FR2542090A1 - Procede de determination des pertes calorifiques par imbrules et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LE CONTROLE ET LA REGULATION DES PROCESSUS DE COMBUSTION DE COMBUSTIBLES. LE DISPOSITIF FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPRENANT UNE CHAMBRE 6 POUR L'ACHEVEMENT DE LA COMBUSTION DE L'ECHANTILLON, EQUIPEE D'UN ELEMENT CHAUFFANT ELECTRIQUE 10, ET EST CARACTERISE NOTAMMENT EN CE QU'IL COMPREND UNE CHAMBRE SUPPLEMENTAIRE 12 POUR L'ACHEVEMENT DE LA COMBUSTION DE L'ECHANTILLON, EQUIPEE D'UN ELEMENT CHAUFFANT ELECTRIQUE 15 ET RELIEE A LA CHAMBRE PRINCIPALE 6 PAR UNE SOUPAPE SEPARATRICE 9, UNE CLOISON POREUSE 11 PLACEE DANS LA CHAMBRE PRINCIPALE 6 POUR Y RETENIR LA PHASE SOLIDE DE L'ECHANTILLON, ET UN MOYEN 16 D'ASPIRATION ET DE REJET DE L'ECHANTILLON, RELIE A LA CHAMBRE SUPPLEMENTAIRE 12 PAR UNE SECONDE SOUPAPE SEPARATRICE 14. LE DISPOSITIF EN QUESTION PEUT ETRE UTILISE NOTAMMENT DANS LES CENTRALES THERMIQUES, LES CHAUFFERIES ET LES FOURS INDUSTRIELS BRULANT DES COMBUSTIBLES SOLIDES, LIQUIDES ET GAZEUX.
Description
La présente invention concerne les moyens de contrôle technologique et de régulation des processus de combustion des combustibles et a notamment pour objet un procédé de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés et les dispositifs pour la mise en oeuvre de ces procédés.
L'invention est prévue pour être appliquée aux systèmes de contrôle technologique et de régulation *es processus de combustion des combustibles dans les centrales thermiques, les chaufferies et les fours industriels brûlant des combustibles solides, liquides et gazeux.
La qualité des processus de combustion d'un combustible est déterminée par le degré d'achèvement de la combustion dans les chambres de combustion. Les pertes calorifiques qui se produisent sont conditionnées par les imbrûlés gazeux et solides et impliquent un surplus de consommation de combustible. La valeur de ces pertes dépend tant de la conception des dispositifs du foyer et des systèmes de préparation du combustible à la combustion que des particularités de leur exploitation.Le contrôle de la valeur actuelle de ces pertes permet d'agir en temps opportun sur les paramètres du régime: admission du comburant (air), température du comburant, finesse du combustible. Le maintien de ces paramètres aux valeurs optimales permet de minimiser les pertes calorifiques par imbrûlés et, par conséquent, de réduire au minimum le surplus de consommation de combustible et les rejets de résidus imbrûlés dans l'environnement.
A l'heure actuelle, le problème du contrôle des pertes calorifiques par imbrûlés n'est pas encore complètement résolu, surtout pour la marche avec un combustible solide, qui est accompagnée par des pertes calorifiques notables, dues tant aux imbrûlés solides qu'aux imbrûlés gazeux. C't la détermination des pertes calorifiques par imbrûlés solides qui se heurte aux plus grandes difficultés.
La valeur des pertes calorifiques par imbrûlés solides ou gazeux s'exprime en pourcentage de la quantité de chaleur se dégageant lors de la combustion complète du combustible et se calcule à l'aide de formules tenant compte du pouvoir calorifique du combustible, de la composition des constituants combustibles dans les résidus de la combustion, de la chaleur de combustion, du taux de cendres du combustible et du taux de cendres des envols et des mâchefers. Ces valeurs varient notablement, même dans les limites d'un même arrivage de combustible.
Le contrôle actuel des pertes calorifiques par im brûlés s'effectue d'ordinaire en déterminant et en dosant les constituants combustibles, les résultats de l'analyse servant à juger de la qualité de la combustion du combustible. Toutefois, l'inconstance des grandeurs entrant dans la formule de calcul entrain des erreurs notables dans la détermination des pertes calorifiques par imbrûlés, ce qui ne permet pas d'optimiser la combustion, même quand le dosage des constituants combustibles dans les résidus de combustion du combustible est effectué d'une manière très précise.
