CN111201401A - 用于控制电站炉系统中燃烧过程的器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制电站炉系统中的燃烧过程的器件，包括布置在燃烧室的壁中的燃烧器(1)，其中通过围绕所述燃烧器(1)的环形间隙(3)供应燃烧空气，燃烧器(1)包括用于影响流过环形间隙(3)的燃烧空气量的工具，所述器件包括用于记录供应至燃烧器(1)的燃料量的工具，以及用于确定流过环形间隙(3)的燃烧空气量的工具。用于确定流过环形间隙(3)的燃烧空气量的工具包括两个传感器杆(11、12)，形成彼此相应的杆的对，相继地并且优选地横向于环形间隙的纵向轴线(4)并且在燃烧空气流的流动方向(7)上平行地布置在环形间隙(3.1)中，传感器杆(11、12)布置为使得至少一部分燃烧空气流过在燃烧空气流的流动方向(7)上的第一传感器杆(12)也经过在燃烧空气流的流动方向(7)上的第二传感器杆(11)。传感器杆(11、12)电连接到相关测量器件(13)，借助于该器件通过评估由电感应生成的电信号，基于环形间隙(3.1)的截面表面确定流过环形间隙(3.1)的燃烧空气量。通过调整燃烧空气量来相应地控制燃烧过程。

Description

用于控制电站炉系统中燃烧过程的器件

技术领域

本发明涉及一种用于控制电站炉系统中的燃烧过程的器件，电站炉系统具有在燃烧室的壁中并排布置的多个燃烧器并且经由共同的风箱向其供应燃烧空气，燃烧空气通过围绕燃烧器的一个或多个同心环形间隙被提供给单个燃烧器。

背景技术

在电站炉系统中，通常在燃烧室的壁中并排布置有多个燃烧器，并且通过共同的风箱向燃烧器供应燃烧空气。优选地，通过同心地围绕燃烧器的一个或多个环形间隙将燃烧空气提供给各个燃烧器。向环形间隙供应燃烧空气包括用于影响流经环形间隙并随后进入燃烧室的燃烧空气量的工具。此外，在环形间隙中布置有空气引导装置(例如可改变位置的引导叶片)以将具有螺旋运动的燃烧空气引入炉中像涡流一样围绕形成在燃烧器前面的火焰涡流，其中可以通过改变引导叶片的位置改变燃烧空气流的流向。在具有多个同心的环形间隙布置的情况下，用于影响流过环形间隙并随后流入燃烧室的燃烧空气量的工具以及空气引导装置(例如引导叶片)可以在每个环形间隙中被不同地设计并且可以被单独地控制。通过在燃烧器周围布置多个同心的环形间隙，可以将用于主燃烧器和复燃的燃烧空气单独地在单个燃烧器的前面以流动方向和燃烧空气量引入燃烧室，即，引入火焰的不同燃烧区域。用于产生燃烧空气流的涡流涡流的引导叶片和用于影响燃烧空气量的工具可以作为致动器集成在用于控制燃烧过程的控制器件中，从而可以为电站炉系统的每个燃烧器独立地控制燃烧过程。为了优化电站炉系统中燃烧过程的控制，有必要为每个单独的燃烧器提供用于主燃烧器和复燃的足以使供应给燃烧器的燃料达到最佳燃烧效果的燃烧空气量，即，控制燃烧期间的燃料空气比，这意味着在已知量的燃料供给到燃烧器的情况下，必须确定流过燃烧器周围每个环形间隙的燃烧空气量，并且如果有必要则随后进行改变。

为了影响提供给到燃烧器或一组燃烧器的燃烧空气量，已知的是在风箱中布置空气折流板以影响风箱内的燃烧空气流，从而影响供应给单个燃烧器或燃烧器组周围的风箱的燃烧空气总量的分布。供给到确定供给到风箱的燃烧空气总量相对地容易。然而，该解决方案不能够优化对电站炉系统中燃烧过程的控制。

