CS263897B1

CS263897B1 - Apparatus for flame indication in combustion chambers,esp. in combustion turbines and boilers

Info

Publication number: CS263897B1
Application number: CS879542A
Authority: CS
Inventors: Jurij Ing Csc Sirokorad; Jiri Ing Vecera
Original assignee: Sirokorad Jurij; Jiri Ing Vecera
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS954287A1

Abstract

Navrhované zařízení řeší indikaci plamene ve spalovacích komorách. Převodník ■signálů je zapojen na optické čidlo a současně přes oddělovací kondenzátor na zesilovač, který je zapojen přes monostahilní klopný obvod na spínač zátěže. Monostabil- ní klopný obvod sestává z prvního odporu, který je zapojen na zesilovač a zároveň na první vstup časovacího členu, současně je zapojen přes oddělovací diodu na čtvrtý vstup časovacího členu a zároveň je první odpor připojen k bázi tranzistoru, jehož e- mitor je zapojen paralelně na druhý vstup časovacího členu na časovači kondenzátor a na druhý odpor, kdežto kolektor tranzistoru je zapojen paralelně na třetí vstup časovacího členu a na časovači kondenzátor, přičemž zdroj konstantního napětí je zapojen paralelně na oddělovací diodu a na druhý odpor a na čtvrtý vstup časovacího členu, jehož výstup je zapojen na spínač zátěže. Uvedené řešení se využije u spalovacích turbin a kotlů.The proposed device addresses the flame indication in the combustion chambers. The signal converter is connected to the optical sensor and simultaneously via a decoupling capacitor to an amplifier that is connected via a monostable flip-flop to the load switch. The monostable flip-flop consists of a first resistor which is connected to the amplifier and simultaneously to the first input of the timing member, is simultaneously connected via a decoupling diode to the fourth input of the timing member and at the same time the first resistor is connected to the base of the transistor whose emitter is connected parallel to the second timing input of the timing capacitor and the second resistor, while the transistor collector is connected in parallel to the third timing input and timing capacitor, the constant voltage source being connected in parallel to the decoupling diode and the second resistor and to the fourth timing member input whose output is connected to a load switch. This solution is used for combustion turbines and boilers.

Description

1 Vynález se týká zařízení pro indikaci pla-mene ve spalovacích komorách, zejména uspalovacích turbin a kotlů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for indicating flame in combustion chambers, in particular for combustion turbines and boilers.

Bezpečný provoz spalovacích turbin, kot-lů a jiných energetických zařízení, ve kte-rých se spaluje palivo, vyžaduje indikacihořeni plamene. Zejména je to aktuální přispalování plynů ve spalovacích komorách,spalovacích turbin nebo kotlů. Náhlé zhas-nutí plamene vyvolá nashromáždění směsinespáleného plynu se vzduchem a při ob-novení spalovacího procesu nastane výbuchs možností velmi těžké havárie energetic-kého zařízení a poškození celého objektu.The safe operation of combustion turbines, boilers and other energy equipment in which fuel is burned requires the indication of flame burning. In particular, it is the actual contribution of gases in combustion chambers, combustion turbines or boilers. The sudden extinguishing of the flame causes an accumulation of a mixture of burnt gas with air and an explosion with the possibility of a very severe accident of the power plant and damage to the whole object occurs when the combustion process is renewed.

Proto spalovací proces ve spalovacích ko-morách je nutno neustále sledovat a v pří-padě zhasnutí plamene okamžitě uzavřítpřívod paliva.Therefore, the combustion process in the combustion chambers must be constantly monitored and immediately shut off the fuel supply if the flame goes out.

Je známá celá řada zařízení pro indikacihoření plamene ve spalovacích komorách.Některá zařízení využívají pro> indikaci pla-mene vývin tepla, který doprovází spalová-ní paliva. U těchto zařízení se používají ja-ko čidla termočlánky. Nevýhodou je, že nel-ze umístit termočlánky přímo do plamene,protože by shořely. Pokud jsou umístěna vteploměrných jímkách, mají velkou tepelnousetrvačnost a reagují opožděně na zhasnutíplamene. Tím ovšem dochází k nebezpeč-nému hromadění paliva (zejména plynuj ak možnosti výbuchu.A number of flame-indicating devices are known in the combustion chambers. Some devices utilize the heat generation to accompany the combustion of fuel to indicate the flame. These devices use thermocouples as sensors. The disadvantage is that it is not possible to place the thermocouples directly into the flame as they will burn. If they are placed in thermowells, they have a high thermal inertia and are delayed to extinguish the flame. This, however, leads to a dangerous accumulation of fuel (especially gas and explosion.

Jiná zařízení využívají pro indikaci pla-mene principu vodivosti plameny. Pokudplamen hoří mezi katodami, které jsou vplameni, protéká elektrický proud, jelikožplazma je vodivá. Při zhasnutí plameneplazma mezi katodami okamžitě mizí a směspaliva se vzduchem je špatně vodiví tak,že se elektrický proud přeruší.Other devices use flames to indicate the principle of conductivity. If the flame burns between the cathodes that are flamed, an electric current flows because the plasma is conductive. When the flame is extinguished, it disappears immediately between the cathodes and the air is poorly conductive so that the electric current is interrupted.

