RU220196U1 - FLAME CONTROL DEVICE - Google Patents
FLAME CONTROL DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU220196U1 RU220196U1 RU2023114190U RU2023114190U RU220196U1 RU 220196 U1 RU220196 U1 RU 220196U1 RU 2023114190 U RU2023114190 U RU 2023114190U RU 2023114190 U RU2023114190 U RU 2023114190U RU 220196 U1 RU220196 U1 RU 220196U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flame
- burner
- connector
- housing
- tee
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к области энергетики и машиностроения, а именно к устройствам для контроля пламени горелки в котлах для сжигания топлива, и может применяться для селективного контроля факела основной горелки в многогорелочных котлах со встречным расположением горелок или плотным расположением горелок, где затруднен индивидуальный контроль факела горелки, а также для контроля общего факела в топке котлов. Технический результат - повышение коэффициента готовности устройства контроля пламени достигается за счет того, что устройство контроля пламени, содержащее корпус, измерительную часть, включающую фотодатчики регистрации УФ- и ИК-областей электромагнитного излучения пламени целевой горелки, АЦП, контроллер, отличающееся тем, что корпус состоит из двух отсеков, в верхнем смонтирована измерительная часть, снабженная индикаторами и органами управления устройством, измерительная часть включает в себя датчик температуры и проверочный источник света, блок реле, органы управления устройством и дисплей, к контроллеру подключен диагностический разъем, к задней дистальной части верхнего отсека корпуса через адаптер смонтированы последовательно цилиндрические патрубки, соединенные между собой соединителем, с дистального торца патрубка, смонтирован тройник с отводом для подачи воздуха для охлаждения устройства и продувки канала, с дистального конца тройника - патрубок, к которому подвижно с помощью зажимного фланца и подшипника смонтирован монтажный фланец для монтажа на корпусе камеры горения и вращения устройства вместе с корпусом и визирования на пламя горелки, смотровое окно на лицевой панели, отверстия в платах в корпусе устройства, сквозные отверстия в патрубках, тройнике и монтажном фланце образуют единый прямолинейный канал визирования устройства, канал визирования перекрыт диафрагмой для уменьшения поля обзора устройства, адаптер и соединитель внутри перекрыты сапфировыми стеклами. 14 з.п. ф-лы, 7 ил. The utility model relates to the field of energy and mechanical engineering, namely to devices for controlling the burner flame in boilers for burning fuel, and can be used for selective control of the main burner torch in multi-burner boilers with counter-arranged burners or dense arrangement of burners, where individual control of the burner torch is difficult , as well as to control the general flame in the boiler furnace. Technical result - increasing the availability factor of the flame control device is achieved due to the fact that the flame control device contains a housing, a measuring part, including photosensors for recording the UV and IR regions of the electromagnetic radiation of the target burner flame, an ADC, a controller, characterized in that the housing consists of two compartments, the measuring part is mounted in the upper one, equipped with indicators and device controls, the measuring part includes a temperature sensor and a test light source, a relay unit, device controls and a display, a diagnostic connector is connected to the controller, to the rear distal part of the upper compartment of the housing through an adapter, cylindrical pipes connected to each other by a connector are mounted in series, at the distal end of the pipe, a tee with an outlet for supplying air for cooling the device and purging the channel is mounted, at the distal end of the tee there is a pipe, to which an assembly pipe is movably mounted using a clamping flange and bearing flange for mounting on the body of the combustion chamber and rotation of the device together with the body and sighting on the burner flame, viewing window on the front panel, holes in the boards in the body of the device, through holes in the nozzles, tee and mounting flange form a single straight channel for sighting the device, sighting channel blocked by a diaphragm to reduce the field of view of the device, the adapter and connector inside are covered with sapphire crystals. 14 salary f-ly, 7 ill.
Description
Полезная модель относится к области энергетики и машиностроения, а именно к устройствам для контроля пламени горелки в котлах для сжигания топлива, и может применяться для селективного контроля факела основной горелки в многогорелочных котлах со встречным расположением горелок или плотным расположением горелок, где затруднен индивидуальный контроль факела горелки, а также для контроля общего факела в топке котлов [F23N 5/00, F23N 5/02, F23N 5/08, F23N 5/20, F23N 5/022, F23N 5/082, F23N 5/203].The utility model relates to the field of energy and mechanical engineering, namely to devices for controlling the burner flame in boilers for burning fuel, and can be used for selective control of the main burner torch in multi-burner boilers with counter-arranged burners or dense arrangement of burners, where individual control of the burner torch is difficult , as well as for monitoring the general flame in the boiler furnace [F23N 5/00, F23N 5/02, F23N 5/08, F23N 5/20, F23N 5/022, F23N 5/082, F23N 5/203].
Из уровня техники известен МОНИТОР ПЛАМЕНИ, СОЧЕТАЮЩИЙ УФ-ДАТЧИК С ИК-ДЕТЕКТОРОМ МЕРЦАНИЯ [GB 2283094 (A), опубл. 26.04.1995], содержащий ультрафиолетовый детектор пламени и инфракрасный детектор мерцающего пламени, ультрафиолетовый детектор пламени просматривает область пламени, известную как зона первичного горения, которая расположена примерно на 1-2 метра ниже по потоку от топливной форсунки, инфракрасный детектор мерцающего пламени просматривает область пламени внутри топливной форсунки непосредственно за топливной форсункой, программируемый логический контроллер обрабатывает выходные сигналы двух детекторов и выдает информацию о положении фронта пламени и качестве пламени.Known from the prior art is a FLAME MONITOR, COMBINING A UV SENSOR WITH AN IR FLICKER DETECTOR [GB 2283094 (A), publ. 04/26/1995], containing an ultraviolet flame detector and an infrared flicker flame detector, the ultraviolet flame detector looks at an area of the flame known as the primary combustion zone, which is located approximately 1-2 meters downstream of the fuel injector, the infrared flicker flame detector looks at the flame area Inside the fuel injector directly behind the fuel injector, a programmable logic controller processes the output signals of the two detectors and provides information about the position of the flame front and the quality of the flame.
Недостатком аналога является недостаточная проработка защиты конструкции от агрессивного воздействия факторов, возникающих при сжигании топлива в камере сгорания, отсутствие возможности опережающего контроля за режимами работы устройства и пламенем горелки для оперативного вмешательства и изменения режимов работы устройства и горелки.The disadvantage of the analogue is the insufficient elaboration of the protection of the structure from the aggressive influence of factors arising during the combustion of fuel in the combustion chamber, the inability to proactively control the operating modes of the device and the burner flame for prompt intervention and changing the operating modes of the device and burner.
Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ И СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ ПЛАМЕНИ ГОРЕЛКИ [WO 2021231444 (A1), опубл. 18.11.2021], в которых сканер пламени предоставляет информацию о периоде и амплитуде ультрафиолетовой и/или ИК-волны для пламени горелки и измерительный модуль стабилизации пламени определяет, достигли ли период и амплитуда волны пламени заданных пороговых значений отключения горелки, таким образом указывая, что работа горелки нестабильна или что вероятно возгорание, и в этом случае предпринимаются корректирующие действия или горелка выключается, чтобы восстановить стабильную работу и предотвратить возникновение возгорания. Система, содержащая сканер пламени, который измеряет длину УФ- и/или ИК-волны или их частоту и амплитуду на пламени горелки и модуль стабилизации пламени, который получает длину УФ- и/или ИК-волны или их частоту и УФ-амплитуду при этом упомянутый модуль содержит блок обработки и программное обеспечение, которое установлено на одном или более компьютерах для хранения данных и управления модулем стабилизациии пламени для выполнения запрограммированной процедуры, в которой модуль стабилизации пламени автоматически определяет прямо или косвенно, относительное значение амплитуды УФ- и/или ИК-составляющей пламени пороговым значениям, относительное значение длин УФ- и/или ИК-волн пламени пороговым значениям, при этом по полученным данным определяется нестабильность пламени, где амплитуда или период или длина волны выходят за установленные пороговые пределы, а программный код, реализованный на одном или нескольких компьютером, заставляет модуль стабилизации пламени автоматически выдавать, в соответствии с запрограммированной процедурой, предупреждающие сигналы при выходе упомянутых значений за установленные пороговые значения, регулировать подачу топлива или отключать горелку.The closest in technical essence is the METHOD AND SYSTEM FOR STABILIZING THE BURNER FLAME [WO 2021231444 (A1), publ. 11/18/2021], in which the flame scanner provides information about the period and amplitude of the ultraviolet and/or IR wave for the burner flame and the flame stabilization measuring module determines whether the period and amplitude of the flame wave has reached the specified burner shutdown thresholds, thus indicating that burner operation is unstable or that a fire is likely, in which case corrective action is taken or the burner is turned off to restore stable operation and prevent a fire from occurring. A system comprising a flame scanner that measures the UV and/or IR wavelength or their frequency and amplitude on a burner flame and a flame stabilization module that receives the UV and/or IR wavelength or their frequency and UV amplitude at the same time said module contains a processing unit and software that is installed on one or more computers for storing data and controlling the flame stabilization module to perform a programmed procedure in which the flame stabilization module automatically determines, directly or indirectly, the relative value of the UV and/or IR amplitude component of the flame to threshold values, the relative value of the UV and/or IR wavelengths of the flame to threshold values, while the instability of the flame is determined from the data obtained, where the amplitude or period or wavelength exceeds the established threshold limits, and the program code implemented on one or several computers, causes the flame stabilization module to automatically issue, in accordance with a programmed procedure, warning signals when the mentioned values exceed the set thresholds, regulate the fuel supply or turn off the burner.
Основной технической проблемой прототипа является его низкая надежность, обусловленная близким расположением сканера пламени к камере печи и вследствие этого негативным воздействием на него температуры и давления в камере печи из-за сгорания в нем топлива, вероятностью загрязнения канала наблюдения сканера пламени за процессом горения продуктами сгорания топлива, отсутствием возможности визуального наблюдения за качеством настройки сканера пламени на пламя горелки из-за конструктивных особенностей устройства и оперативного визирования (фокусировки) устройства и фотодатчиков на пламя, предполагающее под собой только поворот сканера путем его демонтажа, поворота и последующего монтажа.The main technical problem of the prototype is its low reliability, due to the close location of the flame scanner to the furnace chamber and, as a result, the negative impact on it of temperature and pressure in the furnace chamber due to the combustion of fuel in it, the likelihood of contamination of the flame scanner observation channel of the combustion process with fuel combustion products , the inability to visually monitor the quality of adjustment of the flame scanner to the burner flame due to the design features of the device and operational sighting (focusing) of the device and photo sensors on the flame, which only requires rotating the scanner by dismantling it, rotating it and then installing it.
Задача полезной модели состоит в устранении аналогов и прототипа.The purpose of a utility model is to eliminate analogues and prototypes.
Технический результат полезной модели заключается в повышении коэффициента готовности устройства контроля пламени.The technical result of the utility model is to increase the availability of the flame control device.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство контроля пламени, содержащее корпус, измерительную часть, включающую фотодатчики, регистрирующие по отдельности ультрафиолетовую и инфракрасную части электромагнитного излучения пламени целевой горелки, преобразователь электрических сигналов от фотодатчиков в цифровой сигнал, контроллер обработки сигналов и управления, отличающееся тем, что корпус состоит из двух отсеков, верхнего центрального и нижнего бокового, в верхнем центральном смонтирована измерительная часть устройства, снабженная индикаторами показателей пламени целевой горелки и работы устройства и органами управления устройством, измерительная часть устройства включает в себя датчик температуры внутри измерительной части устройства и проверочный источник света для проверки работоспособности фотодатчиков, при этом датчик температуры подключен к аналого-цифровому преобразователю, а источник света подключен к блоку реле, подключенному к контроллеру, к блоку реле подключены индикаторы показателей пламени и работы устройства, органы управления устройством и дисплей, отображающий интенсивность пламени горения, текущую температуру внутри корпуса и информацию о неисправности устройства, к контроллеру подключен диагностический разъем, смонтированный в нижнем боковом отсеке корпуса, к задней дистальной части верхнего центрального отсека корпуса через цилиндрический адаптер смонтированы последовательно цилиндрические патрубки, соединенные между собой соединителем, с дистального торца патрубка, который своим проксимальным торцом смонтирован к соединителю смонтирован тройник, выполненный в виде прямолинейной трубки к боковой стенке которой под углом смонтирован отвод, направленный в сторону корпуса устройства для подачи через этот отвод воздуха для охлаждения устройства и продувки канала от продуктов горения, с дистального конца тройника в продолжение оси расположения патрубков смонтирован патрубок с дистального торца которого подвижно с помощью зажимного фланца и подшипника смонтирован монтажный фланец для монтажа устройства на корпусе камеры горения и вращения устройства вместе с корпусом, патрубками и тройником вдоль центральной оси, проходящей через продольную ось симметрии патрубков для регулировки угла наведения на осевую линию горения и визирования устройства и его фотодатчиков на пламя горелки, при этом смотровое окно на лицевой панели, отверстия в платах в корпусе устройства, сквозные отверстия в патрубках, тройнике и монтажном фланце образуют единый прямолинейный канал визирования фотодатчиков и измерения параметров пламени горелки, при этом канал визирования в подшипнике перекрыт диафрагмой для уменьшения поля обзора устройства и отделения контролируемого пламени от других горелок, а также уменьшения мощности регистрируемого излучения и предотвращения возможности насыщения фотодатчиков, адаптер и соединитель внутри перекрыты сапфировыми стеклами, выполненными с возможностью пропускания электромагнитного излучения от пламени к фотодатчикам и предохранения внутренней части корпуса от давления печи, горячих газов и сажи, верхний центральный отсек корпуса спереди закрыт съемной крышкой, снабженной смотровым стеклом для визуального доступа к лицевой панели и к смотровому окну.The specified technical result is achieved due to the fact that the flame control device contains a housing, a measuring part, including photosensors that separately record the ultraviolet and infrared parts of the electromagnetic radiation of the target burner flame, a converter of electrical signals from photosensors into a digital signal, a signal processing and control controller, characterized in that the housing consists of two compartments, the upper central and lower side, the measuring part of the device is mounted in the upper central one, equipped with indicators of the flame indicators of the target burner and the operation of the device and controls for the device, the measuring part of the device includes a temperature sensor inside the measuring part of the device and a test light source to check the functionality of the photo sensors, while the temperature sensor is connected to an analog-to-digital converter, and the light source is connected to a relay block connected to the controller, indicators of flame indicators and device operation, device controls and a display displaying the intensity of the combustion flame, the current temperature inside the housing and information about the malfunction of the device, a diagnostic connector mounted in the lower side compartment of the housing is connected to the controller, cylindrical pipes are mounted in series through a cylindrical adapter, connected to each other by a connector, from the distal at the end of the branch pipe, which with its proximal end is mounted to the connector, a tee is mounted, made in the form of a straight tube, to the side wall of which an outlet is mounted at an angle, directed towards the body of the device to supply air through this outlet for cooling the device and purging the channel from combustion products, from the distal end of the tee, in continuation of the axis of location of the branch pipes, a branch pipe is mounted from the distal end of which a mounting flange is movably mounted using a clamping flange and a bearing for mounting the device on the body of the combustion chamber and rotating the device together with the body, branch pipes and tee along the central axis passing through the longitudinal axis of symmetry of the branch pipes to adjust the pointing angle to the center line of combustion and sighting of the device and its photosensors on the burner flame, while the viewing window on the front panel, holes in the boards in the device body, through holes in the nozzles, tee and mounting flange form a single straight channel for sighting the photosensors and measurement parameters of the burner flame, while the sighting channel in the bearing is blocked by a diaphragm to reduce the field of view of the device and separate the controlled flame from other burners, as well as reduce the power of the recorded radiation and prevent the possibility of saturation of the photo sensors, the adapter and connector inside are covered with sapphire glass, made with the ability to transmit electromagnetic radiation from the flame to the photosensors and protecting the inside of the housing from furnace pressure, hot gases and soot, the upper central compartment of the housing is closed from the front with a removable lid equipped with a viewing glass for visual access to the front panel and the viewing window.