为了确定供应给燃烧器的燃烧空气量，已知的是测量燃烧空气流的速度并且由承载燃烧空气的管道的截面几何尺寸计算燃烧空气量。为了测量燃烧空气流的速度，从现有技术中已知可以将动态压力探头(也称为皮托管或普朗特皮托管)引入燃烧空气流中。但是，这种类型的动态压力探头不能用于测量电站炉系统中通向燃烧器的燃烧空气供给管道的环形间隙中的燃烧空气的速度，因为燃烧空气在环形间隙中的流动涡流涡流非常湍急，并且涡流涡流具有强烈弯曲的流线，因此当燃烧空气流垂直撞击探头时，只能通过动态压力动态压力探头确定燃烧空气流的方向速度。当流动湍流并且燃烧空气流没有垂直撞击动态压力探头时，特别是当燃烧空气流的方向发生变化时，无法利用动态压力探头确定的压差确定燃烧空气流的方向速度。因此，不可能借助于布置在环形间隙中的动态压力探头来确定流过环形间隙的燃烧空气量。另外，燃煤电站炉系统中的燃烧空气中充满了灰尘颗粒，这导致动态压力探头的快速污染。因此，该解决方案不适用于电站炉系统中燃烧过程的优化控制。

公司宣传册“测量单个燃烧器气流”，来自空气监测公司(加利福尼亚州圣罗莎，CA95406)的申请公布ICA06，描述了动态压力探头在引导燃烧空气进入风箱的环形间隙的燃烧空气流上游的流动方向上的布置。但是，如上所述，动态压力探头很容易因污染而产生故障。即使当风箱布置在环形间隙的上游时，为了可靠的运行也需要定期的、复杂的维护周期以及使用干净的新鲜空气定期清洗动态压力探头。因此，所描述的布置主要仅用于没有发生真正燃烧过程的燃烧器布置的初始测量。它也不适用于电站炉系统中燃烧过程的优化控制。

DE 20021 271 U1描述了一种传感器器件，传感器器件通过使用相关测量方法来确定通过风箱提供给具有公共燃烧空气供应的燃烧器布置的一个燃烧器或一组燃烧器组的燃烧空气量，其中传感器布置排列在风箱内，每个传感器布置都跨越风箱的流动截面，使得减少了供应给燃烧器或一组燃烧器的燃烧空气量流过传感器布置。传感器布置由两个相交的单独传感器杆或传感器杆组组成，所述传感器杆或传感器杆组在燃烧空气流的流动方向上彼此并排布置以及彼此间隔开，并且跨越风箱的截面。燃烧空气流的速度通过相关方法从由于电效应而在传感器杆上生成的信号中确定，该信号是由经过传感器杆并在燃烧空气流中传输的带电粒子引起的。基于燃烧空气流的速度和相关联的风箱几何形状，可以计算流过风箱的燃烧空气量。然而，仅对于与特定设计的风箱相关联的特定布置的燃烧器，可以使用该器件确定供应给单个燃烧器的燃烧空气量。燃烧器的这种布置和风箱的设计在实际应用中很少有意义。另外，该解决方案具有以下缺点：由于误差传播，相关测量可能具有相当大的测量误差。因此，该解决方案也不适用于电站炉系统中燃烧过程的优化控制。

DE 102012 014260 A1公开了一种用于控制燃煤电站炉系统中的粉煤燃烧中的燃料空气比的器件和方法，其中利用相关方法通过评估来自布置在空气流中的传感器的电信号来获得燃烧空气量的测量和载气量的测量。为此目的，在空气的导流通道中，两个传感器杆在空气的流动方向上一个接一个地布置，在传感器杆中电信号是由带电粒子经过传感器杆的移动和在气流中的引导而产生的电感应生成的。信号被提供给相关测量器件。使用相关测量方法确定带电粒子移动两个传感器杆之间的距离所需要的时间。由传感器杆之间的时间和距离来计算气流的流速，并且根据空气引导管道的几何结构来计算空气体积。电极和反电极在空气流动方向上布置在传感器杆的上游，并且与提供12kV至20kV之间电压的高压源连接。连接到高压源的电极以这样的方式布置在空气流中：至少一部分空气流暴露于由电极向反电极的离子流的作用，并且因此受到电影响。DE 102012 014 260 A1中描述的器件和方法不能用于优化控制布置在电站炉系统中的每个单独燃烧器的燃烧过程。

