UA76332C2 - Method for control and adjustment of gas burner flame - Google Patents
Method for control and adjustment of gas burner flame Download PDFInfo
- Publication number
- UA76332C2 UA76332C2 UA20041008025A UA20041008025A UA76332C2 UA 76332 C2 UA76332 C2 UA 76332C2 UA 20041008025 A UA20041008025 A UA 20041008025A UA 20041008025 A UA20041008025 A UA 20041008025A UA 76332 C2 UA76332 C2 UA 76332C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- flame
- fuel gas
- radiation
- oxidizer
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229940035637 spectrum-4 Drugs 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний в технологічних процесах автогенної 2 обробки, газотермічного напилювання та може бути використаний для оптимізації роботи газових пальників різноманітних типів.The invention relates to mechanical engineering and can be used in technological processes of autogenous processing, gas-thermal spraying and can be used to optimize the operation of gas burners of various types.
Для якісного проведення процесу зварювання необхідно підтримувати певне співвідношення окислювача та пального газу, причому для різних матеріалів це співвідношення повинно знаходитися в різних межах (11.For a high-quality welding process, it is necessary to maintain a certain ratio of oxidizer and fuel gas, and for different materials this ratio should be within different limits (11.
Зварювання більшості сплавів ведеться нормальним полум'ям, в якому співвідношення окислювача та пального 70 газу близьке до стехіометричного. В ряді випадків вимагається або відновлювальне полум'я, яке характеризується надлишком пального газу і недостачею окислювача, або окислювальне полум'я, яке характеризується надлишком окислювача і недостачею пального газу. Такі ж вимоги ставляться до регулювання полум'я пальників для газополум'яного нанесення покриттів.Welding of most alloys is carried out with a normal flame, in which the ratio of oxidizer and fuel gas is close to stoichiometric. In some cases, either a reducing flame is required, which is characterized by an excess of fuel gas and a lack of oxidant, or an oxidizing flame, which is characterized by an excess of oxidant and a lack of fuel gas. The same requirements apply to flame regulation of burners for gas-flame coating.
Регулювання полум'я пальників у нинішній період ведеться візуально по виду полум'я, але такий спосіб може 12 призвести до значних похибок, особливо при відсутності у зварника досвіду |21.Regulation of the flame of burners in the current period is carried out visually according to the type of flame, but this method can 12 lead to significant errors, especially if the welder lacks experience |21.
Відомий також, обраний як прототип, спосіб контролю та регулювання полум'я газових пальників шляхом визначення парціального тиску СО» по виміру спектральної інтенсивності випромінювання газів (ЗІ.Also known, chosen as a prototype, is a method of controlling and regulating the flame of gas burners by determining the partial pressure of CO" by measuring the spectral intensity of gas radiation (ZI.
Загальною ознакою відомого способу та способу, що заявляється, є те, що надлишок окислювача визначається шляхом вимірювання спектральної інтенсивності випромінювання продуктів згоряння по променю візирування вузькосмугового приймача випромінювання.A common feature of the known method and the proposed method is that the excess oxidizing agent is determined by measuring the spectral intensity of the radiation of combustion products along the imaging beam of a narrowband radiation receiver.
Відмінністю відомого способу від способу, що заявляється, є те, що для визначення парціального тиску СО 25 необхідно вимірювати абсолютну величину спектральної інтенсивності смуги випромінювання СО». При цьому необхідно проводити складні випробування з підтриманням параметрів полум'я на заданому рівні для визначення максимального значення інтенсивності випромінювання. Величина інтенсивності випромінювання с реального полум'я залежить від коливань витрат, тиску, хімічного складу суміші та інших факторів, які вносять Ге) в вимірювання додаткову похибку. Величину парціального тиску визначають за допомогою громіздкої формули, що містить емпіричні коефіцієнти, в результаті чого контроль співвідношення окислювача та пального газу неможливо проводити оперативно та вчасно реагувати на його зміну.The difference between the known method and the proposed method is that in order to determine the partial pressure of CO 25, it is necessary to measure the absolute value of the spectral intensity of the CO radiation band." At the same time, it is necessary to carry out complex tests with maintenance of flame parameters at a given level to determine the maximum value of radiation intensity. The magnitude of the intensity of radiation from a real flame depends on fluctuations in consumption, pressure, the chemical composition of the mixture and other factors that introduce an additional error into the measurement. The value of the partial pressure is determined using a cumbersome formula containing empirical coefficients, as a result of which it is impossible to control the ratio of oxidizer and fuel gas quickly and react to its change in time.