On connais un procédé de détermination des imbrûlés gazeux résultant de la combustion d'un combustible liquide ou gazeux (cf., par exemple, certificat d'auteur d'inven- tion URSS n0402 790, classe F 23 N 5/14), dans lequel un échantillon de fumées est divisé en deux flux parallèles, une quantité dosée d'oxygène est admise dans l'un des flux, et une quantité prédéterminée de constituant combustible, dans l'autre. On achève la combustion du mélange dans chaque flux. D'après la quantité de chaleur dégagée dans le premier flux on juge de la quantité de substances combustibles dans l'échantillon, et d'après la chaleur dégagée dans le second flux, de la quantité d'oxygène se trouvant dans l'échantillon.
La division de-l'échantillon en deux flux et l'introduction de réactifs supplémentaires complique le procédé et rend le résultat des mesures tributaire de la précision de l'admission dosée des réactifs; la valeur actuelle du pouvoir calorifique du combustible n'est pas prise en considération, ce qui abaisse la précision de détermination des pertes calorifiques. En outre, pour déterminer les pertes calorifiques, il est nécessaire d'effectuer des calculs complémentaires. Le procédé ne convient pas pour la détermination des pertes calorifiques par imbrûlés solides.
On connaRt un procédé de dosage des substance combustible dans les cendres volantes (cf., par exemple, certificat d'auteur d'invention URSS nO 391 355, classe F 23 N 5/24), dans lequel on fait passer un échantillon de cendres entre les armatures d'un condensateur électrique, et on mesure le changement de la capacité du condensateur qui est fonction du taux de carbone dans l'échantillon.
Quand la coacentration du carbone change, la valeur de la permittivité du milieu change dans le champ électrique du condensateur. Le résultat des mesures est fortement influencé par les autres constituants de l'échantillon, ainsi que par la présence d'impuretés étrangères. Cette circonstance rend insuffisante la précision des mesures du taux de substances cimbustibles dans l'échantillon et provoque une erreur générale dans la détermination des pertes calorifiques par imbrûlés.
On connaît un dispositif pour le dosage des substances combustibles dans les envols de cendres (cf., par exemple, certificat d'auteur d'invention URSS n0 375 449, classe
F 23 N 5/24), comprenant un échantillonneur, un trieur pour la séparation de la fraction 3e grosses particules de l'échantillon, un distributeur à vis d'Archimède, un condensateur et un indicateur du taux de carbone dans l'échantillon.
F 23 N 5/24), comprenant un échantillonneur, un trieur pour la séparation de la fraction 3e grosses particules de l'échantillon, un distributeur à vis d'Archimède, un condensateur et un indicateur du taux de carbone dans l'échantillon.
En faisant passer l'échantillon à travers le trieur, on élimine les particules fines de l1échantillon,ce qui fausse la représentativité de l'échantillon et accroc additionnellement terreur lors de la détermination des pertes calorifiques par imbrûlés.
On connatt un procédé de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés, suivant lequel on prélève périodiquement un échantillon des produits de combustion, on le chauffe Jusqu'à la température d'inflammation du résidu combustible qui s'y trouve pour le brûler, et on détermine la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion de l'échantillon, d'après laquelle on Juge des pertes calorifiques par imbrûlés (cf., par exemple,
K.N. Popov, E.V. Agafonov, L.N. Natonine, "Dispositif pour la détermination des pertes par imbrûlés solides", revue "Electricheskie stantsy", n0 1,1973).
K.N. Popov, E.V. Agafonov, L.N. Natonine, "Dispositif pour la détermination des pertes par imbrûlés solides", revue "Electricheskie stantsy", n0 1,1973).
Dans ce procédé, la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion du résidu combustible dans l'échantillon est déterminée d'après le changement de la température dans le four. D'après cet indice, on juge de la quantité de substances solides dans l'échantillon. Ensuite, en tenant compte du taux de cendre et du pouvoir calorifique du combustible, ainsi que du pouvoir calorifique des substances combustibles dans l'échantillon, qui sont déterminés additionnellement, on calcule les pertes calorifiques par imbrûlés. L'influence des erreurs de détermination de toutes les valeurs calculées abaisse notablement la précision de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés.