通常的做法是基于静态特性曲线来控制电站炉系统中的燃烧过程，其中只有通过风箱与燃烧空气一起供给到燃烧器的燃料量和通过风箱供给到燃烧器的燃烧空气总量作为控制变量考虑在内。因此不可能对燃烧过程进行优化控制。

发明内容

发明的目的是提供一种用于控制电站炉系统中的燃烧过程的器件，其能够对燃烧过程进行优化控制，即，其能够对布置在电站炉系统中的每个单独燃烧器的燃烧过程进行优化控制。

根据本发明利用具有权利要求1的特征的用于控制电站炉系统单元中的燃烧过程的器件来实现目的。权利要求2至8描述了本发明的有利实施例。

一种用于控制电站炉系统中的燃烧过程的器件具有布置在燃烧室壁中的多个燃烧器，其中，通过围绕燃烧器的一个或多个环形间隙供应燃烧空气并且燃烧器包括用于影响流过环形间隙进入燃烧室的燃烧空气量的工具，至少用于检测供应至燃烧器的燃料量的工具，以及用于确定流过环形间隙的燃烧空气量的工具。用于控制燃烧过程的器件设计为影响通过围绕燃烧器的环形间隙流入燃烧室的燃烧空气量的每个工具生成致动信号。用于确定流过环形间隙的燃烧空气量的工具包括至少两个由导电材料制成并形成相应的对的传感器杆，传感器杆横向于环形间隙的纵向轴线或位于与环形间隙的纵向轴线成30°≤α≤90°的角度α布置在环形间隙中，在燃烧空气流的流动方向上一个在另一个之后并且以间隔a相互平行，其中相应的传感器杆布置成使得燃烧空气的至少一部分在燃烧空气流的流动方向上流经相应的对的第一传感器杆(10)，也在燃烧空气流的流动方向上流经相应的对的第二传感器杆(11)。传感器杆在纵向方向上弯曲成与环形间隙的曲率相对应，并且与形成环形间隙的壁电绝缘。因此，传感器杆以这样的方式布置在环形间隙中，使得它们的纵向方向几乎垂直于燃烧空气流的流动方向或者相对于燃烧空气流的流动方向成30°至90°之间的角度，其中，优选地，传感器杆在环形间隙中布置为相对于形成环形间隙的两个壁在传感器杆的长度l上方具有均匀的间距。传感器杆的长度l为l＞20mm，优选l＞200mm。用于确定流过环形间隙的燃烧空气量的工具还包括相关测量器件，传感器杆与相关测量器件电连接，并且利用相关测量器件通过评估由带电粒子在燃烧空气流中传输并流过传感器杆(10、11)的电效应所生成的电信号，来测量横向于传感器杆的纵向方向的燃烧空气流的速度。在传感器杆未横向于环形间隙的纵向轴线布置的情况下，计算在环形间隙的纵向轴线方向上的燃烧空气流的流速的分量，并且基于在环形间隙的纵向轴线的方向上的燃烧空气流的流速的分量以及环形间隙的截面面积的几何尺寸确定流过环形间隙的燃烧空气量。如上，当多个环形间隙围绕燃烧器时，传感器杆布置在每个环形间隙中并且电连接到相关测量器件，从而可以确定流过围绕燃烧器的每个环形间隙的燃烧空气量。因此，通过确定流过围绕燃烧器的环形间隙的燃烧空气量并且利用工具影响通过环形间隙流入燃烧室的燃烧空气量与足以用于燃烧的燃烧空气量相当，来通过向供应给燃烧器的燃料供应足以实现最佳燃烧的燃烧空气量，可以最佳地控制布置在电站炉系统的燃烧室的壁中的每个燃烧器的燃烧过程。

