ИНДИКАТОР-ПРИСТАВКА БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ КОТЛОАГРЕГАТОМ

Полезная модель относится к измерительным устройствам, конкретно к индикаторам-приставкам блока управления котлоагрегатом для регистрации качественного и количественного состава газов на выходе котлоагрегата.
Известен индикатор-приставка блока управления котлоагрегатом (RU, 21822, Кл. F 23 N 5/00, 2002), содержащая набор газоанализаторов, соединенных по выходу через аналого-цифровые преобразователи с устройством индикации.
Недостатком известного индикатора - приставки является сложность конструкции и применения, обусловленные необходимостью установки в дымовой трубе котлоагрегата множества газоанализаторов, аналого-цифровых преобразователей и соединительных проводов, соответствующих количеству регистрируемых составляющих газов в топке.
В основу настоящей полезной модели поставлена задача создания индикатора-приставки блока управления котлоагрегатом, конструкция которого является более простой в изготовлении и в использовании.
Решение поставленной задачи достигается тем, что индикатор-приставка блока управления котлоагрегатом, включающая последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и индикаторное устройство согласно полезной модели она дополнительно содержит лямбда-датчик и дешифратор, причем выход лямбда-датчика соединен с входом аналого-цифрового преобразователем, выход которого через дешифратор соединен с входом индикаторного устройства.
При этом лямбда-датчик выполнен в виде обогреваемых циркониевого датчика или титанового датчика. Циркониевый датчик выполнен в виде гальванического источника тока и содержит керамический
2
2
элемент на основе двуокиси циркония ZrO, покрытый с двух сторон токопроводящим материалом (платиной), соединенными электрическими выводами лямбда-датчика. Титановый датчик выполнен в виде резистора на основе двуокиси титана ТiO, нагруженного на источник электрического тока и соединенного с электрическими выводами лямбда-датчика.
Ведение лямбда-датчика и дешифратора позволяет получить сигнальную информацию о величине а, характеризующей отношение воздух/топливо в дымовой трубе котлоагрегата и по измеренным значениям а для заданных видов топлива дешифровать и разложить по составляющим газам воздух дымовой трубы. Это в свою очередь позволяет исключить необходимость использования множества газоанализаторов, аналого-цифровых преобразователей и соединительных проводов, соответствующих количеству регистрируемых составляющих дымовых газов в дымовой трубе котлоагрегата. Следствием этого является упрощение конструкции индикатора - приставки и снижение ее массогабаритных характеристик.
На фиг.1 представлена функциональная схема индикатора-приставки, на фиг.2 - пример конструкции циркониевого датчика, на фиг.3 пример зависимости выходного напряжения циркониевого датчика от величины а при температуре датчика 500-800°С, на фиг 4 - пример зависимостей составляющих газов в дымовой трубе котлоагрегата, работающего на мазутном топливе.
Индикатор-приставка блока управления котлоагрегатом содержит последовательно соединенные лямбда-датчик 1, аналого-цифровой преобразователь 2, дешифратор 3 и индикаторное устройство 4. Лямбда-датчик 1 выполнен в виде обогреваемых циркониевого датчика или титанового датчика. Циркониевый датчик (фиг.2) выполнен в виде гальванического источника тока и содержит керамический элемент 5, контактирующий с внешней воздушной средой, и керамический элемент 6,
2
2
контактирующий с дымовыми газами. Керамические элементы 5 и 6 выполнены на основе двуокиси циркония ZrO и покрыты с внешней 7 и внутренней 8 сторон токопроводящим материалом - платиной. соединенными электрическими выводами 9 и 10 лямбда-датчика 1. Титановый датчик выполнен в виде резистора на основе двуокиси титана ТiO, нагруженного на источник электрического тока и соединенного с электрическими выводами лямбда-датчика 1. Выход лямбда-датчика 1 через аналого-цифровой преобразователь 2 соединен с входом дешифратора 3. Дешифратор 3 содержит блок 11 схем сравнения 11, первый вход которых соединен со входом дешифратора 3, а вторые входы с соответствующими потенциальными выходами блока памяти 12, выполненного на диодных матрицах с переключателем 13 видов используемого топлива в котлоагрегате. Выходы блока 11 соединены с соответствующими цифровыми индикаторными панелями 14 индикаторного устройства 4. Индикатор-приставка выполнена в виде отдельного блока, устанавливаемого на дымовой трубе котлоагрегата. При этом выступающая часть 15 датчика 1 через отверстие в дымовой трубе устанавливается на пути движения дымовых газов котлоагрегата. При отладке устройства для заданных видов топлив изменяют соотношение α=воздух/топливо на входе топки котлоагрегата и снимают зависимости, представленные на фиг.3 и 4. Снятые зависимости вводят (зашивают) в память 12 дешифратора 3 и используют далее при эксплуатации котлоагрегата.
α
Индикатор-приставка работает следующим образом. Переключатель 13 устанавливают на используемый вид топлива, например мазут. При прохождении дымовых газов лямбда-датчик 1 вырабатывает напряжение (фиг.3), величина которого зависит от величины α, характеризующей соотношение составляющих газов (фиг.4) в дымовой трубе при горении мазута. Гальванический сигнал U датчика 1 далее в аналого-цифровом
α
α
1
преобразователе 2 преобразуется импульсно-кодовый сигнал и подается на первые входы схем сравнения блока 5. Принятое значение величины U сравнивается с множеством значений U , i=(1÷I), где i, I - текущее и общее количество регистрируемых составляющих газов в дымовой трубе соответственно, пересчитанное через зависимости фиг.3 и фиг.4 и зашитое в память 12. При совпадении значений импульсно - кодовых сигналов на входах схем сравнения блока 11 с выходов дешифратора 3 на соответствующие панели 14 индикаторного устройства 4 выдается численное значение составляющих газов (фиг.4).
Полезная модель разработана на уровне опытного образца с использованием циркониевого и титанового лямбда-датчиков. Испытания (фиг.3÷4) опытных образцов на котлоагрегате средней мощности на мазуте и природном газе показали работоспособность полезной модели с одним лямбда-датчиком без использования сложных по конструкции и малонадежных газоанализаторов. Наибольший КПД котлоагрегата достигнут на рабочем участке α=0.9÷1.1. При этом вредные выбросы в атмосферу (фиг.2) существенно снижены, а приставку удалось выполнить в виде моноблока для установки непосредственно на дымовой трубе котлоагрегата. Массогабаритные характеристики индикатора - приставки уменьшились в 2÷3 раза (пропорционально количеству изъятых из использования газоанализаторов в котлоагрегатах).