В частности, преобразователь электрических сигналов от фотодатчиков в цифровой сигнал выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя.In particular, the converter of electrical signals from photosensors into a digital signal is made in the form of an analog-to-digital converter.
В частности, фотодатчики, источник света и датчик температуры смонтированы на установочной плате.In particular, photo sensors, a light source and a temperature sensor are mounted on a mounting board.
В частности, контроллер, аналого-цифровой преобразователь, усилители и блок реле смонтированы на плате контроллера.In particular, the controller, analog-to-digital converter, amplifiers and relay unit are mounted on the controller board.
В частности, питание измерительной частью устройства осуществляется от блока питания, смонтированного на плате питания.In particular, the measuring part of the device is powered from a power supply mounted on the power board.
В частности, индикаторы, органы управления и дисплей смонтированы на плате индикации.In particular, the indicators, controls and display are mounted on the display board.
В частности, диагностический разъем смонтирован на клеммной плате.In particular, the diagnostic connector is mounted on the terminal board.
В частности, установочная плата, плата контроллера, платы питания, индикации и лицевая панель смонтированы вертикально и последовательно друг за другом от задней части корпуса к передней.In particular, the installation board, controller board, power and display boards and the front panel are mounted vertically and sequentially one after another from the back of the case to the front.
В частности, нижний боковой отсек корпуса снизу закрыт съемной крышкой, при этом соединение уплотнено уплотнительным кольцом.In particular, the lower side compartment of the housing is closed from below with a removable cover, and the connection is sealed with an O-ring.
В частности, визирование устройства на пламя целевой горелку осуществляется с помощью магнитного ключа, метки управления которым выполнены на боковой поверхности корпуса устройства.In particular, the device is sighted on the target burner flame using a magnetic key, the control marks of which are made on the side surface of the device body.
В частности, соединение адаптера с корпусом уплотнено уплотнительным кольцом.In particular, the connection between the adapter and the housing is sealed with an O-ring.
В частности, соединитель патрубков выполнен резьбовым, для чего на концах патрубков выполнена наружная резьба.In particular, the connector of the pipes is threaded, for which an external thread is made at the ends of the pipes.
В частности, снаружи на соединителе выполнены элементы зацепления с инструментом для монтажа/демонтажа соединителя и удержания его при монтаже/демонтаже патрубков.In particular, on the outside of the connector there are elements for engagement with a tool for mounting/dismantling the connector and holding it during installation/disassembly of branch pipes.
В частности, монтажный узел может быть дополнен шаровым краном для перекрытия горячего воздуха из камеры котла.In particular, the installation unit can be supplemented with a ball valve to shut off hot air from the boiler chamber.
В частности, диафрагма выполнена съемной.In particular, the diaphragm is removable.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
На фиг. 1 показано устройство контроля пламени, вид слева.In fig. Figure 1 shows the flame control device, left view.
На фиг. 2 показано устройство контроля пламени, сечение А-А в разрезе.In fig. Figure 2 shows the flame control device, cross-section A-A.
На фиг. 3 показан вид В монтажного узла.In fig. Figure 3 shows view B of the mounting assembly.
На фиг. 4 показано устройство контроля пламени, вид справа.In fig. Figure 4 shows the flame control device, right view.
На фиг. 5 показан корпус устройства контроля пламени, сечение С в разрезе.In fig. Figure 5 shows the body of the flame control device, section C in section.
На фиг. 6 показана структурная схема измерительной части устройства контроля пламени.In fig. Figure 6 shows a block diagram of the measuring part of the flame control device.
На фиг. 7 показано визирование устройства контроля пламени на пламя целевой горелки.In fig. Figure 7 shows the sighting of the flame control device on the flame of the target burner.
На фигурах обозначено: 1 - корпус, 2 - установочная плата, 3 - плата контроллера, 4 - плата питания, 5 - плата индикации, 6 - плата клеммная, 7 - разъем, 8 - винтовая крышка, 9 - смотровое стекло, 10 - съемная крышка, 11 - уплотнительные кольца, 12 - адаптер, 13 - патрубки, 14 - соединитель, 15 - сапфировые стекла, 16 - тройник, 17 - зажимной фланец, 18 - подшипник, 19 - монтажный фланец, 20 - диафрагма, 21 - стопорное кольцо, 22 - лицевая панель, 23 - смотровое окно, 24 - камера горения, 25 - горелка, 26 - фотодатчики, 27 - датчик температуры, 28 - проверочный источник света, 29 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 30 - усилители, 31 - контроллер, 32 - блок реле, 33 - блок питания, 34 - диагностический разъем, 35 - дисплей, 36 - индикаторы, 37 - органы управления.The figures indicate: 1 - housing, 2 - installation board, 3 - controller board, 4 - power board, 5 - indication board, 6 - terminal board, 7 - connector, 8 - screw cover, 9 - sight glass, 10 - removable cover, 11 - o-rings, 12 - adapter, 13 - pipes, 14 - connector, 15 - sapphire glass, 16 - tee, 17 - clamping flange, 18 - bearing, 19 - mounting flange, 20 - diaphragm, 21 - retaining ring , 22 - front panel, 23 - viewing window, 24 - combustion chamber, 25 - burner, 26 - photo sensors, 27 - temperature sensor, 28 - test light source, 29 - analog-to-digital converter (ADC), 30 - amplifiers, 31 - controller, 32 - relay unit, 33 - power supply, 34 - diagnostic connector, 35 - display, 36 - indicators, 37 - controls.
Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.
Сущность исследуемого объекта заключается в повышении уровня выборочного контроля устройства, в котором применяется измерение характеристик фонового пламени непосредственно с возмущающихся горелок, с использованием фильтрации узкого спектра, инфракрасного и видимого диапазонов, в том числе с применением узконаправленных фотодатчиков УФ-диапазона.The essence of the object under study is to increase the level of selective control of the device, which uses the measurement of the characteristics of the background flame directly from the disturbed burners, using filtering of a narrow spectrum, infrared and visible ranges, including the use of narrowly directed UV photo sensors.
Устройство позволяет контролировать наличие факела при использовании в качестве топлива газа, угля, жидкого топлива, а также контролировать одновременно или по отдельности факел на двух видах топлива. В зависимости от модификации устройства это могут быть следующие виды топлива: газ - мазут, газ - уголь, мазут - уголь.The device allows you to control the presence of a torch when using gas, coal, liquid fuel as fuel, and also to control simultaneously or separately the torch on two types of fuel. Depending on the modification of the device, these can be the following types of fuel: gas - fuel oil, gas - coal, fuel oil - coal.
Устройство контроля пламени содержит взрывонепроницаемого металлический корпус 1 (см. Фиг. 1-2, 4-5) выполненный в моноблочном исполнении из дюралюминия или нержавеющей стали SS 316.The flame control device contains an explosion-proof metal housing 1 (see Fig. 1-2, 4-5) made in monoblock design from duralumin or stainless steel SS 316.