在环形间隙的纵向轴线方向上的燃烧空气流的流速的分量是指在环形间隙的纵向轴线的方向上运动的燃烧空气流的流速的特定分量，因此该分量是在特定时间单位内通过环形间隙输送一定数量的燃烧空气的相关速度。由于在宽度在20mm至200mm之间和周长在100cm至1500cm之间的电站炉系统中环形间隙中燃烧空气流动的高度湍流，并且考虑到任何在环形间隙中产生的燃烧空气流的涡流，在环形间隙中出现具有不同方向和幅度的燃烧空气流的流速的分量。上述燃烧空气流的流速的这些各种分量与确定供应到燃烧器的燃烧空气量无关。重要的是，此处仅在环形间隙的纵向轴线方向上的燃烧空气流的流速的分量，即如上，仅燃烧空气流的流速的分量与燃烧空气一起在穿过环形间隙的纵向方向上输送。

出人意料地发现，由于带电粒子通过传感器杆并在燃烧气流中传输而产生的效应，在布置于环形间隙中并形成相应的对的传感器杆上生成电信号，电信号可以使用相关测量器件通过确定相关电信号之间的时间偏移来评估，该时间偏移被相应传感器杆之间的距离a除就是在横向于传感器杆的纵向方向上燃烧空气流的流速的分量的量度。令人惊讶是因为在实际的测量装置中，相应的传感器杆之间的距离a比环形间隙的宽度大25倍，并且因为尽管带电粒子通常在燃烧空气流的流动方向上运动，但由于燃烧空气流的高度湍流，带电粒子的运动在幅度和方向上主要是混沌的运动因此被覆盖，其中与处于地电位的环形间隙的壁频繁发生碰撞导致这些粒子放电。

有利的是，将用于生成燃烧空气流的涡流的空气引导装置布置为，相应的传感器杆在燃烧空气流的流动方向上位于空气引导装置下游的环形间隙中。

另外有利的是，用于生成燃烧空气流的涡流的空气引导装置布置为，传感器杆形成具有相互平行的偏移的相应的对，从而使得至少一部分燃烧空气在燃烧空气的流动方向上流过的相应的对的第一传感器杆，也在燃烧空气的流动方向上流过相应的对的第二传感器杆。因此传感器杆应足够长，即，在环形间隙的内周长的大约1/4上延伸，以使得即使当燃烧空气流的涡流的旋转角度发生变化时，也要满足以下条件：至少一部分燃烧空气在燃烧空气的流动方向上流过的相应的对的第一传感器杆，也在燃烧空气的流动方向上流过相应的对的第二传感器杆。

优选地，传感器杆构造成直径D为1mm≤D≤20mm的圆杆，或者构造为方条，方条在环形间隙的宽度b方向上具有边缘长度e，1mm≤e≤20mm。这里假定实际应用的实际条件，即，用于向电站炉系统中的燃烧器供应燃烧空气的环形间隙的宽度b为20mm≤b≤200mm，环形间隙的周长为100cm≤环形间隙的周长≤1500cm。一方面，传感器杆的设计必须使其不会在燃烧空气流中振动，但另一方面，传感器杆也不能太大，以至于不适当地减小了用于燃烧空气流的通道的环形间隙的有效截面。

有利地，一个或多个传感器杆可以在传感器杆的纵向方向上被电地并且也可以机械地分段，其中形成传感器杆的段在段的纵向方向上彼此对准地布置。传感器杆的段可以串联电连接，并且电分段的传感器杆可以作为单个电气单元连接到相关测量器件的输入。然而，电分段的传感器杆的每个段也可以电连接到相关测量器件的单独的输入。

