Способ определения углерода в летучей золе пылеугольных котлоагрегатов

(19) 01) 3151) 6 01 В 27/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕ"ПГЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) А.И.Апуховский, И.Н,Евсеев, В.В.Платонов, А.А.През и А.Н.Щербань (71) Опытное конструкторско- технологическое бюро с экспериментальным производством теплоФиэического приборостроения Института технической теплофизики АН Украинокой ССР и Институт технической теплофизики АН Украинской ССР(56) 1.Авторское свидетельство СССР В 166988, кл. Р 23 Б 5/24, 1964.2. Авторское свидетельство СССР 9 391355, кл. Р 23 й 5/241 О 01 И 15/00, 1973 (прототип),(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА В ЛЕТУЧЕЙ ЭОЛЕ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОАГРЕГАТОВ путем измерения элект-, рической емкости датчика при пропускании через него золы, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения, золу в датчике предварительно разжижают при помощи вибрации, а величину ее расхода выбирают из соотношенияК Ц(1-4, где К = 1 - 2 - коэФФициент, зависящий от сорта:сжигаемого угля, с )- объем емкостиого датчика, м.;3) Р- плотность золы,кг/м;ечастота вибрации,Гц;6 - расход эолы, кг/с,Изобретение относится к исследованиям химических и Физическихсвойств веществ путем измеренияэлектрической емкОсти и может бытьиспользовано .: горнообогатительнойтехнике, технике строительных матерыгалов, в тенлоэнергетике для опре-,Уделения углерода в ле"учей золе тепловых электростанций,.Известен способ спределения углерода в летучей золе пылеугольных котлоагрегатов, заключающяйся в том,что отсосанную из газохода и отсепарированную золу непрерывно проталкивают через емкостной датчик при помощи шнекового питателя и по изменению емкости, зависящему От коли-чества углерода в эоле, определяютотносительное содержание углерода Я.Техническое решение имеет пони-,женное быстродействие, обусловленное временем заполнения шнековогопитателя и датчика, абразивный износэлементов конструкции и неравномерное распределение частиц золы по егосечению иэ-за наличия сил сухого трения,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кизобретению является способ определения углерода в летучей золе пилеугольных котлоагрегатов по изменениюемкости датчика в зависимости от содержания углерода в летучей эоле пилеугольных котлоагрегатов по изменению емкости датчика в зависимости отсодержания углерода в золе, которую ивиде насыпной пробы свободно пропускают между обкладками конденсатора )2),Однако известный способ не обеспечивает необходимой точности апре- лделения содержания углерода в зола,поскольку из-за наличия сил сухоготрения частиц золы между собой и Остенки датчика,заполнение объемадатчика по его сечению неравномерно4 эи изменяется в зависимости от расходаволы через датчик, Поэтому изменяетсякак плотность золы, так и относительная объемная концентрация углерода вобъеме датчика, я тем самым вноситсяошибка в реэультаты измерения содержания углерода в летучей золе,Цель настоящего иэобретения -повышение точности определения содержания углерода в летучей золе,Поставленная цель достигается тем, 55что согласно способу определения углерода в летучей золе пилеугольныхкотлоагрегатов путем измерения элзктрической емкости датчика при пропусканяи через него золы, эолу в датчи Оке предварительно разжижают при помощи вибрация, а величину ее расходавыбирают иэ соотношения где К=1-2 - коэфФициент, зависящийот сорта сжигаемого угля, сЦ - обьем емкостного датчика,м,"Я - плотность золы, кг/м1 - частота вибрации, Гц;б - расход золы, кг/с,Выполнение указанного соотношенияозначает, что зола достигла, такойстепени разжижения, при которой устранены силы сухого трения между частицами золы и о стенки емкостногодатчика; зола сохраняет. устойчивоезначение плотности я равномерно заполняет весь объем датчика, что обеспечивает однозначное соответствиемежду величиной электрической емкости датчика и соцержанием углеродав золе,Кроме того, обеспечивается постоянная плотность летучей золы в объемеемкостного датчика и, следовательно,платность углерода, концентрация которого определяется, благодаря чемуисключается ошибка измерения содержания углерода, связанная с изменениемпроизводительности системы.Недостаточная поступательная скорость золы (малая величина й ) приводит к тому, что в практически недвижимой Основной массе частиц эолыпод суммарным воздействием вибрациии притяжения земли углеродние частицыперемещаются вниз и тем самым создаютнх кажущуюся уменьшенную концентрациюв сечении датчика. Если виброожиженная зла не движется (=О), частицыуглерода просто випадают на дно закрытоо емкостнага датчика, происходитсепарация золы,Когда же,как в изобретении,расходэолы выбран достаточной величины,т.-.,удовлетворяющей соотношению (1)в формуле изОбретения)р.