PL35760B1 - - Google Patents

Description

Wskazania przyrzadu do analizy gazów spali¬ nowych daja wtedy tylko wlasciwy obraz prze¬ biegu procesu spalania w palenisku, gdy stoso¬ wane jest stale to samo paliwo lub przy paliwach mieszanych znany jest dokladnie sklad mie¬ szanki. Kontrolujac prace paleniska za pomoca przyrzadu do pomiaru zawartosci C02 w gazach spalinowych przy zmianie paliwa lub zmianie skladu mieszanki otrzymuje sie rózne zawartosci C02, co utrudnia palaczowi utrzymywanie stalej wartosci C02 dla korzystnego przebiegu procesu spalania. Podobnie ma sie rzecz przy kontroli paleniska w oparciu o zawartosc w spalinach tlenu, bo i zawartosc tlenu zmienna jest zalez¬ nie od rodzaju paliwa lub mieszanki, gdyz kazde paliwo spala sie najlepiej przy róznych warto¬ sciach wspólczynnika nadmiaru powietrza. Tak wiec zawartosc tlenu w gazach odlotowych wynosi w najlepszym przypadku 4 — 5% przy spalaniu wegla, a przy palenisku gazowym 1 — 2%. Przy stosowaniu róznych paliw i mie¬ szanek nalezy liczyc sie wiec nie tylko ze zmien¬ na zawartoscia tlenu w spalinach do osiagniecia najkorzystniejszych warunków spalania. Utrzy¬ mywanie korzystnych warunków pracy paleniska w oparciu o analize gazów, przez regulowanie wspólczynnika nadmiaru powietrza, okazuje sie wiec niemozliwe przy zmiennym paliwie lub zmiennym skladzie mieszanki, chyba ze rodzaj i sklad paliwa znany jest kazdorazowo palaczo¬ wi. Nawet i w tym przypadku, poniewaz przy nastawianiu doplywu powietrza musi on opierac sie na dwóch czynnikach zmiennych, praca jego jest wybitnie utrudniona. Jest to szczególnie uciazliwe wtedy, gdy paliwo jest czesto zmienia¬ ne lub przy jednoczesnym spalaniu róznych pa¬ liw.Podobnie przedstawia sie sprawa regulowania pracy paleniska w oparciu nie o analize gazów spalinowych, a o stosunek ilosci powietrza do¬ starczanego do paliwa. Póki spala sie to samo paliwo, regulacja jest prosta, przy zamianie jed¬ nak np. wegla na gaz inna ilosc powietrza po¬ trzebna jest do osiagniecia calkowitego spalania.Wynalazek niniejszy umozliwia sposób kontroli lub samoczynnego regulowania pracy paleniska, pozwalajacy usunac wady wyzej wymienione.Osiaga sie to w ten sposób, iz na skali przyrzadu pomiarowego umieszcza sie wskaznik odniesie¬ nia nastawiony odpowiednio, w zaleznosci od rodzaju paliwa lub rodzaju i stosunku paliw; daje to w wyniku wskazówki dla najkorzystniej¬ szego prowadzenia procesu spalania.Innym rózndrzednym rozwiazaniem tego za¬ gadnienia je$t, aby przez odpowiednia zmiane czulosci mechanicznych lub elektrycznych przy¬ rzadów pomiarowych, w zaleznosci od znanego rodzaju paliwa lub rodzaju i stosunku paliw, zredukowac wskazania tych przyrzadów, przyj¬ mujac za wartosc odniesienia stale jeden ze skladników i w ten sposób miec stale te same wskazania zalezne tylko od dobroci spalania.Wedlug wynalazku proces spalania moze byc regulowany recznie w oparciu o wskazania ana¬ lizatorów gazów spalinowych, zaopatrzonych w wskaznik odniesienia lub urzadzenie reduku- jaco- odnoszace,, na podstawie pomiaru stosunku ilosci powietrza do paliwa lub kazdej z tych wartosci osobno. Moze to odbywac sie