在另一个实施例中，传感器杆可以被设计成由导电材料构成的薄膜条，该薄膜条被胶粘到形成环形间隙的两个壁中的一个上并且与壁电绝缘。

在用于确定流过环形间隙的燃烧空气量的工具的另一优选实施例中，在环形间隙中布置有相应的两对的传感器杆，每对电连接到相关测量器件，并且相应的两对的传感器杆相对于环形间隙的纵向轴线以不同的角度α在纵向方向上布置。相应的一对的传感器杆优选地横向布置，即，相对于环形间隙的纵向轴线成角度α₁＝90°，而相应的第二对的传感器杆相对于环形间隙的纵向轴线成角度α₂＝45°布置，然而在该情况下至少一部分燃烧空气在燃烧空气的流动方向上流过的相应的对的第一传感器杆，也在燃烧空气的流动方向上流过相应的对的第二传感器杆。通过评估利用第一对传感器生成的信号来确定在环形间隙纵向轴线的方向上的燃烧空气流的速度，即，一对传感器相对于环形间隙的纵向轴线以α₁＝90°的角度布置，而利用第二对传感器确定相对于环形间隙的纵向轴线成角度α₂＝45°的燃烧空气流的速度分量，即，第二对传感器相对于环形间隙的纵向轴线以α₁＝45°的角度布置。如果涡角γ满足(90°-α₁)＞γ>(90°-α₂)的条件，则可以通过三角测量从两个速度计算出具有涡流的燃烧空气流的涡角γ。相应的一对的传感器杆的角度α₁＝90°，以及相应的第二对的传感器杆的角度α₂＝45°仅代表优选示例。将理解的是，如果必须满足条件(90°-α₁)>γ>(90°-α₂)，则相应的对的传感器杆的纵向方向的其他角度α₁和α₂也是可能的。在具有可变位置的导流叶片布置在环形间隙中的情况下，可以以这种方式确定涡角并且通过导流叶片的位置有意地影响涡角，由此可以另外影响(即，控制)燃烧过程。

本发明的特别优点在于，直接在电站炉系统中的燃烧器周围的环形间隙中确定燃烧空气流的速度，以使得可以直接确定向电站炉系统中的燃烧器供应的燃烧空气量。通过影响燃烧空气流，即，流过环形间隙的燃烧空气量，可以根据预先选择的标准对电站炉系统中的燃烧过程进行最佳控制。

当然，也可以这种方式调节电站炉系统中的燃烧过程。

附图说明

下面将更详细地解释本发明的三个示例性实施例。附图显示：

图1是围绕燃烧器的环形间隙的局部截面图，在环形间隙中布置有相应的传感器杆对，

图2a是穿过燃烧器的纵向截面图，燃烧器具有围绕的环形间隙和布置在环形间隙中的相应的对的传感器杆，

图2b和图2c是穿过具有围绕的环形间隙的燃烧器的两个截面图，每个截面图在布置的传感器杆的平面中，

图3是围绕燃烧器的环形间隙的局部截面图，具有相应的对的传感器杆相对于环形间隙的纵向轴线以α＝45°的角度布置在环形间隙中，

图4a是围绕燃烧器的环形间隙的局部截面图，具有相应的两对的传感器杆布置在环形间隙中，其中，相应的对的传感器杆分别相对于环形间隙的纵向轴线纵向轴线以不同的角度α布置，以及