частицы углерора получают дополнительную энергиюдля хаотического движения как от увеличения интенсивности колебаний виб-ратора, способствующего увеличениюрасхода , так и от возросшей поступательной скорости золы, перемешивающей эолу у неподвижных стенок емкостного датчикаНа распределение углерода в эолевлияет такие ее структура,вид упаков.ки ее частиц. упаковка частиц определяет плотность виброожиженной золы,Пока расход 4 золы недостаточен,структура. эолы неоднородна: содержитобласти платнейшей упаковки, перемешаннь 1 е с областями простой кубическойупаковки. Области плотяейшей упаковки вытесняют углерод в Области меньшей плотности, т,е. создают неоднородность распределения углерода изатрудняют (гасят) ега хаотическое перемещение по Объему эолы. Когдпоступательная скорость достигаетвеличины, характеризуемой соотношением (1), в структуре золы исчезаютобласти плотнейшей упаковки, и частицы углерода с большей свободой рассеиваются в объеме емкостного датчика,5При условии поступательного движения золы, соответствующего производительности 6, удовлетворяющей неравенству (1) происходит процессуплотнения золы до плотности, 10позволяющей эоле перемещаться черездатчик с максимально возможной, обусловленной минимальной вязкостью,скоростью, способствующей такой упаковке частиц, при которой достигается их максимальная подвижность относительно друг друга, т.е. наблюдаетсяустойчивая (простая) кубическая структура расположения частиц, котораяединственно обеспечивает условие мак Осимальной подвижности (минимальнойвязкости) сыпучей массы.Таким образом, в предлагаемомспособе требование получения расхода й золы с величиной выше левойчасти неравенства (1) гарантирует получение постоянной плотности, подобной плотности простой кубическойупаковки, но с учетом дисперсии частиц золы по диаметру. Одновременно,более высокая подвижность частицэолы при таком расходе Й способствуетравномерному распределению частицуглерода в эоле. Достигнутые в прецлагаемом способе постоянная плотностьи равномерное распределение углерода 35позволяют повысить точность измерения.с" 30 (известным способом) до 5.На чертеже показано устройстводля реализации способа определениясодержания углерода в летучей эоле 4 Опылеугольных котлоагрегатов.Оно состоит из вертикальной, например, стеклянной трубки 1 с накладнымиэлектродами 2 и 3 измерительного датчика и закрепленного на расстоянии от 4нижнего торца трубки столика, 4, регулируемого по высоте, а также вибратора 5, механически жестко связанного струбкой 1 и столиком 4.ФУстройство работает следующим об 5 Оразом.При заполнении трубки 1 датчиказолой включают вибратор 5, Скоростьдвижения эолы регулирую интенсивностью колебания вибратора 5 и величинойзазора столика 4 от нижнего торца 55трубки 1.Частоту вибрации и расходзолы (производительность ) выбираютв соответствии с неравенствомк(1 с;р60где К=1-2 - коэффициент пропорционалыности, выбираемый в зависимости от сорта сжигаемого угля, с4 - измерительный объем емкостного датчика, му плотность эолы, кг/м частота вибрации с 1б - расход эолы, кг/с,Например, при номинальной частоте вибратора 100 Гц увеличивают амплитуду колебания дебалансовых грузов (повышая напряжение питания электромагнитного вибратора) пока расход золы не достигнет уровня, задаваемого соотношением. В этом случае обеспечивается условие устранения сил сухого трения между частицами, отвечающее неравенству МиРгде М=м 1 - статический момент дебалансных грузов вибраторакгм;Ы - угловая частота колебаниягрузов;= р)( - наибольшая величина силсухого трения покоя золы,Н;Оо - масса дебалансных .грузоввибратора, кгплечо рычага подвескигрузов,.м;Я - коэффициент сухого тренияИ - нормальная реакция площади опоры сыпучих материалов, Н.ФЗола в разжиженном состоянии поддействием тяжести заполняет емкостный датчик и свободно вытекаетчерез зазор между нижним срезом трубки емкостного датчика и столиком 4.В зависимости от содержания углерода в контролируемом объеме эолы изменяется величина электрическойемкости между электродами 2 н 3.Величину изменения емкости преобразуют в электрический сигналкотооый подают, например, на микроамперметр, отграгуированный в процентах содержания углерода в золе.Например, при использовании в системе подачи эолы циклона диаметром200 мм с производительностью1 10 4 кг/с при частоте вибрации100 Гц, плотности золы 800 кг/м 3(коэффициент в соотношении К.=2 сдля углей Львовско-Волынского и Канско-Ачинского месторождений) оптимальный объем измерительного датчика составляет 5, 4 10 м ,Таким образом, задание вполнеопределенной поступательной скоростидвижения вибросжиженной эолы (йутемзадания ее расхода) позволяет добиться равномерного распределения частиц углерода по всему объему эолыи стабилизировать величину ее плотности, и.тем самым повысить точностьспособа измерения.1122960Составитель В.филатоваор Р.Цицика Техред З.Палий Корректор С.Черни акаэ 8131/36 Тираж 822 Подписное ВНИИПИГосударственного комитета СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул,Проектная,