Конструктивно корпус 1 состоит из двух отсеков, верхнего центрального и нижнего бокового (см. Фиг. 2, 5).Structurally, housing 1 consists of two compartments, the upper central and lower side (see Fig. 2, 5).
Верхний центральный отсек корпуса 1 ориентирован горизонтально и выполнен цилиндрическим сквозным для размещения в нем вертикально и последовательно друг за другом от задней части корпуса к передней установочной платы 2, платы контроллера 3, платы питания 4, платы индикации 5 с индикаторами и лицевой панелью 22, представляющих собой измерительную часть устройства контроля пламени.The upper central compartment of the housing 1 is oriented horizontally and is made cylindrical through for placement in it vertically and sequentially one after another from the rear of the housing to the front installation board 2, controller board 3, power board 4, indication board 5 with indicators and front panel 22, representing is the measuring part of the flame control device.
На установочной плате 2 смонтированы чувствительные элементы, выполненные в виде фотодатчиков 26, преобразующих электромагнитное излучение пламени в электрический сигнал, датчик температуры 27 и проверочный источник света 28 (см. Фиг. 6).Mounted on the installation board 2 are sensitive elements made in the form of photo sensors 26 that convert the electromagnetic radiation of the flame into an electrical signal, a temperature sensor 27 and a test light source 28 (see Fig. 6).
На плате контроллера 3 смонтированы аналого-цифровой преобразователь 29, к которому подключены фотодатчики 26 и датчик температуры 27, выполненный преимущественно, многоканальным, электронные усилители 30, подключенные к каналам АЦП 29, преобразующие электрические сигналы от фотодатчиков 27, контроллер 31, к которому подключены АЦП 29, усилители 30 и блок реле 32. К блоку реле подключен проверочный источник света 28, смонтированный на установочной плате 2.An analog-to-digital converter 29 is mounted on the controller board 3, to which photosensors 26 and a temperature sensor 27 are connected, which is predominantly multi-channel, electronic amplifiers 30 connected to the ADC channels 29, converting electrical signals from photosensors 27, a controller 31 to which the ADCs are connected 29, amplifiers 30 and a relay block 32. A test light source 28 mounted on the installation board 2 is connected to the relay block.
Питание осуществляется от блока питания 33, смонтированном на плате питания 4.Power is supplied from power supply 33, mounted on power board 4.
К контроллеру 31 подключен диагностический разъем 34, смонтированный на клеммной плате 6 для подключения устройства по интерфейсу RS-435 к устройству управления, выполненному в виде ПЭВМ, ноутбука, а также объединения нескольких устройств как одной печи таки и нескольких печей в сеть и обеспечения удаленного контроля пламени.A diagnostic connector 34 is connected to the controller 31, mounted on terminal board 6 to connect the device via the RS-435 interface to a control device made in the form of a PC, laptop, as well as combining several devices, both one furnace and several furnaces, into a network and providing remote control flame.
К контроллеру 31 подключен также дисплей 35, смонтированный на плате индикации 5.A display 35 mounted on the display board 5 is also connected to the controller 31.
К блоку реле 32 подключены индикаторы 36 и органы управления 37, смонтированные на плате индикации 5.Indicators 36 and controls 37, mounted on the indication board 5, are connected to the relay block 32.
Нижний боковой отсек корпуса 1 ориентирован вертикально, выполнен цилиндрическим, открытым снизу и смонтирован под верхним центральным отсеком и предназначен для монтажа в нем платы клеммной 6 для подключения к разъему 7 кабелей заводимых в отсек через кабельные вводы для снятия выходных сигналов на устройство управления.The lower side compartment of the housing 1 is oriented vertically, is cylindrical, open at the bottom and is mounted under the upper central compartment and is intended for mounting a terminal board 6 in it for connecting to connector 7 cables inserted into the compartment through cable entries for receiving output signals to the control device.
Нижний боковой отсек корпуса 1 снизу закрыт съемной крышкой 10, при этом соединение уплотнено уплотнительным кольцом 11.The lower side compartment of the housing 1 is closed from below with a removable cover 10, and the connection is sealed with an O-ring 11.
Верхний центральный отсек корпуса 1 спереди закрыт съемной винтовой крышкой 8, снабженной смотровым стеклом 9 для визуального доступа к лицевой панели 22 (см. Фиг. 4).The upper central compartment of the housing 1 is closed from the front by a removable screw cover 8, equipped with a viewing glass 9 for visual access to the front panel 22 (see Fig. 4).
На лицевой панели 22 платы индикации 5 смонтированы индикаторы состояния устройства контроля пламени, экран, метки управления магнитным ключом, органы управления и контроля режимов работы устройства.On the front panel 22 of the indication board 5 there are mounted indicators of the state of the flame control device, a screen, magnetic key control marks, controls and monitoring of the operating modes of the device.
В рабочем режиме на экране отображается информация об интенсивности горения целевой горелки 25 в двух форматах - в числовом (процентном) и в графическом (в виде шкалы), режиме работы, действующих значениях по ИК- и УФ-каналам, от ИК- и УФ-фотодатчиков, соответственно, рабочих порогах, текущей температуре, а также информация о неисправности устройства в случае ее возникновения.In operating mode, the screen displays information about the burning intensity of the target burner 25 in two formats - in numerical (percentage) and graphic (in the form of a scale), operating mode, effective values for the IR and UV channels, from IR and UV photo sensors, respectively, operating thresholds, current temperature, as well as information about a device malfunction if it occurs.
Метки управления магнитным ключом дублируются на боковой поверхности корпуса 1 устройства и предназначены для настройки устройства на целевую горелку 25 без подключения по интерфейсу, например, RS-485 к устройству управления. Функционал меток зависит от полюса прикладываемого магнитного ключа.The magnetic key control marks are duplicated on the side surface of the device body 1 and are intended to configure the device to the target burner 25 without connecting via an interface, for example, RS-485 to the control device. The functionality of the tags depends on the pole of the applied magnetic key.
Управление устройством с помощью магнитного ключа производится прикладыванием ключа к соответствующим меткам, расположенным на боковой поверхности корпуса 1 прибора.The device is controlled using a magnetic key by applying the key to the corresponding marks located on the side surface of the device body 1.
К торцевому отверстию в задней части верхнего центрального отсека корпуса 1 через цилиндрический адаптер 12 смонтированы последовательно цилиндрические патрубки 13. Соединение адаптера 12 с корпусом 1 уплотнено уплотнительным кольцом 11.To the end hole in the rear part of the upper central compartment of housing 1, cylindrical pipes 13 are mounted in series through a cylindrical adapter 12. The connection of adapter 12 with housing 1 is sealed with an o-ring 11.
Внутри адаптер 12 перекрыт сапфировым стеклом 15.Inside, adapter 12 is covered with sapphire glass 15.
Первый и второй патрубки 13 соединены между собой резьбовым соединителем 14, для чего на концах патрубков 13 выполнена наружная резьба. Соединитель 14 выполнен полым внутри, преимущественно цилиндрической формой. Снаружи на соединителе 14 выполнены элементы зацепления с инструментом для монтажа/демонтажа соединителя 14 и удержания его при монтаже/демонтаже патрубков 13. Внутри соединитель 14 перекрыт сапфировым стеклом 15.The first and second pipes 13 are connected to each other by a threaded connector 14, for which an external thread is made at the ends of the pipes 13. The connector 14 is made hollow inside, predominantly cylindrical in shape. On the outside of the connector 14 there are elements of engagement with the tool for mounting/dismounting the connector 14 and holding it during installation/disassembly of the pipes 13. Inside, the connector 14 is covered with sapphire glass 15.