Nevýhodou těchto zařízení je opalováníkatod, které je nutno často vyměňovat. Plaz-mové indikátory jsou obzvlášť nevhodné pro·spalovací turbiny, kde úlomky spálenýchkatod mohou vážně poškodit lopatky turbi-ny. Častěji používány jsou bezkontaktní in-dikátory plamene. Některé z nich jsou tvo-řeny fotobuňkou reagující na světlo.The disadvantage of these devices is tanning, which needs to be replaced frequently. Plasma indicators are particularly unsuitable for combustion turbines where burnt cathode fragments can severely damage the turbine blades. Non-contact flame indicators are more commonly used. Some of them are light-responsive photocells.

Nevýhodou těchto zařízení je, že v přípa-dě zhasnutí plamene ve spalovací komořepo určitou dobu svítí rozžhavené části, ze-jména vyzdívka u kotlů, a tak dochází i vtomto případě k opožděnému vypnutí pří-vodu paliva ke komoře.A disadvantage of these devices is that in the event of the flame being extinguished in the combustion chamber, the heated part, in particular the lining at the boilers, shines for some time, and thus the fuel supply to the chamber is delayed.

Jiná zařízení na indikací plamene jsou naprincipu ionizace plynu v křemičité baňcenásledkem dopadu ultrafialového záření,které doprovází spalovací proces.Other flame-indicating devices are, by virtue of the ionization of the gas in silica, the result of the impact of ultraviolet radiation that accompanies the combustion process.

Nevýhodou tohoto zařízení je, že sebe-menší zanesení průzorového skladného ne-bo skleněné baňky znemožňuje průchodultrafialových paprsků a tím i ionizaci ply-nu v baňce. V takovém případě čidlo indi-kace plamene signalizuje, že plamen zhasli když ve skutečnosti plamen hoří.A disadvantage of this device is that the self-clogging of the sight-glass or glass-bulb prevents the passage of the ultra-violet rays and thus the ionization of the gas in the flask. In this case, the flame-indicating sensor indicates that the flame has extinguished when the flame is actually burning.

Další zařízení se využívá pro indikaci kmitavé složky plamene v oblasti viditelné- ho záření. Jako čidla ve většině případů se používá foioodpor. Střídavý signál je vedenz čidla přes kondenzátor na dva střídavézesilovací oddďené kondenzátory a přesdalší kondenzUor na usměrňovač. Stejno-směrný signál úměrný intenzitě střídavéhosignálu je veden na komparátor. Po překro-čení nastavené hodnoty komparáior sepnerelé, čímž dává signál, že plamen hoří.Another device is used to indicate the oscillating component of the flame in the visible radiation area. As a sensor in most cases, foioodpor is used. The AC signal is the sensor lead through the capacitor to the two AC amplifier separated capacitors and through the other capacitor to the rectifier. A directional signal proportional to the intensity of the AC signal is fed to the comparator. After exceeding the set value of the comparator, it gives a signal that the flame is burning.

Nevýhodou uvedeného zapojení pro· vy-hodnocení střídavé složky plamene je, žev případě náhlého zvýšení jasu plamene,například při zapálení hořáku, se kaskádo-vě řazené zesilovače zahltí příliš intenzív-ním signálem. Skok stejnosměrné složky sepřenáší přes vazební kondenzátory, kterése nabíjí. Než dojde k jejich opětnému vy-bití, jsou zesilovače zahlceny a nezesilují.Tím zmizí střídavá složka na usměrňovačiia s ní zmizí i stejnosměrné napětí za usměr-ňovačem. Komparátor přepne do stavu,,plamen zhasl“, a tím vlastně vydá falešnýsignál, který trvá po dobu potřebnou provybití kaskádově řazených kondenzátorů.The disadvantage of this connection for evaluating the alternating flame component is that in the event of a sudden increase in the brightness of the flame, for example when the burner is ignited, the cascaded amplifier is overwhelmed by a too intense signal. The DC jump jumps through the coupling capacitors that are charged. Before they are recharged, the amplifiers are overloaded and not amplified. Thus, the AC component on the rectifier disappears and the DC voltage behind the rectifier disappears. The comparator switches to the "flame extinguished" state, thus actually issuing a false signal that lasts for a period of time required to perform cascaded capacitors.

Uvedené nevýhody odstraní zařízení po-dle vynálezu, jeho· podstata spočívá v tom,že převodník signálu je zapojen na optickéčidlo a současně přes oddělovací kondenzá-tor na zeaVovač, který je zapojen přes mo-'nostabilní klopný obvod m spínač zátěže.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the device according to the invention, the principle being that the signal converter is connected to the optical sensor and at the same time via a separator condenser to a switch which is connected via a multiplexable load switch.

