478 иг. 1 о.г ач ок ав,о,г и в аэффициент избьппка Уоздуур

Фиг.2

Составитель И. Аксенов

Редактор Е. Кравцова Техред 3. Фанта Корректор А. Власенко

Заказ 109/19 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4