Сапфировые стекла 15 внутри адаптера 12 и соединителя 14 выполнены с возможностью пропускания электромагнитного излучения к фотодатчикам 26 и предохранения элементов, смонтированных внутри корпуса 1 от давления печи, горячих газов и сажи.The sapphire glass 15 inside the adapter 12 and connector 14 is designed to transmit electromagnetic radiation to the photosensors 26 and protect the elements mounted inside the housing 1 from furnace pressure, hot gases and soot.
С торца второго патрубка 13 смонтирован тройник 16, выполненный в виде пустотелой трубки, к боковой стенке которой под углом смонтирован отвод, направленный в сторону корпуса 1 устройства.At the end of the second branch pipe 13 there is mounted a tee 16, made in the form of a hollow tube, to the side wall of which an outlet is mounted at an angle, directed towards the housing 1 of the device.
Тройник 16 выполнен для подачи охлаждающего воздуха в случае использования устройства при повышенных температурах для чего к отводу подключен источник охлаждающего воздуха и очистки канала от продуктов горения.The tee 16 is designed to supply cooling air in the case of using the device at elevated temperatures, for which a source of cooling air is connected to the outlet and cleans the channel from combustion products.
С дистального торца тройника 16 в продолжение оси расположения патрубков 13 смонтирован следующий патрубок 13 с дистального торца упомянутого патрубка 13 подвижно с помощью зажимного фланца 17 и подшипника 18 смонтирован монтажный фланец 19 (см. Фиг. 3) для монтажа устройства на корпусе камеры горения 24. Зажимной узел 17, подшипник 18 и монтажный фланец 19 функционально представляют собой монтажный узел. Подшипник 18 выполнен с возможностью вращения устройства контроля пламени вместе с корпусом 1, патрубками 13, соединителем 14 и тройником 16 вдоль центральной оси, проходящей через продольную ось симметрии патрубков 13 для регулировки угла наведения на осевую линию целевой горелки и визирования устройства контроля пламени, а именно его фотодатчиков, преобразующих электромагнитное излучение пламени в электрический сигнал, смонтированных на установочной плате 2 внутри корпуса 1. Внутреннее сквозное отверстие подшипника 18 перекрыто съемной диафрагмой 20, зафиксированной с помощью стопорного кольца 21. Диафрагма 20 выполнена для уменьшения поля обзора устройства с целью отделения контролируемого пламени от других горелок и уменьшения мощности регистрируемого излучения, а также предотвращения возможности насыщения фотодатчиков 26.From the distal end of the tee 16, in continuation of the axis of location of the branch pipes 13, the next branch pipe 13 is mounted; from the distal end of the mentioned branch pipe 13, a mounting flange 19 is movably mounted using a clamping flange 17 and a bearing 18 (see Fig. 3) for mounting the device on the housing of the combustion chamber 24. The clamping unit 17, bearing 18 and mounting flange 19 functionally constitute a mounting unit. The bearing 18 is configured to rotate the flame control device together with the housing 1, pipes 13, connector 14 and tee 16 along the central axis passing through the longitudinal axis of symmetry of the pipes 13 to adjust the pointing angle to the center line of the target burner and sighting of the flame control device, namely its photo sensors, which convert the electromagnetic radiation of the flame into an electrical signal, mounted on the mounting plate 2 inside the housing 1. The internal through hole of the bearing 18 is blocked by a removable diaphragm 20, fixed with a locking ring 21. The diaphragm 20 is designed to reduce the field of view of the device in order to separate the controlled flame from other burners and reducing the power of the recorded radiation, as well as preventing the possibility of saturation of photosensors 26.
На лицевой панели 22 на продольной оси симметрии адаптера 12, патрубков 13 и монтажного узла, в том числе отверстия диафрагмы 20 выполнено смотровое окно 23 с возможностью обеспечения визуального наблюдения за пламенем горелки 25 и настройки устройства. Для этого в установочной плате 2, плате контроллера 3, плате питания 4, плате индикации 5 выполнены сквозные отверстия.On the front panel 22, on the longitudinal axis of symmetry of the adapter 12, pipes 13 and the mounting unit, including the opening of the diaphragm 20, there is an inspection window 23 with the ability to provide visual observation of the flame of the burner 25 and adjust the device. For this purpose, through holes are made in the installation board 2, controller board 3, power board 4, and indication board 5.
Смотровое окно на лицевой панели 22 расположено на одной линии с отверстиями, выполненными в платах 2-5, сквозными отверстиями в патрубках 13, тройнике 16, подшипнике 18 и монтажном фланце 19, а также диафрагме 20 и образуют единый прямолинейный канал визирования фотодатчиков 26 и измерения параметров пламени горелки.The viewing window on the front panel 22 is located in line with the holes made in the boards 2-5, through holes in the pipes 13, the tee 16, the bearing 18 and the mounting flange 19, as well as the diaphragm 20 and form a single straight channel for sighting the photo sensors 26 and measuring burner flame parameters.
Патрубки 13 на едином прямолинейном канале визирования фотодатчиков 26 и измерения параметров пламени горелки выполнены с возможностью отдаления измерительной части устройства контроля пламени, а в частности его корпуса 1 от зоны агрессивного воздействия температурой, давлением и продуктами сгорания топлива камеры печи.The pipes 13 on the single straight channel for sighting the photo sensors 26 and measuring the parameters of the burner flame are designed to distance the measuring part of the flame control device, and in particular its body 1, from the zone of aggressive influence of temperature, pressure and fuel combustion products of the furnace chamber.
Монтажный узел может быть дополнен шаровым краном (на фигурах не показан) для перекрытия горячего воздуха из топки котла при технических работах с устройством. Кроме того, шаровый кран может использоваться при периодических проверках функционирования устройства.The installation unit can be supplemented with a ball valve (not shown in the figures) to shut off hot air from the boiler furnace during technical work on the device. In addition, the ball valve can be used to periodically check the functioning of the device.
Корпус 1 устройства контроля пламени выполнен в взрывозащищенном исполнении с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d» по ГОСТ IEC 60079-1 с Ex-маркировкой 1Ex db IIC T4 Gb X по ГОСТ 31610.0. Взрывозащищенность корпуса 1 устройства достигается за счет заключения токоведущих частей электронного блока устройства во взрывонепроницаемую оболочку, со щелевой взрывозащитой в местах сопряжения деталей и узлов взрывонепроницаемой оболочки, способную выдержать давление взрыва и исключить его передачу в окружающую взрывоопасную среду.Housing 1 of the flame control device is made in an explosion-proof design with the type of explosion protection “explosion-proof enclosures “d” in accordance with GOST IEC 60079-1 with Ex-marking 1Ex db IIC T4 Gb X in accordance with GOST 31610.0. The explosion protection of the housing 1 of the device is achieved by enclosing the current-carrying parts of the electronic unit of the device in an explosion-proof shell, with slotted explosion protection at the interfaces of parts and assemblies of the explosion-proof shell, capable of withstanding explosion pressure and preventing its transfer to the surrounding explosive environment.
Устройство контроля пламени содержит в себе фотодатчики 26, преобразующие УФ-составляющую и ИК-составляющую электромагнитного излучения пламени в электрический сигнал. В зависимости от выбранного режима работы, вклад в интенсивность горения вносят либо один из каналов устройства, например, УФ-канал, сформированный на базе фотодатчика 26, преобразующего УФ-составляющую электромагнитного излучения в электрический сигнал, или ИК-канал, сформированный на базе фотодатчика, преобразующего ИК-составляющую электромагнитного излучения в электрический сигнал, либо оба канала устройства.The flame control device contains photosensors 26 that convert the UV component and the IR component of the electromagnetic radiation of the flame into an electrical signal. Depending on the selected operating mode, the contribution to the combustion intensity is made either by one of the channels of the device, for example, a UV channel formed on the basis of a photosensor 26, which converts the UV component of electromagnetic radiation into an electrical signal, or an IR channel formed on the basis of a photosensor, converting the IR component of electromagnetic radiation into an electrical signal, or both channels of the device.