On connaît un dispositif pour déterminer les pertes calorifiques par imbrûlés, comprenant une chambre pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon avec un élément chauffant électrique, et un système pour la mesure de l'effet thermique de la réaction de combustion de l'échantillon, relié à la chambre (cf., par exemple,
K.N. Popov, E.V. Agafonov, L.N. Matonine "Dispositif pour déterminer les pertes calorifiques par imbrûlés solides", revue "Elektricheskie stantsy, nO 1, 1973).
K.N. Popov, E.V. Agafonov, L.N. Matonine "Dispositif pour déterminer les pertes calorifiques par imbrûlés solides", revue "Elektricheskie stantsy, nO 1, 1973).
Dans ce dispositif, la chambre pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon se présente sous la forme d'un cylindre dont l'axe est disposé sous un certain angle par rapport au plan horizontal. L'élément chauffant tourne autour de la chambre pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon. Un échantillon des produits de combustion est périodiquement chargé dans la chambre. La chambre tourne et, lors de sa rotation l'échantillon est brassé et chemine le long de l'axe de la chambre. La durée d'achèvement de la combustion de l'échantillon est de 10 minutes. Une telle durée est suffisante pour l'analyse rapide de l'échantillon en laboratoire, mais elle est insuffisante pour une intervention immédiate dans le processus dans le cas d'une régulation automatique de la combustion.L'effet thermique de la réaction de combustion est déterminé d'après l'élévation de la température dans la chambre pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon, à l'aide de thermocouples spécialement montés. D'après la quantité de chaleur dégagée, on calcule les pertes calom rifiques par imbrûlés solides.
En outre, le caractère non stationnaire du flux thermique lors de la combustion de l'échantillon entrain une erreur notable dans la mesure de la température, d'après laquelle on juge du taux de substances combustibles dans l'échantillon. Cecl ne permet pas une détermination précise et fiable des pertes calorifiques par imbrûlés.
On s'est donc proposé de créer un procédé de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés et un dispositif pour fa mise en oeuvre qui, en rendant les résultats de la détermination des pertes calorifiques indépendants des paramètres caractérisant la qualité du combustible, permettraient d'élever la précision et la fiabilité de la détermination des pertes calorifiques.
La solution consiste en un procédé de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés, dans lequel on prélève périodiquement un échantillon de produits de combustion, on chauffe cet échantillon jusqu'à la température d'inflammation du résidu combustible qui s'y trouve pour le brûler, et on détermine la quantité de chaleur dégagée pendant la combustion de l'échantillon, d'après laquelle on juge des pertes calorifiques par imbrûlés, procédé dans lequel, d'après l'invention, on prélève des échantillons de produits de combustion cos- titués par une phase solide et une phase gazeuse, avant de chauffer l'échantillon on le divise en deux parties, dont l'une est constituée par une phase solide et une phase gazeuse, et l'autre, seulement par une phase gazeuse, on mesure la concentration C1 d'oxygène dans chacune des parties de l'échantillon, après quoi on réalise le chauf- fage de chaque partie de l'échantillon et leur combustion en maintenant le volume de l'échantillon constant, on mesure la concentration C2 d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée seulement par une phase gazeuse, puis la concentration C3 d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée par une phase solide et une phase gazeuse, on détermine la baisse 4 de la concentration d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée seulement par la phase gazeuse comme étant la différence des concentrations C1 et C2, on détermine la baisse 4 de la concentration d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée par la phase solide et la phase gazeuse comme étant la différence des concentrations C1 et C3,on détermine la baisse 3 de la concentration d'oxygène dans le comburant initial provoquée par la combustion complète du combustible au sein de ce comburant, comme étant la différence entre la concentration initiale CO et la concentration C3, ensuite on détermine les pertes calorifiques par imbrûlés gazeux comme étant le rapport de la baisse td de la concentration d'oxygène provoquée par l'achèvement de la combustion des gaz combustibles à la baisse 3 de la concentration d'oxygène dans le comburant initial provoquée par la combustion complète du combustible au sein de ce comburant, on détermine les pertes calor'ifiques par imbrûlés gazeux et solides comme étant le rapport de la baisse 6 de la concentration d'oxygène à la baisse de la concentration d'oxygène, on détermine les pertes calorifiques par imbrûlés solides comme étant la différence entre les pertes calorifiques totales par imbrûlés gazeux et solides et les pertes par imbrûlés gazeux.
