Устройство для определения количества недожега топлива и количества кислорода в отходящих газах

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик Ф.М, Кл.е6 213 11/00Г 23 Й 5/24 с осударстаенныи комитетСовета Министров СССРпо делам иэаоретенийи открытий(72) Автор изобретеии Костылев 1) Заявите ститут автоматик шить динамические тва; получить усл тигается идентичн характеровия, при ость град лого ряда х массов тики ус оторых кой и уировочных ха устройств лом изготовлечисло термоба рактеристик для це добного типа при и нии; применить ми тарей и дорогостоящ тельных приборов; готовления и усл за мально их вто ных измериехнологию изулучшитьовия обсл ужи ван троиств данного тип На чертеже показан предложенное усйство.Устройство с из двух водяных вух распылителей 3 реагентов и пред- жесткую конструктве водяных калотоит калориметров 1и 4, инертной сставляет собой и 2, реды ину кач цию которон риметротрубки,расстоян используютсяасп ол оженные раллельнь деленном оп ии друг от друга. Ски вварены в корпуки 5, расположенной ои стороны эти тру мой тр первым с водоохлаждаепараллель с другой ум, но в стороне,сливного патрубкастве распылителей корпус В ка) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕ ТОПЛИВА И КОЛИЧЕСТВА Изобретение относится к металлургичеспромышленности, в частности к обласопределения количества недожега топлии количества кислорода в отходящих ганагревательных печей.Известно устройство для определения ичества недожега топлива и количества кислорода в отходящих газах, состоящееиз водяных калориметров, распылителей,измерительной схемы и вторичных измерительных приборов,В известном устройстве необходима повторная переградуировка его, которую в производственных условиях сделать трудно.С целью исключения этого недостаткаи уменьшения степени влияния расхода итемпературы продуктов сгорания на показания, предложенное устройство имеет дветрубки с рядом сопелт каждая из которыхрасположена внутри соответствующей трубки распылителя,Это позволит существенно уменьшитьстепень влияния температуры и расходапродуктов сгорания на показания устройства; повысить чувствительность и улучЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА НЕДОЖЕИСЛОРОДА В ОТХОДЯШИХ ГАЗА5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 инертной среды используются две пары коаксиально расположенных трубок 3, 4, 7, каждая из наружных трубок этих пар приварена по длине к соответствующей внутренней трубке 7 каждого калориметра и имеет ряд отверстий 8, обращенных на трубку противоположного калориметра, а каждая из двух внутренних трубок распылителей имеет ряд сопел 9, которые изнутри входят в отверстия наружных трубок 3 и 4, причем поверхность корпуса каждого сопла образует с кромкой соответствующего отверстия кольцевой зазор 10. Отверстия одного распылителя расположены по отношению к отверстиям другого так, что каждое из них находится на равных расстояниях между двумя отверстиями противоположного распылителя. Внутренние трубки 7 коаксиальных пар фиксируются по отношению к наружным трубкам так, чтобы кольцевые зазоры 10 между поверхностями сопел и кромками отверстий были одинаковыми для обеих пар трубок.В хвостовой части устройства имеются два патрубка 6 для подачи и отвода охлаждающей воды, являющейся одновременно и теплоносителем; два патрубка 11 и 12 для подачи инертной среды и два патрубка для подачи реагентов: воздуха (13) и горючего газа (14), а также два патрубка 15 и 16 для подачи дополнительного количества пара. На поверхности трубок водяных ных калориметров расположены две термобатареи 8 и 17, включенные по дифференциальной схеме. Каждая из термобатарей со слюдяными прокладками плотно прижимается к поверхности трубок с помощью планок из изоляционного материала и винтов с гайками. Горячие спаи каждой из термобатарей располагаются на соответствующей трубке одного из водяных калориметров 1 или 2, а холодные спаи - на поверхности трубки 5, по которой вода подается в устр ойство.Участок трубок, на котором располагаются термобатареи и патрубки, находится вне печного пространства.Работает устройство следующим образом.Головная и средние части устройства находятся непосредственно в высокотемпературном потоке продуктов сгорания, а хвостовая его часть - снаружи, вне печного пространства через два патрубка во внутренние трубки распылителей непрерывно подается водяной пар, который выходит наружу через сопла в поток продуктов сгорания в виде струй. Устройство располагается так, чтобы направление движения струй водяного пара составляло угол 80-90 оС с направлением движения потоков продуктов сгорания, что способствует интенсификации процессов дожигания. Если движениепотока продуктов сгорания вертикальное, тооба распылителя, а вместе с ними и обетрубки калориметров располагаются параллельно в горизонтальной плоскости, и струиводяного пара левого распылителя движутсявправо, обтекая правый калориметр, а струи,выходящие из правого распылителя, движутся влево, обтекая левый калориметр, Расположение отверстий обоих распылителейотносительно друг друга такое, что струи,идущие слева направо, чередуются со струями идущими справа налево, причем промежутки между струями выбраны такими, чтобы было исключено их взаимное влияние. Так как для левого распылителя несущим водоохлаждаемым каркасом является сама трубка левого калориметра, а для правого - трубка правого калориметра, расположенные параллельно друг другу, и вся конструкция является жесткой, то струи, идущие слева направо и справа налево, проходят одинаковые расстояния, что при одинаковых углах вхождения этих струй в поток газов и одинаковых начальных расходах водяного пара, подаваемого в каждый распылитель, обеспечивает одинаковые условия конвективного теплообмена. Возможность