Способ определения избытка воздуха в камере сгорания

(21) 3495930/ (22) 27.09.82 (46) 23.04.85 (72) Ю.А.Жура А,И.Окунский,-0 ский кого о- ия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ юл. В 15в И.В,Спичак,Г.Блох и М.Я.Процай(71) Красноярский ордена ТрудовКрасного Знамени институт цветныхметаллов нм. М.И,Калинина, СибирФилиал Всесоюзного теплотехничесинститута им. Ф.Э.Дзержинскогои Научно-производственное объединение по исследованию и проектирванию энергетического оборудованим. И.И.Ползунова(56) Авторское свидетельство СССВ 992926, кл. Р 23 М 5/08, 1981 54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗБЫТКАОЗДУХА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ путем измения спектральной интенсивности излучения и температуры продуктов сгорания по лучу визирования узко- угольного приемника излучения и последующего определения парциального давления двуокиси углерода, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения избытка воздуха и расширения глубины контроля по ширине камеры сгорания, температуру измеряют в трех точках, расположенных на одной прямой эа пределами луча визирования, образованного конусом с осью, совпадающей .с линией визирования, и углом при вершине, равным апертурному углу приемки- "фе ка излучения, причем первая точка измерения расположена в пристенном слое камеры сгорания, вторая - в ядре потока продуктов сгорания, а третья - между ними и на расстоянии д наибольшего перепада температур отИзобретение относится к теплоЭНЕРГЕтика, а ИМЕННО К ВЫСокатеМпЕратурцым огнетех 11 щеским установкам.1 еь иэобретееця - пазышецие точнаст определения езбытка зоздуха 5и расширение глуоины контроли по ширине камеры сгор 111111 я,На фцгь 1 приведены зависимостиспектральной интенсивности излучения тег ца длине волны 4,587 мкм для 10толщины излучающего слоя . =-5,0 мот парццальцага давления двуокиси .углерода при различных величинахтемпературы продуктов сгорания вблизис те)1 ки камеры сгоран 1151 на фиГ21 ссхзма 1)асполажеНЕН приемника спекгральнага 11 зл р 1 ензя и линия движени 51головки атсаснай термопары,Кривые 1-3 н фцг 1 соответству 20ют 1 200 К, крвые 4-6 с Оате)ет ствуют 1500 К, при этом перепад температур в прцстеначцом слое дчя кривых1 и 4 разен О, для кривых 2 и 5 -300 К и дя кривых 3 и 6500 К,Расположение приемника спектрального излучения 7 и линии движенияГОЕовкц отсаснац термапары 8 относите 1 но уча визир авяееця приезеЕ 1 еезыНЕЕ фн 1 ь 2 ьСпособ осущестзляется следуощимабразЕзм,ИЗ И 1)ИБЕдЕНЕЕьЕХ На ФИГ, 1 3 аВИСИмастей видно, что цри налечин перепада температуры в пристенном слоеп 1)одуктов сгорания изменениепа 1)циальцаГО даезления двуокиси угле.рада п 1)ивадит к з)1 йчителье 10 му измене 111 ю спектраль 11 ой интенсиезностиизлучения, Это позволяет ца осповепредварительно измеренных спектральнай е 1 нтенсцнасти излуче 1 ия и 1)ас-"пределенця температуры в слое продуктов СГараци 51 Однозначно судить 0содержании в них двуокиси углерода,Пр 11 отсутствии перепада темпера-4туры В лристее 1 нам слое (ЬТ=О К)спектральная интенсивность излучения 1, це зависит от парциальногодавления двуокиси углерода (фиг.1,с 0кривые 1,4), Это исключает воэможность использования предлагаемогоспособа дл), условий изотермическойсреды. В промьшеленньех огнетехцических установках в условиях теплоотдачи к нагреваемым поверхностям (металлу в металлургических печах, экранам В топках котлов) всегда имеетместо перепад темеературы, однако эта не ограничивает область применения предлагаемого способа.Для природного газа и мазута спомощью приемника 7 спектральногоизлучения измеряют интенсивностьизлучения на длине волны 4,587 мкмс помощью сканирующей отсасцой тер"мапары, головка которой перемещается по линии 8, измеряют температуру в трех точках, расположенных наодной прямой эа пределами луча визирования, образованного конусом сосью, совпадающей с-линией визирования, и углом при вершине, равнымапертурному углу приемника излучения, причем первая точка измерениярасположена в пристенном слое камеры сгорания, вторая - Ез ядре потока продуктов сгорания, а третья -между ними и на расстоянии наибольшего перепада температур от первой,Затем определяют парциальное давление двуокиси углерода, подставляя измеренные значения в формулувидаК+К +КЗТ +К Т+К Тз+К 1 +где К, К К - постоянные коэффициенты, зависящиеот 111 да топлива 9Т, Т и Тз - температуры продуктов сгорания в первой, второй и третьей точках,Используемую зависимость получают,например, путем предварительной обработки методом наименьших квадратовданных о спектральной интенсивностиизлучения ца длине волны 4,587 мкмпри различных парциальных цавленияхдвуокиси углерода и значениях температуры продуктов сгорания, цзмеренНь 1 Х В Т 1) ЕХ ТОЧКаХИзбыток воздуха Ы определяют какотношение парциальных давлений двумсгкСокиси углерода: максимального Р Оси определенного цо формуле (1) Рсо:чЗначения максимальных парциальмсксных давлений РО 1) достаточно точноизвестны дл 51 различных ВидОВ таплиВаДля продуктов сгорания природногогаза и мазута значение парциальногодавления двуокиси углерода (атм)определяется по формулеРсо =-0,917-0,4251),-2,123 Т,005 Т+1151774 30,4.841 зТ. -1, 243 Т,Т +1, 273 Т,Т 1,959 Т,Т ,где 1 - спектральная интенсивностьЛизлучения, измеряемая дляприродного газа и мазута надлине волны 1 =4,587 мкм,10" Вт/(м. ср) . Измерение температуры продуктов сгорания на расстоянии 0,1 м от стенО ки камеры сгорания обусловлено следующим. С одной стороны, необходимо измерять температуру не ближе О, 1 м для того, чтобы исключить влияние пристенных зффектов (подсосов холод ного воздуха, неравномерности распределения и динамики роста золовых отложений) на показания термопары. С другой стороны, увеличение расстояния более 0,1 м приводит к неточному 20 учету излучения пристенного слоя продуктов сгорания, который вносит наибольший вклад в интенсивность излучения излучающего объема,4Выбор расстояния 0,5 м для измерения температуры продуктов сгорания обусловлен необходимостью,с одной стороны, достаточно малого расстоя" ния между двумя точками, поскольку на расстоянии О, 1-0,5 м наблюдается наибольший перепад температуры и аппроксимация профиля температуры должна быть точнее, с другой стороны, данное расстояние должно быть достаточно велико, чтобы уменьшить влияние турбулентных. пульсаций на относительную погрешность определения разинцы температуры между двумя точками.Выбор расстояния для измерения температуры в третьей точке, равного 1,5 м, обусловлен тем, что измерение в данной точке позволяет, не увеличивая длину термопары, получать величину температуры ядра потока, поскольку на расстоянии более 1,5 м температура продуктов сгорания практически не изменяется.151774 Составитель И.Лазутовредактор С,Патрушева Техред Т.Дубинчак КоРРектоР С.Шекм е ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн каз 2298/28 ВНИИПИ Го по дел 113035, Иос