La solution consiste d'autre part en un dispositif pour déterminer les pertes calorifiques par imbrûlés, comprenant une chambre pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon avec un élément chauffant électrique, et un système pour la mesure de l'effet thermique de la réaction de combustion de l'échantillon, relié à ladite chambre, dispositif dans lequel, d'après l'invention, est prévue une chambre supplémentaire pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon, équipée d'un élément chauffant électrique et reliée à la chambre principale par une soupape séparatrice, une cloison poreuse placée dans la chambre principale pour y retenir la phase solide de l'échantillon, un moyen pour 17aspiration et le rejet de l'échantillon, relié à la chambre supplémentaire pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon par une seconde soupape séparatrice, le système pour la mesure de l'effet thermique de la réaction de combustion de ltéchan- tillon comprenant des capteurs de concentration d'oxygène et des capteurs de température montés dans les chambres principale et supplémentaire pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon, un module de commande situé en dehors des chambres, aux entrées duquel sont raccordés les capteurs de concentration d'oxygène et les capteurs de température, un module d'affichage de la baisse de la concentration d'oxygène dont l'entrée est raccordée à une sortie du module de commande, des afficheurs des pertes calorifiques par imbrûlés gazeux et des pertes calorifiques totales par imbrûlés, raccordés aux sorties du module pour l'affichage de la baisse de la concentration d'oxygène, les sorties du module de commande étant reliées aux soupapes séparatrices, au moyen d'aspiration et de rejet de 1'échantillon et aux éléments chauffants électriques des chamtres pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon.
I1 est utile que, en cas où les chambres pour l'achè- vement de la combustion de l'échantillon sont montées dans le carneau de fumées, le dispositif comprenne une soupape d'aspiration, montée à l'entrée de la chambre principale pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon et reliée à une sortie du module de commande.
Dans le procédé de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés, faisant l'objet de l'invention, la mesure de la concentration d'oxygène dans le comburant, au sein duquel on fait brûler dlaboYlle combustible, puis l'échantillon, et la détermination de la quantité de chaleur dégagée par la combustion d'après la baisse de la concentration d'oxygène, permettent de rendre le résultat indépendant de plusieurs grandeurs variables et d'obtenir un résultat qui n'est fonction que d'une seule grandeur variable: la concentration d'oxygène. Ceci se traduit par une élévation de la précision et de la fiabilité.
La division de l'échantillon en deux parties, dont lune est constituée par une phase solide et une phase gazeuse, et l'autre, seulement par une phase gazeuse, permet de déterminer les pertes calorifiques seulement par imbrûlés gaz eus et les pertes calorifiques totales par imbrûlés. La limitation du volume de chacune des parties de l'échantillon divisé et leur combustion à volume constant permettent de simplifier le dosage de l'échantillon et d'élever additionnellement la précision.
La disposition de la chambre pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon dans le carneau de fumées permet d'exclure l'influence des canalisations de prélève ment sur la qualité de l'échantillon prélevé, ce qui se traduit par une élévation supplémentaire de la précision et une diminution de l'inertie dans l'obtention des résul tats des mesures.La présence d'un moyen d'aspiration et de rejet de l'échantillon permet d'assurer le balayage complet des chambres principale et supplémentaire, l'éva- cuation complète des résidus de l'échantillon précédent et, par conséquent, l'exclusion de leur influence sur les résultats de l'analyse. L'utilisation, en tant que combuu rant, de l'oxygène residuel se trouvant dans la phase gazeuse de l'échantillon, rend possible la détermination de la quantité de chaleur dégagée aux divers stades de la combustion seulement d'après une seule grandeur variable: le taux d'oxygène dans le comburant. On exclut ainsi lsinfluence des autres grandeurs variables et on obtient une précision plus élevée.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels:
- la figure I représente un dispositif pour déterminer les pertes calorifiques par imbrûlés (coupe longitudinale des chambres pour l'achèvement de la combustion, les sou- papes étant fermées), conforme à l'invention;
- la figure 2 représente aussi le dispositif de la figure I (coupe longitudinale, les soupapes étant ouvertes).
