Способ автоматического регулирования процесса горения

,.ЯО, 1068665 Ъ(Ю Г 23 И 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2. Способ по п. что при величине ти излучения, равн сигнал на отключен 1, отличающийся тем, тношення интенсивносй единице, формируют ие горелки. СЙ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Специальное проектно-конструкторское бюро Всесоюзного объединения Союзнефтеавтоматика(54) (57) 1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКО ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГО РЕНИЯ путем поддержания заданного от ношения интенсивностеи излучения пламени воздействием на подачу воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, отношение интенсивностей излучения пламени определяют как отношение интенсивности излучения, измеренной на всем участке длины пламени, к интенсивности излучения, измеренной на участке 1/3 и 1/2 длины пламени от его корня соответственно для короткофакельных и длиннофакельных горелок.25 .)0 35 40 45 50 55 Способ автоматического регулирования процесса горения относится к энергетике, а именно к автоматизации процессов горения для обеспечения оптимального сжигания газообразного топлива при максимальном КПД,Известен способ управления процессом горения путем измерения интенсивности спектральных линий излучения пламени и воздействия на соотношение топлива и воздуха, согласно которому в качестве управляющего сигнала используют разность измеренных интенсивностей излучения на длинах волн 4315 и 3900 А 1).Такой способ приемлен для ламинарного пламени, т.е. для сплошного спектра, но при турбулентном пламени указанный способ обладает существенной погрешностью, так как турбулентное пламя газовой горелки представляет собой наложение (совокупность) полосатых и линейчатых спектров.Спектральные характеристики отдельных участков пламени не могут характери; зовать с достаточнои точностью процесс горения всего пламени даже в режиме сканирования. При этом на оценку эффективности горения оказывает влияние подсветка топки дневным светом, так как диапазон -315 - 3900 А частично охватывает и види:;ую часть спектра.1-1 аиболсс близким к изобретению являегся способ автоматического регулирования процесса горения путем поддержания заданюго отношения интенсивностей световых излучений пламени воздействием на подачу воздуха 12.Визпруемая часть пламени раскладывается на спектральные составляющие и по отношении) интенсивностей, по крайней мере, двух компонентов судят об эффективности горения.Часть светового потока от пламени через механический прерыватель-модулятор с част)той модуляции 800 Гц подается на зеркало, сводящее световой пучок в параллельный пучок лучей. Далее световой поток от зеркала поступает на спектроскопическую решетку. Спектроскопическая решетка разлагает световой пучок на спектральнье составляющие..Затем, посредством электромеханического пр(рывзтеля, выделяют интересующие составляющие двух излучений. Электрические сигналы спектральных составляющих далее через детектор подаются на решающее устройство, вычисляющее отношение величины интенсивностей. По величине отношения интесивОстей излучений выбранных длин волн судят об эффективности горения. Далее осуществляют регулирующее воздействие на заслонку подачи воздуха к горелке.Согласно указанному способу, как и согласно предыду)ему, осуществляется спект. ральный анализ локального участка пламени. Такой спосоо приемлем д;1 я )амиарного пламени, т.е. для сплошного спектра, а при турбулентном пламени способ обладает существенной погрешностью, так как турбулентное пламя газовой горелки представляет собой наложение (совокупность) полосатых и линейчатых спектров.Спектральные характеристики отдельных участков пламени не могут характеризовать с достаточной точностью процесс горения всего пламени. Кроме того, известный способ сложен в реализации.Целью изобретения является повышение точности регулирования.Указанная цель достигается тем, что согласно способу автоматического регулирования процесса горения путем поддержания заданного отношения интенси 1 остей воздействием на подачу воздуха.ношение интенсивностей излуче;ий д.:,1(и ОПРЕДЕЛЯЮ КК ОТНОЦ 1 Е 1 Е И 1 ТЕ 1 СВЮС 1 И излучения, измеренной на всем чстке,гины пламени к интенсивности излуения. Измереннои на участке - , --- - - длины пламенин 1 1от его корня соответственно для коротко- факельных и длиннофаксльных гор; лок.