пересечения встречно движущимисяструями одной и той же зоны потока продуктов сгорания за счет их чередования подлине зоны способствует снижению степенивлияния температуры и расхода продуктовсгорания, поскольку в каждую из инертныхструй водяного пара инжектируются порциипродуктов сгорания с почти одинаковымивеличинами теплосодержаний, что позволяетнепрерывно сохранять равенство теплосодержаний этих струй относительно другдруга,Снижение указанных погрешностей достигается также за счет нагрева охлаждающей воды в центральной трубке, основная часть которой располагается в потоке продуктов сгорания. Через патрубок вода подается в трубку и, проходя по ней, нагревается и дальше поступает в оба калориметра при температуре, приблизительно равной половине значения температуры воды, выходящей из устройства. Поскольку вода в оба калориметра поступает уже с определенной температурой (одинаковой), то возможная разница температур воды каждого из калориметров, вызванная неодинаковым влиянием температуры сгорания на каждый из калориметров, будет вдвое меньше чем при подаче воды в каждый из калориметров по отдельным трубам.Дальнейшее уменьшение указанных погрешностей можно достичь, подавая в свободный от реагентов распылитель через патрубок дополнительное количество инертной среды, например, водяного пара, расход которого устанавливается равным расходу подаваемого в этот период реагента (воздуха) или горючего газа) в другой распылитель. В этом случае расходы сред, поступающие из распылителей и образующие измерительные и компенсационные струи, будут одинаковыми, что обеспечит инжекцию в эти струи одинаковых количеств продуктов сгорания, что, в свою очередь, будет способствовать правильной организации процесса измерения недожега топлива и кислорода в потоке продуктов сгорания, уменьшая степень влияния температуры и расхода продуктов сгорания на показания устройства.Процесс измерения количества недожега и количества кислорода происходит циклами, в одном из которых, например, измеряется количество недожега ) а в другом - количество кислорода, причем каждый из циклов следует непосредственно за другим. В периоды измерения количества недожега топлива через патрубок подается предварительно нагретый воздух, который проходя через полость между внутренней и наружной трубками левого распылителя, выходит наружу через ряд кольцевых зазоров и попадает на поверхность струй водяного пара, движущихся слева направо. Одновременно в эти струи инжектируются продукты сгорания, горючие составляющие которых, взаимодействуя при высокой температуре продуктов сгорания с кислородом воздуха, дают дополнительное количество тепла, идущее на повышение теплосодержания струй водяного пара, которые при обтекании трубки правого калориметра сообщают воде дополнительное количество тепла, повышая ее температуру. Левый калориметр обтекается в этот период струями пара, насыщенными продуктами сгорания7 причем для уменьшения погрешности измерения дополнительное количество водяного пара, равное количеству воздуха, подается в правый распылитель через патрубок и выходит наружу через ряд кольцевых зазоров, попадая на поверхность компенсационных струй, что уравнивает расходы выходящих сред в измерительных и компенсационных струях. Разница температур отходящей воды двух калориметров фиксируется двумя термобатареями, с которых поступает электрический сигнал, пропорциональный количествунедожога топлива.В следующий период измеряется количество кислорода, для чего через патрубок 5 в правый распылитель подается горючийгаз, который, выходя наружу через ряд кольцевых зазоров, попадает на поверхность измерительных струй водяного пара, движущихся справа налево, где, взаимодействуя 10 с кислородом продуктов сгорания, выделяетдополнительное тепло, которое в итоге припомощи термобагарей преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный количеству кислорода в продуктах сгорания. В 15 этот же период в левый распылитель через патрубок подается дополнительное количество водяного пара, равное количествугорючего газа, подаваемого в правый распылитель. В этом случае происходит также 20уравнивание расхода выходящих сред, но издругого распылителя, в который реагенг неподается. Так как для измерения количества недожега и количества кислорода используются только два калориметра и соот ветственно две гермобагареи, причем каждая из них может выполнять роль как измерительной, гак и компенсационной (в период измерения количества недожега термобатарея, расположенная на правом калориметре, является измерительной, а на трубке левого - компенсационной, а в периодизмерения количества кислорода левая термобатарея является измерительной, а правая - компенсационной), то для измерения 35указанных компонентов используется вторичный прибор типа электронного потенциометра с нулем посредине, у которого шкала вправо от нуля проградуирована в процентах окиси углерода, а влево от нуля - 40в процентах кислорода,формула изобретения 45Устройство для определения количестванедожега топлива и количества кислорода в отходящих газах, содержащее водяные калориметры, распылители, измерительную схему и вторичные измерительные приборы, 50о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью подачи в поток продуктов сгорания инертной среды для уменьшения степени влияния расхода и температуры продуктов сгорания на показания устройства, оно имеет две трубки с рядом сопел, каждая из которых расположена внутри соответствующей трубки распылителя.ют 7 Тираж 654 Подписное Государственного комитета Совета Министр по делам изобретений и открытий 038, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/ов СССР илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Г. Назарова Москаленко Техред 3. фанта Корректор А. Власенк