- la figure I représente un dispositif pour déterminer les pertes calorifiques par imbrûlés (coupe longitudinale des chambres pour l'achèvement de la combustion, les sou- papes étant fermées), conforme à l'invention;
- la figure 2 représente aussi le dispositif de la figure I (coupe longitudinale, les soupapes étant ouvertes).
Le procédé de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés consiste en ce qui suit. On prélève périodiquement un échantillon des produits de combustion,consti-- tué par une phase solide et une phase gazeuse. On divise cet échantillon en deux parties, l'une étant constituée par une phase solide et une phase gazeuse, et l'autre, seulement par une phase gazeuse. On mesure la concentra- tion C1 d'oxygène dans chacune des parties de l'échantillon.
On chauffe les deux-parties de l'échantillon ua-qu'à la température d'inflammation du résidu combustible qui s'y trouve pour le brûler, la combustion étant réalisée en maintenant le volume de l'échantillon constant. On mesure la concentration C2 d'oxygène dans la partie de ltéchantil- lon constituée seulement par une phase gazeuse, puis la concentration C d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée par une phase solide et une phase gazeuse.
Ensuite on détermine la baisse ## de la concentration d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée seulement par une phase gazeuse comme étant la différence entre les concentrations C1 et C2. On détermine la baisse A de la concentration d'oxygène dans la partie de léchantil- lon constitue par une phase solide et une phase gazeuse comme étant la différence entre les concentrations C1 et C3.
On détermine la 'oaisse 4 de la concentration d'oxygène dans le comburant initial, provoquée par la combustion complète du combustible, comme étant la différence entre la concentration initiale Co et la concentration C3.
Les pertes calorifiques par imbrûlés gazeux, dues à la combustion incomplète des gaz combustibles formés, sont déterminées comme étant le rapport de la baisse de la concentration d'oxygène, provoquée par la combustion des gaz combustibles de l'échantillon, à la baisse t3 de la concentration d'oxygène dans le comburant initial, provoquée par la combustion complète du combustible au sein de ce comburant.On détermine les pertes calorifiques par imbrûlés gazeux et solidesEcomme étant le rapport des baisses de la concéntration d'oxygèneAss et À . On détermine les pertes calorifiques par imbrûlés solides, dues aux envols de particules solides imbrûlées de combustible, comme étant la différence entre les pertes calorifiques totales par imbrûlés gazeux et solides et les pertes calorifiques par imbrûlés gazeux.
Le dispositif pour déterminer les pertes calorifiques par imbrûlés comprend un corps 1 (figure 1) monté dans le carneau 2 de fumées Le corps 1 est fixé par un assemblage fileté 3 à une bride 4, laquelle est boulonnée sur le carneau 2 de fumées.
Dans le corps 1 il y a une chambre 6 pour l'achève ment de la combustion de l'échantillon, formée par les parois du corps 4, une soupape 7 d'aspiration et une cloison 8 avec une soupape séparatrice 9. Dans la chambre 6 sont placés un élément chauffant électrique 10 et une cloison Il en réfractaire poreux.
Dans le corps 1 il y a également une chambre supplémentaire 12 pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon, prévue seulement pour l'achèvement de la combustion de la phase gazeuse de l'échantillon. La chambre 12 est formée par les parois du corps 1, la cloison 8 avec la soupape séparatrice 9 et une cloison 13 avec une soupape séparatrice 14 Un élément chauffant électrique 15 est monté dans la chambre 12.
Le dispositif comprend aussi un moyen 16 pour l'aspiration et le rejet de l'échantillon, relié à la chambre supplémentaire 12 par la soupape séparatrice 14. Le moyen 16 est réalisé sous la forme d'un soufflet 17, dont une face est fixée à la bride 4, et l'autre, à un flasque 18.
Le flasque 18 a un trou 19 à travers lequel passe une tige 20. Des écrous 21, 22, 23 fixent respectivement les soupapes séparatrices 9 et 14 et la soupape 7 d'aspiration à la tige 20. Le flasque 18 est rendu solidaire de la tige 20 par un écrou 24. La tige 20 est engagée dans un électroaimant 25 et bute contre un ressort 26 à l'aide d'une rondelle 27.