При величине отношения интенсивностей излучений, равной сдиИце, формцруот сигнал ца отключение горелки.На чертеже представлена схема устройства, реализующая способ.Регулирование процес(а горения производят на горелкепутем к(нтроля ф;., ела 2, ы именно измеряюг интесивость 1; .льтрафиолетово О изл,чения цдикатором 3 пределах ---- - длины пламени от (го кор 1ня (участок п - п) и Нтенсивно(ть 1 .рафиолетовоо злученя индикатором 4 по всей длине пламени часток и - к); измеряют отношениевычислительным устЕройством 5 и через регулиоуюшее устройство 6 и исюлНтельный механизм 7 осуществляют подвод воздуха по трубопроводу 8 В горелку 1, а величину Отнопени 51-зада. ют задатчиком соотношений 9.При величине отношения интенсивностейй Е /Е, равы единице, фу нкцио,альцый блок 10 формирует электрический предупредительпыи 1)ариЙь й сигнал на отключение горелки.Способ автоматического регулирования процесса горения осупествл 5 ется слсдмощим образом.Газовоздушная смесь при выходе из горелки 1 загорается, начиная от корня (точка гп) и пламя распространяется по продольной оси пламени до точки К.Горение происходит через ряд промежуточных цепных реакций, Активными промежуточными продуктами цепных реакций являются свободные радикалы и атомы.При переходе возбужденных радикалов в стабильное состояние. т.е. Нри переходе в продукты сгорания (СО+ Н 0) возникает ультрафиолетовое излучение в диапазоне1068665 30,19-0,35 мкм. При эффективном горении определяется часть длины пламени (для короткофакельных горелок равная , а1+ для длиннофакельных - ), начиная от корня, состоит в основном йз возбужденных радикалов и является источником ультрафиолетового излучения.Эффективное сжигание смеси осуществляется при коэффициенте избытка воздуха с= 1,0-1,05 и при тщательном перемешивании смеси. От индикатора 3 электрический сигнал, пропорциональный интенсивности излучения Е на участке пламени т-п, поступает в вычислительное устрство 5, одновременно в это же вычислительное устройство поступают электрические сигналы, величина которых пропорциональна интенсивности Е 1 ультрафиолетового излучения от всей длины пламени (координаты т-к). Вычислительное устройство осуществляет операцию деления 1=,фНапример, увеличение избытка воздуха в зоне горения приводит к увеличению ультрафиолетовых составляющих спектра на участке пламени (п-к), Это, в свою очередь, приводит к увеличению абсолютной величины Е 1/Е . Электрический сигнал от вычислительного устройства 5 поступает на регулирующее устройство 6, где этот сигнал сравнивается с сигналом от задатчика 9 и регулирующее устройство 6 вырабатывает регулирующее воздействие на исполнительный механизм 7, уменьшает подачу воздуха в горелку 1, и величина Е,/Е приводится автоматически к заданному задатчиком 9 значе 4нию, обеспечивая эффективное сжигание топлива.При уменьшении величины (.(Е регулирующее устройство 6 воздействует на исполнительный механизм 7, увеличивая подачу воздуха в горелку 1.В том случае, еслипо каким-то причинамвеличина 1:/Е (например, неисправность в системе подачи воздуха) уменьшается, при достижении ее значения Е/Е -- 1 функциональный блок 10 формирует сигнал погасания пламени в схему защиты и сигнализации. Этот сигнал далее может быть использован для оповещения обслуживающего персонала и остановки горелки путем отсечки подачи газа.15 Значение Е,/Е -- 1 означает, что режимгорения приближается к химическому недожогу, т.е. когда в зоне горения не хватает окислителя, а в продуктах сгорания содержатся несгоревший газ и СО. Это, в свою очередь, при определенных обстоятельствах может привести к взрывам топок и загрязнению окружающей среды. В связи с этим сигнал при Е,/Е -- 1 является профилактическим,Согласно способу автоматического ре гулирования процесса горения осуществляется контроль пламени, по всей длине и сравнение полученной таким образом интенсивности излучения с интенсивностью излучения характерного участка вблизи корня пламени, повышается точность регулирования как для ламинарного, так и для турбулентного пламени.Составитель И. Аксенов Редактор П, Коссей Техред И, Верес Корректор И. Эрдейи Заказ 10963/31 Тираж 539 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4