równiez calkowicie samoczynnie. Sama redukcja wska¬ zan przyrzadu realizowana jest rozmaicie. Moz¬ na np. na podstawie doswiadczen wplywac na wskazania przyrzadu przez zmiane polozenia ze¬ rowego wskazówki, w zaleznosci od stosowanego paliwa lub skladu mieszanki. W elektrycznych przyrzadach mozna redukowac wskazania przez wlaczanie zmiennych oporów szeregowo lub równolegle. Przy miernikach chemicznych np. przy pomiarze zawartosci w spalinach CÓ2 przez absorbcje mozna stosowac mechaniczna zmiane polozenia. Jezeli sie ma do czynienia z paleniskiem, w którym spala sie naprzemian/ paliwa o róznych wlasnosciach, mozna przesu¬ wanie wskaznika odniesienia lub redukcje do¬ konywac skokowo samoczynnie wraz z przela¬ czaniem z jednego rodzaju paliwa na inny. Na przyklad przy przelaczaniu z jednego rodzaju gazu na inny nastepuje samoczynne przesuniecie wskaznika odniesienia lub tez zwarcie oporu szeregowego.Przy stosowaniu mieszanek nastepuje przesu¬ niecie wskaznika odniesienia lub redukcja wska¬ zan zaleznie od stosunku skladników mieszanki.Nowy stosunek ustalany jest mechanicznie lub elektrycznie i zaleznie od niego nastepuje samo¬ czynne przesuniecie lub redukcja przez odpo¬ wiednie urzadzenie sprzegajace lub przenoszace.Aby móc latwiej zrozumiec przedmiot wyna¬ lazku przytoczono nizej pare przykladów urza¬ dzenia zastosowania. Zastosowano urzadzenie o recznej regulacji procesu spalania w oparciu o wskazania przyrzadów pomiarowych.W koncu opisu podano sposób zmiany regu¬ lacji recznej na samoczynna. Nalezy tu uwzgle¬ dnic, czy ma sie do czynienia z paleniskiem na zmienne paliwo, czy tez z paleniskiem na mie¬ szanke oraz, czy nastawienie najkorzystniejszego przebiegu spalania odbywa sie w oparciu o wiel¬ kosc wynikajaca z analizy gazów (zawartosc CO2 lub tlenu w gazach odlotowych lub tez przy uwzglednieniu stosunku ilosci powietrza do paliwa) miernik stosunku lub dwa mierniki nie¬ zalezne. Ponadto trzeba uwzglednic, ze nasta¬ wienie regulacji moze byc uzaleznione od prze¬ stawienia wskaznika odniesienia lub tez przez przeprowadzenie redukcji wskazan do jednego medium odniesienia.Na rysunku przedstawiono urzadzenie wedlug wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia widok boczny urzadzenia, fig. 2 — schemat polaczen elektrycznych, fig 3 — odmiane urzadzenia, fig. 4 — schemat elektryczny innej odmiany urzadzenia, a fig. 5 — schemat elektryczny je¬ szcze innej odmiany urzadzenia wskazujacy 1 do pomiaru wartosci w spalinach C02 polaczony elektrycznie z przewodami gazowymi 2, 3, które zaworem 4 sa polaczone odpowiednio z przewo¬ dem gazowym 5 prowadzacym do paleniska. Za przezroczysta skala przyrzadu 1 znajduja sie dwa zródla swiatla, które moga oswietlic odpowiednio jeden z waskich zakresów skali 6 lub 7, sluza¬ cych za wskaznik odniesienia. Z zaworem prze¬ laczajacym 4 polaczony jest przelacznik elek¬ tryczny, wlaczajacy odpowiednio jedno lub dru¬ gie zródlo swiatla, zaleznie od rodzaju gazu zasilajacego palenisko. Palacz nie musi sie zu¬ pelnie interesowac rodzajem paliwa, a wystarczy utrzymywanie wskazówki przyrzadu 1 na srodku oswietlonej w danej chwili czesci