Le dispositif comprend aussi un système 28 pour la mesure de l'effet thermique provoqué par la réaction de combustion de l'échantillon. Le système 28 comprend à son tour des capteurs 29 et 30 de concentration d'oxygène dans les chambres principales et supplémentaires 6, 12 pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon et des capteurs 31, 32 de température dans les chambres d'achèvement de la combustion, dont les sorties sont raccordées aux entrées 33, 34, 35, 36 d'un module 37 de commande.Une sortie du module 37 de commande est raccordée à l'entrée 38 d'un module 39 pour l'affichage de la baisse de la concentration d'oxygène. Les sorties du module 39 sont raccordées aux entrées 40, 41 des afficheurs 42, 43 de pertes calorifiques par imbrûlés gazeux et de pertes calorifiques totales par imbrûlés, respectivement. Une sortie du module 37 de commande est raccordée à l'électroaimant 25 du moyen 16 pour l'aspiration et le rejet de l'échantillon. Deux autres sorties du module 37 sont respectivement raccordées aux interrupteurs 44, 45 des éléments chauffants électriques 11, 15 des chambres d'achèvement de la combustion. La liaison entre le module 37 de commande et les soupapes 7, 9, 14 s'effectue par l'intermédiaire dela tige 20, qui est déplacée par l'électroaimant25.
Le module 39 pour l'affichage de la baisse de la concentration d'oxygène estréalisé sous la forme d'un calculateur opérationnel connu, qui mémorise les signaux de concentration d?oxygène, calcule leurs différences et leur rapports (cf. par exemple, le Formulaire du
Thermicien, tome 2, Editions Energia, Moscou, 1980).
Thermicien, tome 2, Editions Energia, Moscou, 1980).
La figure 1 représente le dispositif avec les soupapes 7, 9, 14 en position fermée; la figure 2 représente le dispositif avec les soupapes 7,9, 14 ouvertes.
Le volume de la chambre principale 6 est choisi de telle façon que l'échantillon prélevé contienne une quantité d'oxygène suffisante pour la combustion complète du résidu combustible de la'phase solide et de la phase gazeuse.
Le dispositif pour déterminer les pertes calorifiques par imbrûlés, faisant l'objet de l'invention, fonctionne de la façon suivante.
Dans le procédé conforme à l'invention, les pertes calorifiques par imbrûlés gazeux et les pertes calorifiques totales par imbrûlés sont déterminées d'après les rapports des baisses de la concentration d'oxygène. Les pertes calorifiques q1 par imbrûlés gazeux sont déterminées par la formule:
et les pertes calorifiques q2 totales par imbrûlés gazeux et solides sont déterminées par la formule:
et les pertes calorifiques q2 totales par imbrûlés gazeux et solides sont déterminées par la formule:
Un signal émis par le module 77 (figure 1, 2) de commande provoque l'enclenchement de l'électroaimant 25.
La tige 20 se déplace en descente et ouvre les soupapes 7, 9, 14. Les chambres 6, 12 sont vidées et balayées. Ensuite, un autre signal du module 37 deccommande provoque le déclenchement de l'électroaimant 25. La tige 20 revient en position initiale et les soupapes 7, 9, 14 se ferment. Un échantillon est aspiré au carneau 2 de fumées. L'échantillon entre d'abord dans la chambre 6 où les particules solides de combustible - phase solide - se déposent sur la cloison poreuse 11. La partie de la phase gazeuse épurée entre dans la chambre 12 pour l'achèvement de la combustion de l'échan- tillon.
Le volume de la capacité tampon du soufflet 17 est choisi un peu plus grand que le volume total des chambres 6, 12 pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon.
En ce qui concerne la chambre supplémentaire 12, la valeur de son volume n'influe pas sur la valeur de q1, et, par conséquent, sur la précision de mesure des pertes calorifiques par imbrûlés gazeux. C'est pourquoi il est rationnel de la réaliser de volume minimal, en ne tenant compte que des considérations de conception pour le montage de l'élément chauffant électrique 15 et des capteurs 30, 32.
Dans la chambre principale 6 pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon, il se pro(3uit un accroissement de la concentration de la phase solide par rapport à la concentration moyenne dans l'échantillon, qui peut être déterminé d'après le rapport du volume de la chambre principale au volume de tout l'échantillon. Ce rapport détermine le coefficient K1 de proportionnalité figurant au dénominateur de la formule pour la détermination des pertes calorifiques par imbrûlés gazeux et des pertes calorifiques totales par imbrûlés, ainsi que le coefficient K2 de proportionnalité figurant au numérateur de la formule pour la détermination des pertes calorifiques par imbrûlés gazeux.
