Способ автоматического регулирования соотношения газ-воздух

ское ика 9 аай цг ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Специальное проектно-конструкторбюро Объединения Союзнефтеавтомати Уфимский нефтяной институт(54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СООТНОШЕНИЯ ГАЗВОЗДУХ путем измерения содержания углекислого газа и кислорода в дымовых газах и формирования корректируюшего сигнала, от,шчающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, определяют сумму отношения измеренного значения содержания углекислого газа к максимально возможному для данного газа и отношения измеренного значения содержания кислорода к постоянной величине 21 и корректируюгций сигнал на увеличение подачи воздуха формируют при достижении этой суммы значений меньше 1.Изобретение относится к автоматическому регулированию процесса горения в технологических нагревателях с принудительной подачей воздуха и может найти широкое применение при автоматизации процессов горения промышленных печей и паровых котлов.Целью изобретения является повышение точности регулирования.На фиг. 1 приведена принципиальная :хема устройства, реализующего способ автоматического регулирования соотношения газвоздух; на фиг. 2 - графические зависимости измеряемых компонентов и коэффициента избытка воздуха.В технологический нагреватель 1 (фиг. 1) со змеевиком 2 подают нагреваемый продукт. Температуру продукта измеряк)т термометром 3 сопротивления. По линии 4 осуществляют подачу газа через регулирующий клапан 5, а по линии 6 - подачу воздуха через поворотную заслонку 7. 20Содержание кислорода в дымовых газах определяют датчиком 8, а содержание утлекислого газа определяют датчиком 9, установленными на дымовой трубе 10.Корректирующий сигнал на увеличение подачи воздуха подают через регулятор 11, функциональный блок 12 и схему 13 сопряжения (сопряжения расходных характеристик). Для задания минимального коэффициента избытка воздуха а на вход регулятора 11 подается сигнал задатчиком 14.На фиг, 2 приведены зависимости отношения измеренного значения содержания углекислого газа С 02 к максимально возМОгжНОМу СО 2 макс для даННОГО Гаэа, ОТНОШЕ- ния измеренного значения содержания кислорода 02 к постоянной величине 21 и сум,СО О ма выцеуказанных отношений , + 1С 02 иииксв зависимости от коэффициента избытка воздуха х.Способ автоматического регулирования 40 соотношения газ - воздух осуществляется следующим образом.Функциональная зависимость содержания кислорода 02 в продуктах сгорания от коэффициента избытка воздуха а определяется зависимостью45П21 - 02иии и геругии ииде ( - ) = 1 в .и.21 А50Вышеуказанная зависимость изображена на фиг, 2.При а =относительная величина (. )л 1. равна нулю, т, е. при стехиометрической смеси топливо - окислитель в продуктах сгорания кислород отсутствует. 55Контроль процесса горения по избытку кислорода не может обеспечить высокую точность регулирования. Поэтому используется дополнительный параметр контроля содержания углекислого газа СО 2 в продуктахсгорания топлива.Функциональная зависимость содержания углекислого газа СО 2 в продуктах сгорания топлива от коэффициента избытка воздуха определяется зависимостьюСО2 максСО,ГДЕ СО 2 макс - МаКСИмаЛЬНО ВОЗМОЖНОЕ ДЛЯданного газа содержание углекислого газа при стехиометрическом горении, т. е. при а == - 1или в другом видеСО,2СО, СО,Из выражения видно, что значениеСО2 маКСнаходится в обратно пропорциональной (нелинейной) зависимости от коэффициента избытка воздуха а. Вышеуказанная зависимость изображена на фиг, .При а = 1 значение -1 - также равноединице.Повышение избыточного содержания кислорода 02 в продуктах сгорания приводит кпропорциональному понижению (разбавлению) содержания углекислого газа СО 2. Изэтого можно сделать вывод, что изменениясодержания СО 2 и 02 в продуктах сгораниянаходятся в обратно пропорциональной зависимости. Суммарная концентрация этихкомпонентов - величина постоянная. Суммавышеуказанных отношений равна единице0 СО2 максСумма отношений измеренного датчиком9 значения содержания утлекислого газа кмаксимально возможному для данного газаи отношения измеренного датчиком 8 значения содержания кислорода к постояннойвеличине 21 позволяет контролировать полноту сгорания топлива для реальных режимов горения в диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха а ) 1.При неполном сгорании топлива за счетнедостатка окислителя (кислорода) в продуктах сгорания топлива содержание кислорода 02 снижается до нуля, следовательно,и величина (-ф) также равна нулю. Одновременно в родуктах сгорания уменьшается и содержание СО 2 (за счет образования окиси углерода), следовательно, суммаотношений становится меньше единицы, т. е.СО 0СО2 максТаким образом, при химическом недожоге уменьшаются одновременно оба слагаемых, что позволяет контролировать даже незначительные отклонения режима горения1204877 жима неполного сгорания топлива, обеспечивая повышение точности регулирования. Способ автоматического регулирования позволяет вести процесс горения с минимальным избытком воздуха в дымовых газах. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению потерь тепла с уходящими дымовыми газами и к увеличению КПД. 0,8 0,7 Об 8 В гЮ Соста Техред И. ВересТираж 515ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж - 35, Рауфилиал ППП Патент, г. Ужг актор М. Бандураз 8513/38 от соотношения газ в возд, при а = 1 в сторону его уменьшения, т. е, в сторону химического недожога с а ( 1В этом случае функциональный блок 12 формирует корректирующий сигнал на увеличение подачи воздуха,Следовательно, система автоматического регулирования соотношения газ в возд выводит технологический нагреватель из реавитель И. АксеновКорректор Л. ПилипеПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4