skali, co za¬ pewni wlasciwa obsluge paleniska. Przelaczanie moze byc tez samoczynne przez miernik ilosci zuzytego paliwa, manometr róznicowy, podajnik wegla itd. Zamiast wskazników swietlnych moz¬ na stosowac tez wskazówke przesuwana, umie¬ szczona na wahliwym ramieniu lub przesuwanej nici.Jezeli nie interesuje nas dorazna zawartosc C02, to na skali niepotrzebne sa napisy lub wskaznik odniesienia moze byc umieszczony bez¬ posrednio na przesuwalnej skali.Jezeli przyjmie sie teraz, ze sprzezony z za¬ worem 4 przelacznik nie uruchamia dwóch zró¬ del oswietlajacych skale, a wlacza pewne opory, przy czym przyrzad 1 musi byc oczywiscie elektryczny, to uzyskuje sie redukcje wskazan w odniesieniu do jednego ze stosowanych gazów. — 2 —Polaczenie elektryczne moze wtedy wygladac tak, jak na fig. 2.Wskaznik 1 znajduje sie tu na przekatnej mostka do pomiaru zawartosci w spalinach C02 polaczony w szereg z opornikami 8, 9, z których jeden albo drugi zwierany jest prze¬ lacznikiem 10. Przelacznik uruchamiany jest przez przekrecenie zaworu 4 lub w inny z wyzej opisanych sposobów. Mostek moze mierzyc za¬ wartosc C02 w dowolny sposób, np. na zasadzie zmiennego przewodnictwa cieplnego lub moze on tylko przeksztalcac pewne wielkosci nieelek¬ tryczne na wskazania elektryczne. Przy chemicz¬ nym pomiarze zawartosci C02 przez absorbcje wykorzystuje sie ja"k wiadomo zmienny poziom cieczy do pomiaru zawartosci CCh w spalinach.Temu to poziomowi cieczy mozna za pomoca plywaka podporzadkowac pewna zmienna war¬ tosc oporu elektrycznego, który w opisanym mostku wystepuje jako opornik 11, bedacy jedna z galezi mostku. Wychylenie wskaznika jest wte¬ dy miara zredukowanej zawartosci C02. Re¬ dukcja wskazan daje sie równiez przeprowadzic przy nieelektrycznym urzadzeniu pomiarowym i wskaznikowym, np. w sposób pokazany na fig. 3 w zastosowaniu do analizatora absorpcyj¬ nego. Naczynie 13 zawiera ciecz absorbujaca 12 i plywak 14, przekazujacy poziom cieczy na kól¬ ko 17 za posrednictwem ciezarka 15 napinajacego nic 16.Wskazówka 18 nie jest polaczona z kólkiem 17 za posrednictwem kólka ciernego 19 i przekladni zebatej 20. Polozenie kólka ciernego 19 w sto¬ sunku do kólka napedzajacego jest zmienne w zaleznosci od stosowanego gazu, przez co osia¬ ga sie redukcje wskazan. W tego rodzaju urza¬ dzeniu nalezy zwracac uwage na to, aby prze¬ stawianie kólka ciernego 19 nie nastepowalo w czasie pomiaru, a wtedy gdy wskazówka 18 znajduje sie w polozeniu zerowym. W przypadku przestawienia kólka 19 w czasie dokonywania pomiaru, po pomiarze wskazówka 18 nie wróci¬ laby do polozenia zerowego lub je przekroczyla, co jest niedopuszczalne. W tym przypadku za¬ miast miernika C02 zastosowano urzadzenie do pomiaru ilosci zuzytego paliwa i powietrza lub bezposrednio ich stosunku. Wszystkie pozostale szczególy sa bez zmiany. Jezeli sie ma do czy¬ nienia z pomiarem dwóch czynników wystarczy oczywiscie redukcja wskazan tylko w odniesieniu do jednej wielkosci a nie obydwóch. Zupelnie inne srodki trzeba stosowac przy zastosowaniu • urzadzenia do paleniska zasilanego mieszanka gazowa. Wtedy trzeba ustalac kazdorazowo sto¬ sunek