Принцип работы устройства контроля пламени основан на анализе сигналов, поступающих с двух независимых фотодатчиков - ИК- и УФ-диапазонов. При включении устройство переходит в рабочий режим работы, в котором посредством экрана и индикаторов на лицевой панели 22 непрерывно отображается текущая интенсивность пламени контролируемой горелки 25, температура внутри устройства, получаемая с помощью датчика температуры 27 и сообщения о неисправностях.The operating principle of the flame control device is based on the analysis of signals coming from two independent photosensors - IR and UV ranges. When turned on, the device goes into operating mode, in which the screen and indicators on the front panel 22 continuously display the current flame intensity of the controlled burner 25, the temperature inside the device obtained using the temperature sensor 27 and fault messages.
Интенсивность пламени вычисляется как процент, вычисленный от значений минимального и максимального сигнала, получаемых от фотодатчиков 26, преобразованных в цифровые сигналы, которые устанавливаются в настройках. В связи с нестабильностью горения пламени, интенсивность может принимать значения более 100%. В зависимости от режима работы, вклад в интенсивность дают или оба канала (ИК+УФ) или один из каналов.The flame intensity is calculated as a percentage calculated from the values of the minimum and maximum signal received from the photosensors 26, converted into digital signals, which are set in the settings. Due to the instability of flame combustion, the intensity can take values of more than 100%. Depending on the operating mode, either both channels (IR+UV) or one of the channels contribute to the intensity.
Методика настройки устройства контроля пламени зависит от типа используемого топлива и условий эксплуатации. Целью настройки является такой подбор параметров устройства, при котором распознавание наличия и отсутствия сигналов пламени происходит наиболее стабильно. По умолчанию установлен режим ИК+УФ с минимальным усилением по каналам, фоновым сигналом 0 и сигналом полной шкалы 2500 условных единиц (100% интенсивности). Перед началом настройки устройство должно быть установлено и правильно нацелено на пламя горелки 25 (см. Фиг. 6).The method for setting the flame control device depends on the type of fuel used and operating conditions. The purpose of the setting is to select the device parameters in such a way that recognition of the presence and absence of flame signals occurs most stably. By default, the IR+UV mode is set with minimal gain per channel, background signal 0 and full scale signal 2500 arbitrary units (100% intensity). Before setting up, the device must be installed and correctly aimed at the burner flame 25 (see Fig. 6).
В общем случае рекомендуется такая последовательность настройки:In general, the following configuration sequence is recommended:
1) выбор режима работы. В зависимости от режима работы значение интенсивности пламени горелки 25 равняется:1) selection of operating mode. Depending on the operating mode, the flame intensity value of burner 25 is equal to:
a). при вычислении интенсивности по сигналам от ИК и УФ-каналов: интенсивность=(ИК+УФ)/2;a). when calculating the intensity from signals from the IR and UV channels: intensity = (IR + UV)/2;
b). при вычислении интенсивности по сигналам только от ИК-канала: интенсивность=ИК;b). when calculating intensity from signals only from the IR channel: intensity=IR;
c). при вычислении интенсивности по сигналам только от УФ-канала: интенсивность=УФ.c). when calculating intensity from signals only from the UV channel: intensity = UV.
2) настройка усиления по каналам. Настройка производится на полностью разожженной целевой горелке 25, при этом могут устанавливать ИК-усиление или УФ-усиление, позволяющие увеличивать устанавливать усиление по ИК- или УФ-каналам до 10 раз. При настройке необходимо устанавливать усиление таким образом, чтобы сигнал по каналам находился в пределах 2500±100 ед. Если при минимальном усилении сигналы по каналам превосходят 2500 единиц, то используют диафрагмы.2) adjusting the gain by channel. The adjustment is made on a fully ignited target burner 25, and IR gain or UV gain can be set, allowing you to increase the gain setting in the IR or UV channels up to 10 times. When setting up, it is necessary to set the gain so that the signal across the channels is within 2500±100 units. If, at minimum amplification, the signals across channels exceed 2500 units, then diaphragms are used.
3) после установки усиления контролируют стабильность значения интенсивности. Если горение нестабильно, что приводит к снижению параметра интенсивности ниже порогового уровня, то увеличивают коэффициент усреднения для сглаживания пульсаций, либо уменьшают пороговое значение.3) after setting the gain, control the stability of the intensity value. If the combustion is unstable, which leads to a decrease in the intensity parameter below the threshold level, then the averaging coefficient is increased to smooth out the pulsations, or the threshold value is reduced.
4) настройка фонового излучения. При погашенной целевой горелке 25 текущий уровень сигналов по ИК- и УФ-каналам устанавливают в качестве 0% интенсивности.4) setting background radiation. When the target burner 25 is off, the current level of signals via the IR and UV channels is set to 0% intensity.
5) ручная настройка пороговых значений, гистерезиса и задержек при которой значения гистерезиса и задержек срабатывания подбирают до достижения наилучшего разделения состояний наличия и отсутствия пламени на целевой горелке 25.5) manual adjustment of threshold values, hysteresis and delays, in which the values of hysteresis and response delays are selected until the best separation of the states of presence and absence of flame on the target burner 25 is achieved.
При каждом включении устройства контроля пламени проводится тест чувствительности фотодатчиков 26 и целостности пути сигналов. В момент теста проверочный источник света 28, установленный внутри устройства и выполненный с возможностью проверки и калибровки устройства подают излучение, воспринимаемое фотодатчиками 26. На основе анализа полученного сигнала устройство принимает решение о правильном функционировании и выхода из режима теста. В случае автоматической проверки работоспособности вне зоны установки устройства и без монтажного узла, исключают воздействие на фотодатчики 26 прямого солнечного света, а также засветки от источников искусственного света.Each time the flame control device is turned on, a test is carried out to test the sensitivity of the photosensors 26 and the integrity of the signal path. At the time of the test, the test light source 28, installed inside the device and configured to check and calibrate the device, supplies radiation perceived by the photosensors 26. Based on the analysis of the received signal, the device makes a decision about the correct functioning and exiting the test mode. In the case of automatic performance testing outside the device installation area and without a mounting unit, the photo sensors 26 are not exposed to direct sunlight, as well as illumination from artificial light sources.
При постоянном подключении устройство контроля пламени проводит автоматическую проверку работоспособности раз в 30 минут. При этом во время теста состояния токового выхода, блока реле 32, индикаторов 36 блокируются на время проведения теста.When permanently connected, the flame monitoring device performs an automatic function check every 30 minutes. In this case, during the test, the states of the current output, relay block 32, and indicators 36 are blocked for the duration of the test.