Les pertes calorifiques q1, q2 sont déterminées respectivement par les formules
Dans le cas où le combustible est brûlé avec un faible excès d'air, la quantité d'oxygène se trouvant dans l'échantillon peut s'avérer insuffisante pour la combustion du résidu combustible. I1 est alors avantageux de monter le dispositif dans le carneau de fumées, à proximité des rentrées d'air atmosphérique, ou hien de prévoir une dilution de l'échantillon avec l'air atmosphérique avant son admission dans les chambres 6, 12 pour l'achèvement de la combustion.
Après la fermeture des soupapes 7, 9, 14, le dispositif détermine la concentration C1 d'oxygène dans les deux parties de l'échantillon avant l'achèvement de la combustion.
Ensuite les éléments chauffants électriques 11, 15 sont branchés et font monter la température dans les chambres 6,12 jusqu'à la température d'inflammation du résidu combustible dans l'échantillon. Les substances combustibles brûlent dans les deux parties de l'échantillon, à volume constant des chambres principale et supplémentaire 6, 12.
Après l'achèvement de la combustion de l'échantillon, les capteurs 29, 30 de concentration d'oxygène sont branchés.
Leurs signaux attaquent le module Il pour l'affichage de la baisse de la concentration d'oxygène. Puis les éléments chauffants 11, 15 et les capteurs 29, 30 sont débranchés et l'électroaimant 25 s'enclenche, après quoi le cycle des opérations se répète.
Lors de l'analyse d'un échantillon, le module Il pour l'affichage de la baisse de la concentration d'oxygène enregistre les signaux de concentration d'oxygène provenant des capteurs 29, 30. Le signal de concentration d'oxygèhe initiale CO dans le comburant est introduit sous la forme d'une constante. D'après ces signaux, le module calcule les baisses 1' Â2, de la concentration d'oxygène et le rapport de ces baisses en tenant compte des coefficients
K1 et K2. Les résultats de la division sont indiqués par les afficheurs 42, 43, qui sont gradués en pourcaitageede la chaleur disponible.
K1 et K2. Les résultats de la division sont indiqués par les afficheurs 42, 43, qui sont gradués en pourcaitageede la chaleur disponible.
Claims (3)
1. Procédé de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés, dans lequel on prélève périodiquement un échantillon de produits de combustion, on chauffe cet échantillon jusqu'à la température d'inflammation du résidu combustible qui sly trouve, pour le brûler, et on détermine la quantité de chaleur dégagée pendant la combustion de l'échantillon, d'après laquelle on juge des pertes calorifiques par imbrûlés, caractérisé en ce que l'on prélève des échantillons de produits de combustion constitués par une phase solide et une phase gazeuse, avant de chauffer l'échantillon on le divise en deux parties, dont l'une est constituée par une phase solide et une phase gazeuse, et l'autre, seulement par une phase gazeuse, on mesure la concentration C1 d'oxygène dans chacune des parties de l'échantillon, après quoi on réalise le chauffage de chaque partie de l'échantillon et leur combustion en maintenant le volume de l'échantillon constant, on mesure la concentration C2 d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée seulement par une phase gazeuse, puis la concentration C3 d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée par une phase solide et une phase gazeuse, on détermine la baisse A 1 A de la concentration d'oxygène dans la partie de l'achantillon constituée seulement par une phase gazeuse, comme étant la différence des concentrations C1 et C2, on détermine la baisse A 2 de la concentration d'oxygène dans la partie de l'échantillon constituée par une phase solide et une phase gazeuse, comme étant la différence des concentrations C1 et C3, on détermine la baisse d
3 de la concentration d'oxygène dans le comburant initial, provoquée par la combustion complète du combustible au sein de ce comburant, comme étant la différence entre la concentration initiale CO et la concentration C3, ensuite on détermine les pertes calorifiques par imbrûlés gazeux comme étant le rapport de la baisse 1 de la concentration d'oxygène, provoque par l'achèvement de la combustion des gaz combustibles de l'échantillon, à la baisse A de la
3 concentration d'oxygène dans le comburant initial, provoquée par la combustion complète du combustible au sein de ce comburant, on détermine les pertes calorifiques par imbrûlés gazeux et solides comme étant le rapport de la baisse 2 de la concentration d'oxygène à la baisse Z 3 de
3 la concentration d'oxygène, on détermine les pertes calorifiques par imbrûlés solides comme étant la différence entre les pertes calorifiques totales par imbrûlés gazeux et solides et les pertes par imbrûlés gazeux.