wzajemny skladników mieszanki i w za¬ leznosci od niego dopiero redukowac wskazania.Przypuscmy, ze regulacja oparta jest na zmianie zawartosci CO2 w spalinach i w zaleznosci od niej przestawia sie wskaznik odniesienia. Jezeli stosunku wzajemnego skladników mieszanki nie da sie ustalic z samego nastawienia urzadzenia, np. zaleznie od stopnia otwarcia zaworów zasi¬ lajacych, to mozna dla ustalenia skladu mie¬ szanki poslugiwac sie urzadzeniem podanym na fig. 4. Posiada ono podwójny uklad mostkowy ze wskaznikiem równowagi o cewkach skrzyzo¬ wanych 21. W lewym mostku A w jednej galezi wlaczony jest opór 22, zmienny zaleznie od za¬ wartosci w. mieszance jednego ze skladników.Mostek prawy B ma analogicznie odpowiedni opór 23, którego wartosc zalezy od zawartosci drugiego skladnika, np. wegla. Wskazania przy¬ rzadu o cewkach skrzyzowanych beda wiec od¬ powiadaly stosunkowi obu skladników. Zostaje jeszcze do rozwiazania problem przesuwania wskaznika odniesienia wraz z ruchem wska¬ zówki przyrzadu o cewkach skrzyzowanych.Mozna to osiagnac stosujac miernik o okresowo podnoszacej sie i opadajacej ramce, zwany po¬ pularnie regulator galwanometryczny.Jeszcze jeden problem zasluguje na uwage przy pomiarze stosunku zawartosci skladników.Aby uniknac tego, ze. ulamek bedacy szukanym stosunkiem ma wartosc nieokreslona, gdy ilosc wystepujaca w mianowniku wynosi zero, trzeba przewidziec urzadzenie do przymusowego zbocz- nikowania tego punktu niestatycznego, co z kolei pozwoliloby na prace przy 100% zawartosci jed¬ nego ze skladników. Zbocznikowanie odbywa sie za pomoca opornika zastepczego 24, który wla¬ czany jest samoczynnie, gdy zawartosc jednego ze skladników opadnie ponizej pewnej okreslo¬ nej wartosci, np. 10%. Przy przekroczeniu tej wartosci opornik 24 zostaje samoczynnie znowu wylaczony. Trzeba tu liczyc sie z pewnym ble¬ dem, który jednak jest tak maly, ze mozna sie z nim pogodzic, a bez popelniania którego cale urzadzenie nie daloby sie oczywiscie zastosowac.Opór zastepczy ma wartosc odpowiadajaca po¬ lowie zawartosci minimalnej, w naszym przy¬ padku 5%, gdy wlaczenie oporu nastepuje przy zawartosci 10% jednego ze skladników. Ze blad ten jest rzeczywiscie pomijalnie maly widac jasno z nastepujacego przykladu, w którym przy¬ jeto najmniej korzystne wartosci. W chwili wla¬ czenia oporu zastepczego, mieszanka sklada sie z 90% gazu czadowego i 10% gazu swietlnego.Przy 5% gazu swietlnego z maksymalna zawar¬ toscia C02 = 12% maksymalna zawartosc C02, pochodzaca od gazu swietlnego, wynosi 0,6%, a dla 95% gazu czadowego z zawartoscia maksy¬ malna CO2 = 20%, wynosi 24,7%. Daje tó wiec 25,3% dla 90 —100% gazu czadowego zamiast 24,7%—26% maksymalnej zawartosci C02. Blad — 3 —wynosi wiec w najgorszym przypadku zaledwie 0,7% C02. To samo wypada, gdy uzywa sie tylko gazu swietlnego. Zamiast mostka podwójnego z przyrzadem o skrzyzowanych cewkach mozna stosowac, metode kompensacyjna, gdzie wystar¬ cza proste przestawienie oporów lub czesci me¬ chanicznych, jak na fig. 5. W kazdym z mostków pradu stalego jest wlaczony jeden opornik zmienny 25 i 26 do okreslenia doraznej zawar¬ tosci kazdego