Таким чином, відомому способу притаманні наступні недоліки: необхідність проведення складних с випробувань з підтриманням параметрів полум'я на заданому рівні; залежність інтенсивності випромінювання со реального полум'я від багатьох факторів, що вносить додаткову похибку; неможливість оперативно проводити контроль співвідношення окислювача та пального газу та вчасно реагувати на його зміну шляхом визначення о величини парціального тиску за допомогою громіздкої формули. Ге)Thus, the known method has the following disadvantages: the need to conduct complex tests to maintain the flame parameters at a given level; the dependence of the intensity of radiation from a real flame on many factors, which introduces an additional error; the impossibility of promptly monitoring the ratio of oxidizer and fuel gas and reacting to its change in time by determining the value of the partial pressure using a cumbersome formula. Gee)
Метою винаходу є зменшення трудомісткості способу контролю та регулювання полум'я газових пальників 3о при підвищенні якості полум'я газових пальників. вThe purpose of the invention is to reduce the complexity of the method of controlling and regulating the flame of gas burners 3o while increasing the quality of the flame of gas burners. in
Поставлена мета досягається тим, що стехіометричне співвідношення окислювача та пального газу визначається за спадом до нуля величини потоку випромінювання полум'я в спектральному діапазоні електромагнітних хвиль, який не співпадає по довжині електромагнітних хвиль зі смугами випромінювання газів, « а відновлювальне та окислювальне полум'я формується регулюванням витрат окислювача та пального газу за З показаннями ротаметрів від положення, що відповідає стехіометричному. с Спосіб, що заявляється, пояснюється кресленнями. Перелік креслень: Фіг. - Спектр випромінювання з» продуктів згоряння.The goal is achieved by the fact that the stoichiometric ratio of the oxidizer and the fuel gas is determined by the decrease to zero of the flame radiation flux in the spectral range of electromagnetic waves, which does not coincide in the length of the electromagnetic waves with the emission bands of the gases, "and the reducing and oxidizing flames are formed by adjusting the consumption of oxidant and fuel gas according to the readings of the rotameters from the position corresponding to the stoichiometric. c The claimed method is explained by drawings. List of drawings: Fig. - Spectrum of radiation from combustion products.
Заявлений спосіб здійснюється наступним чином. При згорянні палива продукти згоряння випромінюють енергію в окремих смугах вузьких спектральних інтервалів, поміж якими є "вікна прозорості", де випромінювання буде відсутнє. На Фіг. представлені смуги випромінювання СО» 1 та НоО 2 - триатомних газів, які є головним і джерелом випромінювання продуктів згоряння газоподібних палив (4). Вуглеводні палива - основний вид паливаThe claimed method is carried out as follows. During fuel combustion, combustion products emit energy in separate bands of narrow spectral intervals, between which there is a "transparency window" where radiation will be absent. In Fig. the radiation bands of CO" 1 and NoO 2 - triatomic gases, which are the main source of radiation from the combustion products of gaseous fuels (4) are presented. Hydrocarbon fuels are the main type of fuel
Ге»! газових пальників, які при неповному згорянні мають в своєму складі сажовий вуглець, що утворюється при недостачі окислювача. Сажовий вуглець дає суцільний спектр випромінювання З, тому в його присутності о полум'я починає випромінювати енергію по всім довжинам хвиль в видимому та інфрачервоному діапазонах со 20 спектру, в тому числі, і на тих ділянках, де будуть відсутні смуги випромінювання газів. Вимірювання виконують на ділянці спектру 4 між смугами випромінювання газів, що виключає вплив власного випромінювання із газів на величину, що вимірюють, але і відбитого потоку випромінювання газів від часток сажового вуглецю, та отримують величину потоку випромінювання, що генерувався тільки частками сажового вуглецю (див. Фіг.).Gee! gas burners, which in the case of incomplete combustion contain soot carbon, which is formed when there is a lack of oxidizing agent. Carbon black gives a continuous spectrum of radiation, therefore, in its presence, the flame begins to emit energy at all wavelengths in the visible and infrared ranges of the spectrum, including those areas where there will be no gas emission bands. Measurements are performed in the section of the spectrum 4 between the emission bands of gases, which excludes the influence of own radiation from gases on the measured value, but also of the reflected flow of gas radiation from particles of soot carbon, and obtains the value of the radiation flow generated only by particles of soot carbon (see Fig.).