图4b是环形间隙的平面图案，具有相应的传感器杆布置在燃烧器的外壁上。

具体实施方式

图1示出了用于确定流过环形间隙3和燃烧器1的燃烧空气量的工具，燃烧器1被管道2同轴地围绕，从而在燃烧器1的外壁和管道2之间形成环形间隙3。燃烧器1、管道2和环形间隙3具有共同的同轴纵向轴线4。在环形间隙3中引导燃烧空气。管道2具有收缩部5，收缩部5减小环形间隙宽度b以增加燃烧空气流的流速v。在收缩部5的区域中，引导叶片6布置在环形间隙3中，导向叶片6在同轴纵向轴线4的方向上在收缩部下游的环形间隙部分3.1中引起燃烧空气流的涡流。环形间隙部分3.1具有恒定的环形间隙宽度b。箭头7示出了燃烧空气流的流动方向。箭头8示出了涡流的旋转方向。对于确定提供给到燃烧器1的燃烧空气量很重要的环形间隙部分3.1中燃烧空气流的分量，是平行于同轴纵向轴线4或垂直于环形间隙部分3.1的截面的燃烧空气流的分量，在图1中由箭头9示出。两个传感器杆10和11布置在环形间隙部分3.1内。传感器杆10和11分别安装在燃烧器1的外壁上并且通过两个支撑块12电绝缘。传感器杆10和11横向于纵向轴线4布置并且在其纵向方向上适应于环形间隙部分3.1的曲率，使得它们沿其纵向范围到界定环形间隙部分3.1的两个壁(即，燃烧器1的外壁和管道2的内侧)具有相同的距离c和d。距离c是燃烧器1的外壁与传感器杆10和11之间的距离，距离d是管道2的内壁与传感器杆10和11之间的距离。两个传感器杆10和11与界定环形间隙部分3.1的壁等距间隔。它们还被布置为以间距a彼此平行但是相对于彼此径向旋转，其中沿燃烧空气流的流动方向7的第二传感器杆11相对于沿燃烧空气流的流动方向7的第一传感器杆10，在燃烧空气流的涡流的旋转方向8上平行地布置。图2a至图2c示出了在环形间隙部分3.1中的传感器杆10和11的上述布置。传感器杆10和11电连接到相关测量器件13。由于带电粒子运动通过传感器杆10和11并且在燃烧空气流中传送而引起的电影响，在传感器杆10上生成电信号，由相关测量器件13通过确定相关电信号之间的时间偏移来评估电信号，当用传感器杆10和11之间的距离a除以时间偏移时，就是在图1所示的传感器杆10和11的布置中横向于传感器杆10和11的纵向方向(即，环形间隙部分3.1的纵向轴线4的方向)的环形间隙部分3.1中燃烧空气流的流度v的分量量度。从如此确定的在环形间隙部分3.1的纵向轴线4的方向上的燃烧空气流的流速v的分量开始，基于环形间隙部分3.1的横截面积确定供给到燃烧器1的燃烧空气量。同时，通过使用未示出的配置为检测供给到燃烧器1的燃料量的工具来测量供给到燃烧器1的燃料量，并且通过改变燃烧空气量来控制燃烧过程。

在图3所示的用于确定流过环形间隙3的燃烧空气量的工具中，相应的传感器杆10和11相对于环形间隙的纵向轴线4以α＝45°的角度布置。环形间隙3的所有其他部件以及传感器杆10和11在环形间隙部分3.1中的布置对应于图1所示的用于确定流过环形间隙3的燃烧空气量的工具的部件和传感器杆。图3所示的用于确定流过如关于图1和图2所描述的环形间隙3的燃烧空气量的工具，被用于利用相关测量器件13来确定相对于纵向轴线4成α＝45°角的环形间隙部分3.1中燃烧空气流的流速v的分量。通过将利用相关测量器件13确定的流速v的分量乘以sinα，即sin 45°，来计算在环形间隙部分3.1的纵向轴线4的方向上的环形间隙部分3.1中燃烧空气流的流速v的分量。利用如此计算的在环形间隙部分3.1的纵向轴线4的方向上的环形间隙部分3.1中燃烧空气流的流速v的分量，然后使用环形间隙部分3.1的横截面积来确定供给到燃烧器1的燃烧空气量。

