СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ГОРЕЛОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ГОРЕЛОК ЭНЕРГЕТР1ЧЕСКИХ КОТЛОВ
Полезная модель относится к области диагностирования режима работы горелочных устройств, в частности, для контроля устойчивости горения, экономических и экологических ноказателей работы энергетических котлов с газовыми и газомазутными горелками.
Известно устройство контроля факела (акц.заявка Японии №4-37330, онубл. 23.10.86), содержащее датчик контроля состояния факела но ионному току факела, последовательно соединенные с ним резистор, источник неременного тока, блок измерения.
Недостатком устройства является отсутствие возможности измерения параметров горящего факела. Данное устройство может быть использовано лишь как контроль наличия факела.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является акустическая система регулирования горелки(патент США № 5120214, опубл.92.06.09), содержащая горелочные устройства, воздушный и топливный клапаны для регулирования факела, установленные, соответственно, на воздушном и топливном трубопроводах, ведущих к каждой горелке, звуковод, расположенный в зоне горения, соединенные с ним микрофон и микропроцессор.
Недостатком этой системы является то, что она не позволяет диагностировать режим горения при наличии нескольких горелок на одно регулировочF23N5/16
ное устройство, так как в ней предусмотрена установка регулирующих клапанов на линиях подвода газа и воздуха в каждую горелку. В энергетических же котлах России принята система управления группой горелок с помощью одного регулирующего органа (клапана), установленного на трубопроводе суммарного потока газа на котел.
Кроме того, данная система не позволяет производить непрерывное измерение экономических показателей, характеризующихся содержанием окисла углерода (СО), и экологических показателей, характеризующихся содержанием окислов азота (Nox), факела работающей горелки, что затрудняет диагностику текущих состояний горелок, работающих в группе, объединенной одним регулирующим клапаном.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является обеспечение диагностирования при работе нескольких горелок, объединенных одним регулировочным устройством, и увеличение точности и оперативности измерения параметров процесса горения.
Поставленная техническая задача решается тем, что в известной системе контроля горелок энергетических котлов, содержащая горелочные устройства, подключенные к топливному и воздушному трубопроводам, звуководы и микрофоны, выходами подключенные к вычислительным устройствам, согласно полезной модели, каждое горелочное устройство дополнительно снабжено селективным усилителем звука, подключенным между выходом микрофона и
входом вычислительного устройства, манометром, установленным на воздушном трубоироводе, выходом соединенным с вычислительным устройством.
Кроме того, звуковод может быть вынолнен в виде металлической трубы и расположен на лицевой стороне горелки.
На фигуре 1 представлена схема предлагаемой полезной модели, на фигуре 2 - графики зависимостей экономического и экологического показателей процесса горения от комплексного показателя, характеризующегося интенсивностью звука на определенной частоте.
В стенке котла 1 (фиг.1) установлены горел очные устройства 2,3,подключенные к топливному 4 воздушному 5 трубопроводам, снабженные измерительными звуководами 6,7 , входы которых располагают на лицевой стороне горелок 2,3 и направляют их в сторону сопл 8,9 . Выходы звуководов 6,7 за пределами котла соединены с микрофонами 10,11, выходы которых подключены к селективным усилителям звука 12,13, выходы которых, в свою очередь, через вычислительные устройства 14,15 подсоединены к вторичному показываюш,ему прибору 16. Вторые входы вычислительных устройств 14,15 подключены к выходам манометров 17,18, установленных на воздушном трубопроводе 5.
Предлагаемая система контроля работает следуюш;им образом. Процесс горения факела в соплах 8,9 сопровождается звуковыми колебаниями различной частоты. Интенсивность и частота звука, порожденного расходом воздуха и топлива, зависят от аэродинамических характеристик горелки и от нагрузки
горелки, или от давления воздуха и топлива перед горелкой. Экспериментально установлено, что существует частота микровзрывов факела, которая остается неизменной для определенного типа горелки. Интенсивность или амплитуда звуковых колебаний на данной частоте зависит от режима работы горелки или глубины сгорания топлива и интенсивности образования окислов азота. В частности, установлено, что спектральная характеристика имеет хорошо выраженные частотные диапазоны шумов потоков воздуха и газа, а также cyniecTвуют частотные диапазоны звука факела горелки, при которых экономические и экологические показатели оптимальны.
При работе котла звуковые колебания, проходя через звуководы 6,7 и микрофоны 10,11 поступают на селективные усилители 12,13, содержащие настраиваемый частотный фильтр и усилитель напряжения, который усиливает переменное напряжение на выходе микрофонов на заранее заданной частоте и подает его на входы вычислительных устройств 14,15. На вторые входы вычислительных устройств 14,15 подается сигнал с манометров 17,18. Выходной сигнал каждого вычислительного устройства, пропорциональный частному от деления выходного сигнала селективного усилителя звука на выходной сигнал манометра, подается на вход вторичного показывающего прибора 16. Вторичный показывающий прибор может быть проградуирован в единицах концентрации окисла углерода (СО) и окислов азота (Nox).
4 Таким образом осуществляют контроль экономических и экологических
показателей горения группы горелок.
Для измерения и обработки звука в предлагаемой полезной модели может быть использована аппаратура датской фирмы « Брюль и Къер. Для измерения звука используется микрофон типа 4145. Для реализации селективного усилителя может быть использован прецизионный шумомер типа 2203 с набором третьеоктавных фильтров типа 1616.
Для измерения давления воздуха может быть использован отечественный преобразователь давления в унифицированный электрический сигнал постоянного тока - «Сапфир.
В качестве многоканального вычислительного устройства для всех горелок может быть использован отечественный технологический микроконтроллер типа тем -51.
Функции многоканального показывающего устройства могут быть реализованы с помощью отечественного прибора РП - 1 бОМ или монитора IBM совместимого компьютера любой модификации.
5