При работе устройства контроля пламени с помощью датчика температуры 27 следят за тем, чтобы температура корпуса 1 устройства не превышала максимально допустимого значения, и чтобы фотодатчики 26 и сапфировые стекла 15 не подвергалась загрязнению от продуктов горения. Для этого осуществляют продувку устройства через тройник 16 воздухом. Наилучший результат достигается, когда устройство контроля пламени установлено так, что линия визирования устройства пересекала осевую линию горелки 25 под небольшим углом, захватывая пламя первичной области горения, как показано на Фиг. 6. Для устойчивой работы устройства излучение от фоновых горелок должно минимально попадать в область визирования устройства. При этом физические препятствия, такие как лопасти воздушной заслонки и пр., не должны попадать на линию визирования. Пламя целевой горелки 25 должно полностью закрывать смотровое окно 23. В случае частичного перекрытия пламенем смотрового окна 23, устройство может работать нестабильно.When operating the flame control device, using the temperature sensor 27, make sure that the temperature of the device body 1 does not exceed the maximum permissible value, and that the photosensors 26 and sapphire glass 15 are not exposed to contamination from combustion products. To do this, the device is purged through the tee 16 with air. The best result is achieved when the flame control device is installed so that the device's line of sight intersects the center line of the burner 25 at a slight angle, capturing the flame of the primary combustion region, as shown in FIG. 6. For stable operation of the device, radiation from the background burners should minimally fall into the viewing area of the device. In this case, physical obstacles, such as air damper blades, etc., should not fall into the line of sight. The flame of the target burner 25 must completely cover the viewing window 23. If the flame partially covers the viewing window 23, the device may operate unstably.
Области применения устройства контроля пламени:Application areas of the flame control device:
- котлы с 1 или 2 горелками ДЕ, ДКВР, НР, КВГМ (1-30 ГКалл) и т.д.;- boilers with 1 or 2 burners DE, DKVR, NR, KVGM (1-30 Gcal), etc.;
- печи подогрева нефти, газа; установки, работающие на открытом воздухе;- oil and gas heating furnaces; installations operating outdoors;
- котлы до 4-х горелок, расположенные на одном ярусе;- boilers with up to 4 burners, located on one tier;
- печи нефтехимических производств, металлургические печи, туннельные и камерные печи обжига кирпича, керамики;- furnaces for petrochemical production, metallurgical furnaces, tunnel and chamber kilns for firing bricks and ceramics;
- многогорелочные котлы ТЭЦ, ГРЭС со встречным и плотным расположением горелок.- multi-burner boilers of thermal power plants, state district power plants with counter and dense arrangement of burners.
Основные функции устройства контроля пламени:Main functions of the flame control device:
- контроль факела по двум независимым каналам; контроль «общего факела» в топке;- flame control via two independent channels; control of the “general flame” in the firebox;
- визуальная сигнализация погасания факела;- visual alarm for flame extinction;
- визуальная сигнализация потускнения факела;- visual alarm for flame dimming;
- визуальная сигнализация неисправности прибора;- visual signaling of device malfunction;
- автоматическая и ручная настройка устройства на пламя контролируемой горелки 25;- automatic and manual adjustment of the device to the flame of a controlled burner 25;
- автоматическая и ручная настройка устройства для учета фонового излучения;- automatic and manual adjustment of the device to take into account background radiation;
- выбор рабочей частоты ИК-канала;- selection of the operating frequency of the IR channel;
- измерение температуры внутри корпуса и сигнализация о превышении допустимого значения;- temperature measurement inside the case and alarm when the permissible value is exceeded;
- работа в сети RS-485 по протоколу Modbus;- work in the RS-485 network using the Modbus protocol;
- отображение текущего значения факела отдельно по двум каналам и температуры внутри устройства на дисплее;- displaying the current flame value separately on two channels and the temperature inside the device on the display;
- установка от 1 до 3-х уставок по интенсивности в зависимости от выбранного режима работы;- setting from 1 to 3 intensity settings depending on the selected operating mode;
- установка времени срабатывания реле на погасание и на зажигание факела;- setting the relay response time for extinguishing and igniting the torch;
- функция самотестирования электронного тракта сканера и извещение о неисправности фотодатчиков 26.- function of self-testing of the electronic path of the scanner and notification of malfunction of photo sensors 26.
Коэффициентом готовности устройства [https://studfile.net/preview/3851883/page:2/] называют отношение времени исправной работы к сумме времени исправной работы и вынужденных простоев устройства взятых за один и тот же календарный срок:The device availability factor [https://studfile.net/preview/3851883/page:2/] is the ratio of the time of proper operation to the sum of the time of proper operation and forced downtime of the device taken over the same calendar period:
Kr=tр/(tр-tп),Kr=tр/(tр-tп),
где tр - суммарное время исправной работы устройства, tп - суммарное время вынужденного простоя.where tр is the total time of proper operation of the device, tп is the total time of forced downtime.
В течение определенного календарного срока эксплуатации устройства в нем могут происходить отказы в работе, что связано с вынужденным простоями для их устранения. В этом случае под суммарным временем понимается сумма промежутков времени не исправной работы устройства между отказами, а под временем- суммарное время всех простоев по устранению отказов. Следовательно, уравнение коэффициента готовности дает статистическое определение коэффициента готовности устройства.During a certain calendar period of operation of the device, malfunctions may occur in it, which is associated with forced downtime to eliminate them. In this case, the total time is understood as the sum of the time intervals of non-functional operation of the device between failures, and the time is the total time of all downtime to eliminate failures. Therefore, the availability factor equation provides a statistical definition of the availability factor of a device.
Заменяя величину наработкой на отказ Т и средним временем восстановления работоспособности устройства Тв коэффициент готовности устройства можно представить в виде:Replacing the value with the mean time between failures T and the average time to restore the operability of the device TV, the readiness factor of the device can be represented as:
Тг=Т/(Т+Тв)Tg=T/(T+Tv)
Согласно этому уравнению, коэффициент готовности устройства определяется его надежностью, ремонтопригодностью и временем подготовки к работе (снижением времени простоя). Из уравнения следует, что низкая надежность (пониженная величина Т) может быть несколько скомпенсирована улучшением ремонтопригодности (уменьшением времени Тв).According to this equation, the availability factor of a device is determined by its reliability, maintainability and preparation time for operation (reduction of downtime). It follows from the equation that low reliability (reduced T value) can be somewhat compensated by improved maintainability (reduced T time).
В связи с этим коэффициент готовности устройства можно рассматривать как вероятность того, что устройство готово к работе в момент времени Т благодаря наличию не вышедших из строя его частей и восстановлению не исправных до нормального режима работы за счет обслуживания в течение времени, не превышающего предельно допустимого времени обслуживания t.In this regard, the device availability factor can be considered as the probability that the device is ready for operation at time T due to the presence of its parts that have not failed and the restoration of faulty parts to normal operation due to maintenance for a time not exceeding the maximum permissible time service t.