图4a示出了分别具有相应的两对的传感器杆10.1和11.1以及10.2和11.2的布置。相应的传感器杆10.1和11.1以其纵向方向相对于纵向轴线4成α₁＝45°的角度布置在燃烧器1的外壁上，并且相应的传感器杆10.2和11.2以其纵向方向相对于环形间隙部分3.1的纵向轴线4成α₁＝90°的角度布置在燃烧器1的外壁上。相应的两对的传感器杆10.1和11.1以及10.2和11.2每个分别电连接到相关测量器件13.1和13.2。图4b示出了环形间隙3.1的该部分的平面图，相应的两对的传感器杆10.1和11.1以及10.2和11.2布置在燃烧器1的外壁上。这种布置不仅可以用于确定在环形间隙部分3.1的纵向轴线4的方向上的燃烧空气流的流速v的分量以及随后计算供给到燃烧器的燃烧空气量，还用于当涡角γ满足(90°-α₁)＞γ>(90°-α₂)的条件时确定具有涡流的燃烧空气流的涡角γ。为此，通过使用相关测量器件13.1评估在传感器杆10.1和11.1上生成的电信号来确定燃烧空气流的流速v的分量v₁，并通过相关测量器件13.1评估在传感器杆10.1和11.1上产生的电信号，并通过使用相关测量器件13.2评估在传感器杆10.2和11.2上生成的电信号来确定燃烧空气流的流速v的分量v₂。

下面将参照图4b描述示例性确定具有涡流的燃烧空气流的涡流γ。流速v和流速v的分量v₁之间的夹角β由关系90°-α₁+γ得出，其中当α₁＝45°时，得出β＝45°-γ。流速v和流速v的分量v₂之间的夹角由关系90°-α₂+γ得出，因此，当α₂＝90°时，流速v和流速v的分量v₂之间的夹角等于涡角γ。由相应的传感器杆10.1和11.1以及相关测量器件13.1确定的流速v的分量v₁由以下等式描述

v₁＝cos(45°-γ)·v，或v₁＝(cos 45°·cosγ+sin 45°·sinγ)·v (1)

由相应的传感器杆10.2和11.2以及相关测量器件13.2确定的流速v的分量v₂由以下等式描述

v₂＝cosγ·v，或cosγ＝v₂/v (2)

将等式(2)代入等式(1)可得出

v₁＝(cos 45°+sin 45°·sinγ/cosγ)·v₂ (3)

转换等式(3)得出

v₁/v₂＝cos 45°+sin 45°·tanγ，或tanγ＝(v₁/v₂-cos45°)/sin 45°。

因此，可以根据等式从燃烧空气流的流速v的两个确定的分量v₁和v₂计算出涡角

γ＝arctan((v₁/v₂-cos 45°)/sin 45°)。

使用的参考符号列表

1 燃烧器

2 管道

3 环形间隙

3.1 环形间隙，环形间隙截面

4 纵向轴线

5 收缩部

6 引导叶片

7 箭头，燃烧空气流的流向

8 箭头，涡流的旋转方向

9 箭头，平行于纵向轴线4的燃烧空气流的分量

10 传感器杆

10.1 传感器杆

10.2 传感器杆

11 传感器杆

11.1 传感器杆

11.2 传感器杆

12 支撑块

13 相关测量器件

13.1 相关测量器件

13.2 相关测量器件

Claims (8)

1.用于控制电站炉系统中的燃烧过程的器件，包括多个布置在燃烧室的壁中的燃烧器(1)，通过围绕所述燃烧器(1)的一个或多个环形间隙供应燃烧空气并且所述燃烧器(1)包括用于影响流过所述环形间隙(3)进入所述燃烧室的燃烧空气量的工具，至少包括用于检测供应至燃烧器(1)的燃料量的工具和用于确定流过所述环形间隙(3)的燃烧空气燃料量的工具，其中，用于控制所述燃烧过程的器件设计为使得影响通过围绕所述燃烧器(1)的环形间隙(3)流入所述燃烧室的所述燃烧空气量的每个工具控制生成的信号，以影响流过每个环形间隙(3)的燃烧空气量，其特征在于，