При збільшенні кількості окислювача потік випромінювання сажового вуглецю З зменшується по всім 22 довжинам хвиль, в тому числі і на ділянках вільних від смуг випромінювання продуктів згоряння. Спад потокуWhen the amount of oxidizing agent increases, the radiation flux of soot carbon З decreases along all 22 wavelengths, including in areas free from the emission bands of combustion products. Flow decline
ГФ) випромінювання до нуля на такій ділянці свідчить про повне згоряння палива. При цьому співвідношення окислювача та пального газу близьке до стехіометричного, що характерно для нормального полум'я. о Регулювання витрат окислювача та пального газу в співвідношенні, що відповідає відновлювальному або окислювальному полум'ю, виконують після встановлення витрат пального газу та окислювача для нормального 60 полум'я за спадом потоку випромінювання до нуля. Для цього за показаниями ротаметрів фіксують витрати окислювача та пального газу нормального полум'я, а після цього, змінюючи витрати окислювача або пального газу за показаннями ротаметрів, отримують необхідне співвідношення для відновлювального або окислювального полум'я. При такому способі контролю та регулювання відпадає необхідність в попередньому таруванні ротаметрів, яке особливо складне при невеликих витратах газів. бо Приклад реалізації способу.HF) radiation to zero in such an area indicates complete combustion of the fuel. At the same time, the ratio of oxidant and fuel gas is close to stoichiometric, which is characteristic of a normal flame. o Adjustment of oxidizing and fuel gas consumption in the ratio corresponding to the reducing or oxidizing flame is performed after setting the consumption of fuel gas and oxidizing agent for a normal 60 flame as the radiation flux declines to zero. To do this, according to the rotameters, the consumption of the oxidant and fuel gas of a normal flame is fixed, and after that, by changing the consumption of the oxidizer or fuel gas according to the rotameters, the necessary ratio for the reducing or oxidizing flame is obtained. With this method of control and regulation, there is no need for preliminary taring of rotameters, which is especially difficult with small gas flows. because Example of implementation of the method.
При проведенні випробувань в якості пального газу використовували ацетилен, а в якості окислювача - кисень. При запалюванні пальника подавали максимальну кількість пального газу (ацетилену) і мінімальну кількість кисню. Потік випромінювання полум'я пальника вимірювали вузькосмуговим приймачем потоку випромінювання, в якості якого використовували кремнієвий фотодіод зі смугою пропускання 7,-П05...12 мкм.During the tests, acetylene was used as a fuel gas, and oxygen was used as an oxidizer. When igniting the burner, the maximum amount of fuel gas (acetylene) and the minimum amount of oxygen were supplied. The radiation flow of the burner flame was measured by a narrow-band radiation flow receiver, which used a silicon photodiode with a bandwidth of 7.-P05...12 μm.
Приймач випромінювання візирували на основну ділянку полум'я і за показаннями вторинного приладу реєстрували величину потоку випромінювання. Після цього починали збільшувати витрати кисню з одночасним вимірюванням величини потоку випромінювання. Спад величини потоку випромінювання до нуля свідчить про повне згоряння ацетилену і, отже, про встановлення співвідношення кисню та ацетилену близького до 70 стехіометричного. Після цього припиняли збільшувати витрати кисню і фіксували показання ротаметрів ацетилену та кисню. Оскільки співвідношення кисню до ацетилену для нормального полум'я складає 1,1...1,2, то показання ротаметра ацетилену приймали за одиницю, а кисень - за 1,2. Виходячи з цього, для утворення відновлювального полум'я витрати кисню за показаннями ротаметра зменшували до 0,95, а для утворення окислювального полум'я збільшували до 1,3...1,4.The radiation receiver was aimed at the main area of the flame and according to the readings of the secondary device, the magnitude of the radiation flow was recorded. After that, they began to increase the oxygen consumption with simultaneous measurement of the amount of the radiation flux. The drop in the radiation flux to zero indicates the complete combustion of acetylene and, therefore, the establishment of a stoichiometric ratio of oxygen to acetylene close to 70. After that, they stopped increasing the oxygen consumption and recorded the readings of the acetylene and oxygen rotameters. Since the ratio of oxygen to acetylene for a normal flame is 1.1...1.2, the acetylene rotameter reading was taken as one, and oxygen - as 1.2. Based on this, for the formation of a reducing flame, the oxygen consumption according to the rotameter readings was reduced to 0.95, and for the formation of an oxidizing flame, it was increased to 1.3...1.4.