z paliw i jeden opornik zastepczy 27 i 28. Na przekatnej mostka C jest potencjo¬ metr stosunkowy 29, napedzany malym silnikiem 30 sterowanym galwanometrem 31 i który jest tak dlugo przestawiany, az wskazówka galwano- metru 31 powróci db polozenia zerowego. Polo¬ zenie tego potencjometru jest wiec w jedno¬ znaczny sposób miara stosunku paliw. Z tym potencjometrem mozna polaczyc urzadzenie oswietlajace skale, jak na fig. .1, lub mechanicz¬ nie przesuwajace wskaznik odniesienia.Z powyzszych rozwazan widac jasno, ze w przypadku paleniska zasilanego mieszanka gazowa wskazania sa redukowane, jezeli wska¬ zania przyrzadu o skrzyzowanych cewkach lub potencjometru beda oddzialywac nie na wskaz¬ nik odniesienia, a na czynnik wplywajacy na wskazania miernika COz a wiec przy wskazniku elektrycznym wlaczajac opór szeregowo lub rów¬ nolegle, a przy wskazniku mechanicznym zmie¬ niajac przelozenie. W pierwszym przypadku wlacza sie opornik 32 w mostek do pomiaru za¬ wartosci COz (fig. 5). W drugim przypadku przestawia sie ramie 20 (fig. 3) silnika 30.Podobnie nalezy postepowac przy palenisku zasilanym mieszanka i recznej regulacji w za¬ leznosci od stosunku doprowadzanego powietrza do paliwa. W tym przypadku zamiast miernika C02 uwzglednia sie wskaznik stosunku powietrza do paliwa lub miernik ilosci powietrza i paliwa.W dotychczas rozpatrywanym przypadku uwzgledniono tylko paleniska regulowane recz¬ nie. Przestawienie na regulacje samoczynna uzyskuje sie w ten sposób, iz wskazniki zaste¬ puje sie jakims znanym regulatorem. Zamiast wskaznika odniesienia przesuwanego zaleznie od stosowanego paliwa lub zawartosci paliw w mie¬ szance, stosuje sie kontakt regulacyjny, który jest podobnie przesuwany. Tam gdzie sie ma do czynienia z redukcja wskazan kontakty regula¬ cyjne pozostaja bez zmiany i tylko nastepuje redukcja na drodze elektrycznej lub mechanicz¬ nej. Jasno widac z powyzszego, ze' podane spo¬ soby regulacji w zupelnosci wystarczaja, aby przejsc z regulacji recznej na samoczynna. Cho¬ ciaz opisano tu szczególowiej tylko mierniki za¬ wartosci CO2 w spalinach nie znaczy to, aby do wyzej opisanych urzadzen nie mozna bylo sto¬ sowac równiez mierników zawartosci tlenu w gazach odlotowych. Nastepnie rozpatrzono przypadki pracy paleniska przy dwóch róznych paliwach lub mieszanki skladajacej sie z dwóch paliw w róznych stosunkach wzajemnych. Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, aby przy pale¬ niskach na zmienne paliwo stosowac np. jedno z czterech stojacych do dyspozycji paliw, a przy paleniskach zasilanych mieszanka — dwa z czte¬ rech lub wiekszej liczby stojacych do dyspozycji paliw. Wystarczy wtedy np. wedlug schematu podanego na fig. 1, zastapic dwudrozny zawór przepustowy trójdroznym i zastosowac trzy nie¬ zalezne urzadzenia do oswietlania skali, sprze¬ zone z zaworem. Majac do 'czynienia z mierni¬ kiem stosunku (fig. 4) wystarczy zastosowac wieksza liczbe oporników zastepczych 22, 23 (fig. 4), wlaczanych samoczynnie do mostku wraz ze zmiana jednego ze skladników mieszanki. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do kontroli i regulowania pracy palenisk, opalanych róznymi paliwami lub mieszankami o zmiennym skladzie oparte na zasadzie analizy gazów spalinowych, po¬ miaru stosunku powietrza do paliwa mie¬ szanki lub pomiaru ilosci bezwzglednych powietrza i paliwa, znamienne tym, ze po¬ siada wskaznik odniesienia przestawiamy, zaleznie od rodzaju lub rodzaju i stosunku stosowanych paliw lub paliwa pozwalajacy na kazdorazowe znalezienie optymalnych warunków pracy paleniska.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zaopatrzone jest w przyrzady, które przez zmiane czulosci mierników na drodze elek¬ trycznej lub. mechanicznej, zaleznie od ro¬ dzaju lub rodzaju i stosunku stosowanych paliw lub paliwa, redukuje wskazania w stosunku do jednego z czynników odnie¬ sienia i daje przy jednakowo dobrym spala¬ niu zawsze jednakowe wskazania.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, iz skala miernika dla osiagniecia re¬ dukcji daje sie pochylac lub rozciagac. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 dla malych wahan wartosci pomierzonych na zasadzie analizy gazów spalinowych, ewentualnie sto¬ sunku powietrza i paliwa, lub ilosci bez¬ wzglednych powietrza i paliwa, znamienne tym, iz dla redukcji wskazan posiada na¬ rzady do przesuwania, skali lub zmieniania polozenia zerowego wskazówki. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 z zastosowaniem wskazników elektrycznych, znamienne tym, iz do redukcji wskazan posiada narzady do zmiany oporów w obwodach miernikowych. — 4 —& Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 5, zna imienna tym, iz redukcja wskazan nastepuje przez zmiane przelozenia mechanicznego mie¬ dzy narzadem napedzajacym a wskazówka. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 — 2 dla palenisk na zmienne paliwo, znamienne tym, ze po¬ siada sprzeglo urzadzenia do zmiany paliwa, z urzadzeniem do przesuwania wskaznika odniesienia lub do redukcji wskazan. 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 — 2 dla palenisk ha mieszanki, znamienne tym, ze posiada miernik stosunku skladników mieszanki slu¬ zacy do przesuwania wskaznika odniesienia lub do redukcji wskazan. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 — 6, z analiza¬ torem gazów pracujacym periodycznie, zna¬ mienne tym, ze posiada narzad do zmiany przelozenia tak, iz odbywac sie ono moze tylko w okresie miedzy pomiarami, np. za¬ leznie od polozenia zerowego' wskazówki. 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, iz do pomiaru stosunku posiada narzad po¬ miarowy* kompensacyjny, którego potencjo¬ metr stosunkowy oddzialywuje bezposrednio na polozenie wskaznika odniesienia lub war¬ tosci redukcji wskazan. 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze posiada narzad, który przy zejsciu poni¬ zej pewnej okreslonej ilosci jednego z paliw w miejsce odnosnego narzadu zmiennego wstawia odpowiedni narzad niezmienny. Instytut Techniki CieplnejDo opisu patentowego nr 35760 12 i 3 Fig t 7 £ 0 rH;<0, -20= IiiiiIiimIiUjIIIIIMIUL Fig.i & n\ & •29, 4^' F/ff. 3 vf ^0 sws 26 H^ y? ¦<6 FB iv/5 -4k -Al Fig.

4. Af T -< 2* „Prasa" Slrgród, 4070, 17.7.53, R-4-37709, BI foezdiz. lOOg. 150. PL