用于确定流过环形间隙(3，3.1)的燃烧空气量的工具包括至少两个传感器杆(10，11)，所述至少两个传感器杆(10，11)在横向于所述环形间隙(3，3.1)的纵向轴线(4)的燃烧空气流的流动方向(7)上、或相对于环形间隙(3，3.1)的纵向轴线(4)以30°≤α≤90的角度α顺序布置在所述环形间隙(3，3.1)中，并且至少两个传感器杆(10，11)以间距a彼此平行形成相应的对，其中所述传感器杆(10，11)由导电材料制成并且与形成所述环形间隙(3，3.1)的壁(1，2)电绝缘，其中，所述传感器杆(10，11)的形状适应于所述环形间隙(3，3.1)的曲率并且所述传感器杆(10，11)具有l>20mm的长度l，优选l>200mm，并且其中，所述传感器杆(10，11)电连接到相关测量器件(13)，所述相关测量器件(13)用于通过评估由带电粒子在燃烧空气流过传感器杆(10，11)中传输并移动经过所述传感器杆(10，11)的电效应所生成的电信号来确定垂直于传感器杆(10，11)的纵向方向的燃烧空气流的流速(v)，其中，在所述传感器杆(10，11)未横向于所述环形间隙(3，3.1)的所述纵向轴线(4)布置的情况下，计算在所述环形间隙(3，3.1)的所述纵向轴线(4)的方向上的所述燃烧空气流的所述流速(v)的分量(v₂)，并且，基于计算的所述分量(v₂)和在所述环形间隙(3，3.1)的所述纵向轴线(4)的方向上的所述燃烧空气流的所述流速(v)并且基于所述环形间隙(3，3.1)的截面面积的几何尺寸确定流过所述环形间隙(3，3.1)的所述燃烧空气量。

2.根据权利要求1所述的器件，

其特征在于，

形成相应的对的所述传感器杆(10，11)分别从形成在所述环形间隙(3，3.1)中的两个壁(1，2)以恒定的间距c、d布置在所述环形间隙(3，3.1)中，所述间距c、d在每个传感器杆(10，11)的长度上是恒定的。

3.根据权利要求1至2所述的器件，

其特征在于，

当布置了用于生成燃烧空气流的涡流的空气引导器件(6)时，所述传感器杆(10，11)在燃烧空气流的流动方向(7)上布置在所述空气引导器件(6)下游的环形间隙(3，3.1)中。

4.根据权利要求3所述的器件，

其特征在于，

形成相应的对的所述传感器杆(10，11)平行布置但是相对于彼此移位，使得所述燃烧空气的至少一部分在燃烧空气流的流动方向(7)上流过所述相应的对的第一传感器杆(10)，也在所述燃烧空气流的所述流动方向(7)上流过所述相应的对的第二传感器杆(11)。

5.根据权利要求3至4所述的器件，

其特征在于，

在所述环形间隙(3，3.1)中布置有相应的两对的传感器杆(10.1，11.1和10.2，11.2)，其中，所述相应的两对的传感器杆(10.1，11.1和10.2，11.2)相对于所述环形间隙(3，3.1)的所述纵向轴线(4)以不同的角度α布置。

6.根据权利要求1至5所述的器件，

其特征在于，

所述传感器杆(10，11)构造为直径D为1mm≤D≤20mm的圆杆、或者构造为方杆，所述方杆具有在环形间隙的宽度b的方向上的边缘长度e，1mm≤e≤20mm。

7.根据权利要求1至5所述的器件，

其特征在于，

通过由导电材料制成的箔条形成所述传感器杆(10，11)，所述箔条胶粘到形成所述环形间隙(3，3.1)的两个壁(1，2)中的一个上并且相对于所述壁(1，2)绝缘。

8.根据权利要求1至7所述的器件，

其特征在于，

所述传感器杆(10，11)在纵向方向上分段，其中，所述传感器杆(10，11)的所述段彼此串联电连接并且所述传感器杆(10，11)的串联连接电连接到相关测量器件(13)，或者所述传感器杆(10，11)的所述段电连接到相关测量器件(13)。

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