Джерела інформації 1. Сварка в машиностроении: Справочник в 4 т./Под ред. Ольшанского Н. А. - М.: Машиностроение, 1978-1979. 2. Соколов И. И. Газовая сварка и резка металла. - М.: Вьісшая школа, 1981.-320с.Sources of information 1. Welding in mechanical engineering: Reference book in 4 volumes/Edited by N. A. Olshanskogo - Moscow: Mashinostroenie, 1978-1979. 2. Sokolov I. I. Gas welding and metal cutting. - M.: Higher School, 1981.-320p.
З. Авторское свидетельство СССР Мо1151774, МКИ РГ2З3М 5/08, 23.04.85г. 4. М.Н. Оцисик. Сложньій теплообмен./Пер. с англ.; под ред. д-ра техн. наук Н. А. Анфилова. - М.: Мир, 1976, 616с.Z. Author's certificate of the USSR Mo1151774, MKY RG2Z3M 5/08, 04/23/85. 4. M.N. Ocysyk Complex heat exchange/Trans. with English; under the editorship Dr. Tech. Sciences N. A. Anfilova. - M.: Mir, 1976, 616 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20041008025A UA76332C2 (en) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Method for control and adjustment of gas burner flame |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20041008025A UA76332C2 (en) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Method for control and adjustment of gas burner flame |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA76332C2 true UA76332C2 (en) | 2006-07-17 |
Family
ID=37502924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20041008025A UA76332C2 (en) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Method for control and adjustment of gas burner flame |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA76332C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111750351A (en) * | 2019-03-26 | 2020-10-09 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | Method and apparatus for automatically adjusting a flame to accommodate different operating conditions |
-
2004
- 2004-10-04 UA UA20041008025A patent/UA76332C2/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111750351A (en) * | 2019-03-26 | 2020-10-09 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | Method and apparatus for automatically adjusting a flame to accommodate different operating conditions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Romero et al. | Spectrometer-based combustion monitoring for flame stoichiometry and temperature control | |
| Shmakov et al. | Formation and consumption of NO in H2+ O2+ N2 flames doped with NO or NH3 at atmospheric pressure | |
| Lille et al. | Experimental study of the fuel jet combustion in high temperature and low oxygen content exhaust gases | |
| Yang et al. | Experimental studies of the effects of global equivalence ratio and CO2 dilution level on the OH* and CH* chemiluminescence in CH4/O2 diffusion flames | |
| Berg et al. | Nitric oxide formation and reburn in low-pressure methane flames | |
| Atreya et al. | The effect of changes in the flame structure on the formation and destruction of soot and NOx in radiating diffusion flames | |
| Ravikrishna et al. | Laser-induced fluorescence measurements and modeling of nitric oxide in methane–air and ethane–air counterflow diffusion flames | |
| EP2507551A1 (en) | Method for correcting the combustion settings of a set of combustion chambers and apparatus implementing the method | |
| Lee et al. | Laser-induced breakdown spectroscopy for in situ diagnostics of combustion parameters including temperature | |
| Abhinavam Kailasanathan et al. | Effects of diluents on soot surface temperature and volume fraction in diluted ethylene diffusion flames at pressure | |
| Charlston–Goch et al. | Laser-Induced fluorescence measurements and modeling of nitric oxide in premixed flames of CO+ H2+ CH4 and air at high pressures: I. Nitrogen fixation | |
| Machado et al. | Experimental study of radiative heat transfer from laminar non-premixed methane flames diluted with CO2 and N2 | |
| Frank et al. | Simultaneous Rayleigh, Raman, and LIF measurements in turbulent premixed methane-air flames | |
| Wang et al. | Dilution effects on laminar jet diffusion flame lengths | |
| Zhang et al. | The chemiluminescence and structure properties of normal/inverse diffusion flames | |
| UA76332C2 (en) | Method for control and adjustment of gas burner flame | |
| Partridge Jr et al. | Laser-saturated fluorescence measurements of nitric oxide in an inverse diffusion flame | |
| Hasche et al. | Experimental and numerical assessment of the effects of hydrogen admixtures on premixed methane-oxygen flames | |
| EP3361156B1 (en) | Hydrogen gas burner device | |
| JP2015108462A (en) | Combustion method for burner for forming tubular flame, and burner for forming tubular flame | |
| US3504976A (en) | Process and apparatus for the detection of halogens | |
| US10545127B2 (en) | Sensor and method for determining the air ratio of a fuel gas/air mixture | |
| US20200309366A1 (en) | Method and device for automatically adapting a flame to variable operating conditions | |
| Naik et al. | Laser-saturated and linear laser-induced fluorescence measurements of nitric oxide in counterflow diffusion flames under non-sooting oxygen-enriched conditions | |
| Kim et al. | Formation characteristics of nitric oxide in a three-staged air/LPG flame |