Исходя из определения коэффициента готовности, его повышение в заявленном устройстве контроля пламени достигается за счет того, что:Based on the definition of the availability factor, its increase in the claimed flame control device is achieved due to the fact that:
- измерительная часть устройства включает в себя датчик температуры 27 внутри измерительной части устройства, с помощью которого осуществляется контроль за температурой внутри корпуса 1 и в случае ее превышения выше порогового значения, недопустимого для работы компонент устройства, размещенных внутри корпуса 1, сигнализирует об этом заблаговременно, не дожидаясь выхода из строя какого-либо из элементов;- the measuring part of the device includes a temperature sensor 27 inside the measuring part of the device, with the help of which the temperature inside the housing 1 is monitored and if it exceeds a threshold value that is unacceptable for the operation of the device components located inside the housing 1, it signals this in advance, without waiting for any of the elements to fail;
- измерительная часть устройства включает в себя проверочный источник света 28, обеспечивающий контроль работоспособности фотодатчиков 26 перед включением устройства в работу и своевременно позволяющий сигнализировать о неработоспособности устройства;- the measuring part of the device includes a test light source 28, which provides control of the functionality of the photosensors 26 before turning the device into operation and allows timely signaling of the device’s inoperability;
- измерительная часть устройства включает в себя индикаторы показателей пламени и работы устройства, органы управления устройством и дисплей, отображающий интенсивность пламени горения, текущую температуру внутри корпуса и информацию о неисправности устройства, что позволяет визуально и программно осуществлять своевременный и предупреждающий контроль за работой устройства;- the measuring part of the device includes indicators of flame indicators and device operation, device controls and a display that displays the intensity of the combustion flame, the current temperature inside the housing and information about the device malfunction, which allows visual and programmatic timely and preventive monitoring of the device operation;
- корпус 1 к камере горения смонтирован через ряд коаксиально смонтированных патрубков 13, обеспечивающих снижение влияние температуры и давления в камере печи на фотодатчики 26 и другие компоненты устройства, смонтированные внутри корпуса 1;- housing 1 to the combustion chamber is mounted through a series of coaxially mounted pipes 13, which reduce the influence of temperature and pressure in the furnace chamber on photosensors 26 and other components of the device mounted inside housing 1;
- между патрубками смонтирован тройник 16, выполненный в виде прямолинейной трубки к боковой стенке которой под углом смонтирован отвод, направленный в сторону корпуса устройства для подачи через этот отвод воздуха для охлаждения устройства и продувки канала от продуктов горения, что увеличивает надежность работы устройства;- a tee 16 is mounted between the nozzles, made in the form of a straight tube, to the side wall of which an outlet is mounted at an angle, directed towards the body of the device to supply air through this outlet to cool the device and purge the channel from combustion products, which increases the reliability of the device;
- устройство к камере горения смонтировано подвижно с помощью зажимного фланца 17, подшипника 18 и монтажного фланца 19 позволяющие вращения устройства вместе с корпусом 1, патрубками 13 и тройником 16 вдоль центральной оси, проходящей через продольную ось симметрии патрубков 13 для регулировки угла наведения на осевую линию горения и визирования устройства и его фотодатчиков 26 на пламя горелки, при этом смотровое окно 23 на лицевой панели 22, отверстия в платах 2-5 в корпусе 1 устройства, сквозные отверстия в патрубках 13, тройнике 16 и монтажном фланце 19 образуют единый прямолинейный канал визирования фотодатчиков 26 и измерения параметров пламени горелки, что обеспечивает правильное применение устройства по назначению и снижает вероятность ошибки визирования, тем самым повышая коэффициент готовности устройства;- the device to the combustion chamber is mounted movably using a clamping flange 17, a bearing 18 and a mounting flange 19, allowing rotation of the device together with the body 1, pipes 13 and tee 16 along the central axis passing through the longitudinal axis of symmetry of the pipes 13 to adjust the pointing angle to the center line combustion and sighting of the device and its photo sensors 26 onto the burner flame, while the viewing window 23 on the front panel 22, holes in boards 2-5 in the body 1 of the device, through holes in the pipes 13, tee 16 and mounting flange 19 form a single straight sighting channel photo sensors 26 and measurement of burner flame parameters, which ensures correct use of the device for its intended purpose and reduces the likelihood of sighting errors, thereby increasing the availability of the device;
- канал визирования в подшипнике 18 перекрыт диафрагмой 20 для уменьшения поля обзора устройства и отделения контролируемого пламени от других горелок, а также уменьшения мощности регистрируемого излучения и предотвращения возможности насыщения фотодатчиков 26, что позволяет правильно проводить измерения пламени горелки, правильно использовать устройство и снижает вероятность ошибки визирования, тем самым повышая коэффициент готовности устройства;- the sighting channel in the bearing 18 is blocked by a diaphragm 20 to reduce the field of view of the device and separate the controlled flame from other burners, as well as reduce the power of the recorded radiation and prevent the possibility of saturation of the photosensors 26, which allows for correct measurements of the burner flame, correct use of the device and reduces the likelihood of error sighting, thereby increasing the device availability;
- адаптер 12, соединяющий патрубок 13 к корпусу 1 и соединитель 14, соединяющий патрубки 13 между собой внутри перекрыты сапфировыми стеклами 15, выполненными с возможностью пропускания электромагнитного излучения от пламени к фотодатчикам и предохранения внутренней части корпуса от давления печи, горячих газов и сажи.- adapter 12 connecting pipe 13 to body 1 and connector 14 connecting pipes 13 to each other are internally covered with sapphire glass 15, designed to transmit electromagnetic radiation from the flame to photosensors and protect the inside of the body from furnace pressure, hot gases and soot.
Все эти конструктивные решения непосредственно влияют на надежность функционирования устройства, на повышение точности проводимых измерений и тонкости его настройки, своевременно получать информацию о работе устройства и пламени горелки и тем самым своевременно, оперативно на опережение принимать меры по изменению режимов работы устройства.All these design solutions directly affect the reliability of the operation of the device, increasing the accuracy of measurements and the fineness of its settings, timely receiving information about the operation of the device and the burner flame, and thereby promptly and proactively taking measures to change the operating modes of the device.
Claims (15)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU220196U1 true RU220196U1 (en) | 2023-08-31 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5339070A (en) * | 1992-07-21 | 1994-08-16 | Srs Technologies | Combined UV/IR flame detection system |
| WO2004042141A1 (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-21 | Rangel Paulo Gerais De Camargo | Modular infrared irradiation apparatus and its corresponding monitoring devices |
| RU2727815C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-07-24 | Сименс Акциенгезелльшафт | Flame control device |
| KR102226414B1 (en) * | 2020-06-23 | 2021-03-11 | 주식회사 에스텍 | Smart flame detection device capable of measuring flame temperature |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5339070A (en) * | 1992-07-21 | 1994-08-16 | Srs Technologies | Combined UV/IR flame detection system |
| WO2004042141A1 (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-21 | Rangel Paulo Gerais De Camargo | Modular infrared irradiation apparatus and its corresponding monitoring devices |
| RU2727815C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-07-24 | Сименс Акциенгезелльшафт | Flame control device |
| KR102226414B1 (en) * | 2020-06-23 | 2021-03-11 | 주식회사 에스텍 | Smart flame detection device capable of measuring flame temperature |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6278374B1 (en) | Flame detection apparatus and method | |
| US4233596A (en) | Flare monitoring apparatus | |
| ES2392584T3 (en) | Self-diagnostic flame igniter | |
| US20060199123A1 (en) | Intelligent flame scanner | |
| US5073104A (en) | Flame detection | |
| US6268913B1 (en) | Method and combustor apparatus for sensing the level of a contaminant within a combustion flame | |
| EP3663646A1 (en) | Flame monitor | |
| CN105509890A (en) | On-line infrared measurement apparatus for hearth flue-gas temperature | |
| RU220196U1 (en) | FLAME CONTROL DEVICE | |
| US4163903A (en) | Flame monitoring apparatus | |
| US9353947B2 (en) | Combustor flashback/flame holding detection via temperature sensing | |
| US20090214993A1 (en) | System using over fire zone sensors and data analysis | |
| RU63908U1 (en) | SENSOR OF SELECTIVE CONTROL OF THE TORCH OF THE BURNER OF POWER AND WATER BOILERS OF THE MODEL UDF-01 / MI | |
| CN116828150A (en) | Device and method for monitoring flame stability of burner on line | |
| RU135083U1 (en) | FIRE EXTENSION SENSOR | |
| US5481247A (en) | Blast furnace tuyere sensor system | |
| KR101070188B1 (en) | The fire detection system for the pulverizer of thermal power plant | |
| CN214745891U (en) | Remote ultraviolet flame detector for torch | |
| CN105465819B (en) | Gasification furnace visualizes flame detection system and its control method | |
| CN208076451U (en) | Torch altar lamp which burns day and night combustion state detection device based on ion circuit | |
| US20210356126A1 (en) | Burner flame stabilization method and system | |
| CN108463671A (en) | Control the electronic control module and method of the operation of an at least radiant tube burner and safety | |
| CN205784655U (en) | A kind of full furnace flame monitoring system | |
| GB2282221A (en) | A flame detector | |
| CN214745728U (en) | Methane combustion monitoring device |