Monostabiiní klopný obvod, sestává z prv-ního odporu, který je zapojen na zesilovača zároveň na první vstup časovacího členu,současně je zapojen přes oddělovací dioduna čtvrtý vstup časovacího členu a zároveňje první odpor připojen k bázi tranzistoru,jehož emitor je zapojen paralelně na druhývšt ip časovacího č’enu na časovači konden-zátor a na druhý odpor, kdežto kolektortranzistoru je zapojen paralelně na třetívstup časovacího členu a na časovači kon-denzátor, přičemž zdroj konstantního napě-tí je zapojen paralelně na oddělovací diodua na druhý odpor a na čtvrtý vstup časova-cího členu, jehož výstup je zapojen na spí-nač zátěže.The monostabic flip-flop consists of a first resistor which is connected to the amplifier at the same time as the first input of the timing member, at the same time a fourth timing input of the timing member is connected via a diode and at the same time the first resistor is connected to the base of the transistor whose emitter is connected in parallel to the second resistor the timing element on the timing capacitor and the second resistor, while the collector transistor is connected in parallel to the third input of the timing member and on the timing condenser, the constant voltage source being connected in parallel to the isolation diode to the second resistor and the fourth timing input which is connected to a load switch.

Zařízení podle vynálezu využívá veškerévýhody principu využití střídavé složky pla-mene pro indikaci jeho existence, ale sou-časně odstraňuje možnost vydání falešnéhosignálu při náhlé změně intenzity jasu pla-mene. Příklad zařízení podle vynálezu je sche-maticky znázorněn na přiloženém výkrese,kde obr. 1 je základní blokové schéma aobr. 2 je podrobnější blokové schéma.The device according to the invention utilizes all the advantages of using the alternating component principle to indicate its existence, but at the same time eliminates the possibility of issuing a false signal when the brightness of the brightness suddenly changes. An example of a device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing, wherein FIG. 1 is a basic block diagram of FIG. 2 is a more detailed block diagram.

Zařízení podle obr. 1 se sestává z čidla1, na jehož výstupu jsou zapojeny sériovéřazené za sebou převodník 2 signálu, oddě-lovací kondenzátor 3, zesilovač 4 a mo.no-stabilní klopný obvod 5, na jehož výstupu jezapojen spínač zátěže S,The apparatus of FIG. 1 comprises a sensor 1, the output of which is connected in series with a signal transducer 2, a capacitor 3, an amplifier 4, and a flip-flop 5, the switch S of which is connected to the output.

Monostaibilný klopný obvod podle obr. 2 sestává z prvního odporu 7, který je zapo- jen současně na zesilovač 4, na první vstup 18 časovacího členu 12, přes oddělovací diodu 8 na čtvrtý vstup 19 časovacího členuThe monostable flip-flop of FIG. 2 consists of a first resistor 7, which is connected simultaneously to the amplifier 4, to a first input 18 of the timing member 12, via a separating diode 8 to a fourth input 19 of the timing member.

Claims

On the base 13 of the transistor 9, whose emitter 14 is connected in parallel to the second input 17 of the timing member 12, on the timing condenser 11 and on the second resistor 10, whereas the coil 15 of the transistor 9 is connected in parallel to the third input 18 of the timing member 12 and the timing capacitor 11, the constant voltage source is simultaneously connected to the diode 8 to the second resistor 10 and the fourth input 19 of the timing member 12, the output 20 of which is connected to the load switch 6. When the fuel is ignited, the brightness and signal from sensor 1 transformed by the transformer suddenly increase. 2 of the signal through the decoupling capacitor3 and the amplifier 4 triggers the monostable flip-flop 5, which switches the load switch 6 after to

An apparatus for indicating a flame in combustion chambers, in particular for combustion turbines and boilers comprising a signal transducer, characterized in that the signal transducer (2) is connected to an optical sensor (1J and simultaneously via a decoupling capacitor). (3) an amplifier (4) that is connected via a mono-stable flip-flop (5j to the load switch [6]).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the monostable flip-flop (5) consists of a first resistor (7) which is connected to the amplifier (4) and simultaneously to the first input (16) of the timing member (12j, simultaneously it is connected via a decoupling diode (8) to a buzzer determined by adjustable parameters of a monostable flip-flop 5. If the flame burns, the brightness of the flame fluctuates irregularly every time the brightness is increased, the monostable flip-flop 5 is re-triggered to sleep In the case where the wheezing light goes out, the fluctuation of the brightness disappears alternately, and the monostable flip-flop 5 tilt to the initial state after the preset time and the load switch 6 is opened to give a signal of the flame extinguishment regardless of Whether there are hot parts (for example, combustion chamber lining) in the combustion space that require irradiation without brightness oscillation. At the same time, the first resistor (7) is connected to the base (13) of the transistor (9) whose emitter (14) is connected in parallel to the second input (17) of the timer (12) on the timer condenser (11). ) and the second resistor (10), whereas the collector (15) of the transistor (9) is connected in parallel to the third input (18) of the timing member (12) and to the timing capacitor (11), the source ( 21) a constant voltage is connected in parallel to the isolation diode (8) and the second resistor (10) and to the fourth input (19) of the timing member (12) whose output (20) is connected to the load switch (6). 1 sheet of drawings