2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de détermination des pertes calorifiques par imbrûlés, faisant l'objet de la revendication 1, comprenant une chambre (6) pour l'achèvement de la combustion de 11 échantillon, équipée d'un élément chauffant électrique (10), et un système (28) pour la mesure de l'effet thermique de la réaction de combustion de l'échantillon, relié à ladite chambre (6), caractérisé en ce qu'il comprend une chambre supplémentaire (12) pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon, équipée d'un élément chauffant électrique (15) et reliée à la chambre principale (6) par une soupape séparatrice (9), une cloison poreuse (11) placée dans la chambre principale (6) pour y retenir la phase solide de l'échantillon, un moyen (16) d'aspiration et de rejet de l'échantillon, relié à la chambre supplémentaire (12) par une seconde soupape séparatrice (14), le système (28) pour la mesure de'l'effet thermique de la réaction de combustion de l'échantillon comprenant des capteurs (29, 30) de concentration d'oxygène et des capteurs (31, 32) de température montés dans les chambres principale et supplémentaire (6,12) pour l'achè- vement de la combustion de l'échantillon, un module (37) de commande situé en dehors des chambres (6, 12), aux entrées (33, 34, 35, 36) duquel sont respectivement raccordés les capteurs (29, 30) de concentration d'oxygène et les capteurs (31, 32) de temérature, un module (39) pour l'affichage de la baisse de la concentration d'oxygène dont l'entrée (38) est raccordée à une sortie du module (37) de commande, des afficheurs (42, 43) de pertes calorifiques par imbrûlés gazeux et de pertes calorifiques totales par imbrûlés, raccordés aux sorties du module (39) d'affichage de la baisse de la concentration d'oxygène, et les sorties du module (37) de commande étant reliées aux soupapes séparatrices (9, 14), au moyen (16) d'aspiration et de rejet de l'échantillon et aux éléments chauffants électriques (10, 15) des chambres pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en cas où les chambres (6, 12) pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon sont montées dans le carneau (2) de fumées, le dispositif comprend une soupape (7) d'aspiration, montée à l'entrée de la chambre principale (6) pour l'achèvement de la combustion de l'échantillon et reliée à une sortie du module (37) de commande.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8303342A FR2542090B1 (fr) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | Procede de determination des pertes calorifiques par imbrules et dispositif pour sa mise en oeuvre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8303342A FR2542090B1 (fr) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | Procede de determination des pertes calorifiques par imbrules et dispositif pour sa mise en oeuvre |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2542090A1 true FR2542090A1 (fr) | 1984-09-07 |
| FR2542090B1 FR2542090B1 (fr) | 1985-07-26 |
Family
ID=9286387
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8303342A Expired FR2542090B1 (fr) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | Procede de determination des pertes calorifiques par imbrules et dispositif pour sa mise en oeuvre |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2542090B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998018001A3 (fr) * | 1996-10-22 | 2002-10-10 | Orbisphere Lab | Dispositif de surveillance de la combustibilite et procede de surveillance associe |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2237724A1 (de) * | 1972-08-01 | 1974-02-07 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung des schadstoffgehalts von verbrennungsabgasen |
| FR2451581A1 (fr) * | 1979-03-15 | 1980-10-10 | Ricardo Consulting Eng | Procede et appareil pour mesurer la richesse d'un melange air/carburant fourni, par exemple, a un moteur a combustion interne |
| GB2099589A (en) * | 1981-05-22 | 1982-12-08 | Westinghouse Electric Corp | A meter for monitoring the heating value of fuel gases |
-
1983
- 1983-03-01 FR FR8303342A patent/FR2542090B1/fr not_active Expired
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| US6623976B1 (en) | 1996-10-22 | 2003-09-23 | Orbsphere Laboratories Neuchatel Sa | Combustibility monitor and monitoring method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2542090B1 (fr) | 1985-07-26 |
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