182617. lajstromszámú szabadalom • Kazánhatásfokmérő berendezés, főleg szénhidrogén-tüzelésű kazánokhoz
182617 amely itt ismert „Wheatstone”-híd. A 16 mérőhíd két változó ellenállású ágát a 8 és 9 ellenálláshőé rzekelők képezik. A 16 mérőhíd tápfeszültségét a 7 oxgénmérő-egység és az ezzel sorbakapcsolt 17 egyenfeszültség-generátor szolgáltatja. A 16 mérőhíd feni - maradó két szabad pontja közül az egyikre az ábrázolt esetben 18 A/D-átalakító (azaz analóg/digitáli; - átalakító) közvetlenül, a másikra pedig az 5 mérő peremből és a 13 nyomáskiilönbség-távadóból állő B hőteljesítménymérő-egységen és 19 egyenfeszültséggenerátoron át csatlakozik. A fentebb már említett 11 regisztráló-készülék és a digitális 15 kijelzőegység i 18 A/D-átalakító kimeneteire csatlakoznak. A 3. ábrán a találmány szerinti berendezés továbbfejlesztett változata látható, amelynél a hatásfokképző 10 egység elé határértékjelképző 20 egység van iktatva, amelyet a baloldali eredmény vonallal jelölt négyszög határol. Ennél a kivitelnél a hatásfokképző 10 egység felépítése azonos a 2. ábra szerintiével, a 8 és 9 ellenállás-hőérzékelők azonban itt iker-hőérzékelők. A határértékjelképező 20 egységnek a 16 mérőhíddal azonos 21 mérőhídja van, amelyhez egyrészt és a 8 9 ellenállás-hőérzékelők egy-egy ága, valamint 22 egyenfeszüitség-generátor kapcsolódik. Továbbá, a 20 egységnek differenciál 23 komparátora van, amelyhez 24 egyenfesziiltség-generátor, valamint a 7 oxigén mérőből és a 14 feszültségátalakítóból álló A oxigén mérő-egység összekapcsolva, a 21 mérőhíd átlófeszült sége pedig közvetlenül kapcsolódik. A határértékjelképző 20 egységnek további diffe renciál 25 komparátora is van, amelynél az egyik bemenetét 26 egyenfesziiltség-generátor, valamint az b mérőperemből és a 13 nyomáskiilönbség-távadóból ál ló B hőteljesítmény mérő-egység összekapcsolva, a má sík bemenetet pedig a 7 oxigénmérőből és a 14 feszültségátalakítóból álló A oxigénmérő-egység adja. A differenciál 23 és 25 komparátorok a jelen esetber egy-egy 27, illetve 28 jelzőlámpával is el vannak látva. A találmány szerinti berendezés a kazánüzem mindenkori hatásfokát jelzi ki, mégpedig a következe algoritmus szerint : 7}kv = Kj + K2-Q—(tf—tt).(K3-02-(-K4), ahol 7]kv=a kazán hőenergiaátalakítási hatásfoka ((l„); Kx = az elméletileg elérhető hatásfoknak a kazán névleges sugárzási veszteségével csökkentett értéke (%); K2=egységnyi kazánteljesítményre jutó fajlagos sugárzási veszteség (%/GJ/h); Q = a kazán tényleges hőteljesítmény (GJ/h), ill. gőzteljesítménye (t/h) ; tf=a távozó füstgáz hőmérséklete (°C); t1 = az égési levegő hőmérséklete (°C); K3 = arányossági tényező: 02 = a távozó füstgáz fajlagos űrtartalma ; K4=elméleti fajlagos füstgázmennyiség (m3/m3) (statisztikai állandó). 5 4 A villamos Q jelet tehát az 5 mérőperemmel összekapcsolt 13 nyomáskiilönbség-távadótól, azaz a B hőtel jesítménymérő-egységtől, a tf, illetve t, jelet a 8, ill. 9 ellenállás-hőérzékelőtől, az 02 jelet pedig a 7 oxigénmérővel összekapcsolt 14 feszültségátalakítótól, azaz a A oxigénmérő-egységtől kapjuk. Ezekből a jelekből a fenti függvénykapcsolatot a találmány szerinti hatásfokképző 10 egységgel állítjuk elő. Ennél a 16 mérőhíd összetett analóg számológépegységként működik, amelynek átlófeszültsége (tf—t.,^)■ (K3-+ + K4) szorzatot — mint távozó füstgáz hőveszteségét — °0-os mérőszámként közvetlenül állítja elő. A B hőteljesítménymérő-egység Q jele a kazán sugárzási veszteségére jellemző K„Q értékét eredményezi. Tekintve, hogy a sugárzási veszteség a Q növekedésével csökken, a K2Q szorzat a 19 egyenfesziiltséggenerátor által előállított feszültséghez (Kt) hozzáadódik. A 18 A/D-átalakítóra ennélfogva már a kazánhatásfok számértékével arányos feszültségjel jut, a K2-Q- jellel növelt K, feszültség és a 16 mérőhíd átlófeszültségének összekapcsolásával. A 11 regisztrálókészülék és a digitális 15 kijelzőegység a kazán mindenkori hatásfokát kijelzik. A határértékjelképző 20 egységnek az a rendeltetése (3. ábra), hogy a kezelő véletlen hatásfokrontása ellen védje a kazánt. Ez lényegében két határértékkel dolgozik, amelyek közül az egyik a minimális megengedhető 02 a terhelés függvényében, a másik pedig a megengedhető minimális füstgázhőmérséklet az 02 tartalom függvényében. (Megjegyezzük, hogy a füstgáz harmatpontját az 02 tartalom befolyásolja.) A határértékjelképző 20 egység 25 komparátora a kazán hőtermelésének függvényében a minimális 02 tartalom feszültségjelét állítja elő, amely közvetve a minimális égési levegő mennyiségét jelenti. Itt G2min = K5---K6.Q, a füstgáz harmatpont pedig {tf—tj)min = K7 K8.02 összefüggésből adódik, ahol K5 és K? a kazántól függő állandók ; Kfl és K8 arányossági tényezők. Az 02mln-ra vonatkozó fenti összefüggésnél a K5 értéknek megfelelő jelet a 26 egyenfesziiltség-generátor állítja elő. A K6.Q és a K- feszültségértékek megválasztása a kazán gyártója által, vagy mérési adatok alapján történik. A komparálási alapszintnél a nem megengedhető 02 tartalom esetében a 28 jelzőlámpa kigyullad, azaz a kezelőnek figyelmeztető jelzést ad. Az optimálisát megközelítő kazánhatásfok beállításának másik határértékét — vagyis a távozó füstgázok lehűlésének a savharmatpont-képződés szempontjából még megengedhető alsó értékét — adott tüzelőanyagnál döntően a füstgáz hőmérséklete és ü2 tartalma határozza meg. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
