PL190246B1

PL190246B1 - Light-fibre type flame decay detector for a single burner

Info

Publication number: PL190246B1
Application number: PL99333854A
Authority: PL
Inventors: Waldemar Wójcik; Zenon Gotra; Andrzej Kotyra; Andrzej Smolarz
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2005-11-30
Also published as: PL333854A1

Abstract

An optic-fibre sensor of flame fade-out in a single burner in corner or extreme wall-mounted burners of a high-power boiler, especially those fuelled with coal dust. It is characterised in that a measuring head (1) is positioned at the angle of 45 degrees - 90 degrees with respect to the longitudinal burner (2) axis, at the distance of the order of 1 m from the burner outlet, preferably in an inspection opening. It contains at least three optic fibres, mounted to ensure that the visual field cone (α1) of the first optic fibre covers the burner outlet, while the visual field cones (α2 , α3) of the next optic fibres are turned in direction of the inside of the burning chambers. The visual field cones of optic fibres allow flame zone characteristics to be observed. The visual field cones of neighbouring optic fibres overlap, and their symmetry axes are located in the same plane as the burner axis. The optic fibres are connected respectively to optoelectronic converters, which are connected through electric cables to a detector with a standard output.

Description

Przedmiotem wynalazku jest światłowodowy czujnik zaniku płomienia w pojedynczym palniku do zastosowania w palnikach narożnych oraz skrajnych palnikach naściennych kotła energetycznego dużej mocy, zwłaszcza opalanych pyłem węglowymThe subject of the invention is a fiber optic flame failure detector in a single burner for use in corner burners and extreme wall burners of a high-power power boiler, especially coal-fired

Dotychczas stosowane są czujniki montowane pod małym kątem ostrym do osi palnika, powoduje to, ze są one zasłaniane przez rozpyloną mieszankę paliwowo-powietrzną co może prowadzić do błędnych wskazań czujników, zwłaszcza podczas rozruchu palnika, kiedy ich działanie jest najbardziej istotne Inny rodzaj czujników montowany jest na ścianie kotła i informuje o prawidłowym paleniu się palników na danym poziomie Wadą tego rozwiązania jest niemożność wykrycia zgaśnięcia pojedynczego palnika. W obydwu przypadkach należy zapewnić bardzo intensywne chłodzenie czujników tak, aby ich temperatura nie przekraczała 50°CSo far, sensors mounted at a small acute angle to the burner axis are used, as a result of which they are obscured by the atomized fuel-air mixture, which may lead to erroneous indications of the sensors, especially during burner start-up, when their operation is the most important Another type of sensors is installed on the boiler wall and informs about the correct burning of the burners on a given level. The disadvantage of this solution is the inability to detect the extinguishing of a single burner. In both cases, it is necessary to ensure very intensive cooling of the sensors so that their temperature does not exceed 50 ° C

Istotą wynalazku jest światłowodowy czujnik zaniku płomienia w pojedynczym palniku w palnikach narożnych oraz skrajnych palnikach naściennych kotła energetycznego dużej mocy, zwłaszcza opalanych pyłem węglowym charakteryzujący się tym, ze głowica pomiarowa umieszczona jest pod kątem 45° - 90° do osi wzdłuznej palnika, w odległości rzędu 1 m od jego wylotu, korzystnie w otworze inspekcyjnym, zamontowano w niej co najmniej trzy światłowody w ten sposób, ze stożek widzenia pierwszego światłowodu obejmuje wylot palnika, a stożki widzenia następnych światłowodów obrócone są w kierunku wnętrza komory spalania, stożki widzenia światłowodów pozwalają na obserwację charakterystyk stref płomienia, stożki widzenia dwóch sąsiednich światłowodów mają część wspólną a ich osie symetrii lezą w jednej płaszczyźnie z osią palnika, światłowody doprowadzone są odpowiednio do przetworników optoelektronicznych, a dalej przewodami elektrycznymi do detektora ze standardowym wyjściemThe essence of the invention is a fiber optic flame detector in a single burner in corner burners and in extreme wall burners of a high-power power boiler, especially coal-fired, characterized by the fact that the measuring head is placed at an angle of 45 ° - 90 ° to the longitudinal axis of the burner, at a distance of a row 1 m from its outlet, preferably in the inspection opening, at least three optical fibers are mounted in it in such a way that the cone of view of the first optical fiber covers the burner outlet, and the cones of view of the next optical fibers are turned towards the inside of the combustion chamber, the cones of view of the optical fibers allow observation characteristics of the flame zones, the cones of view of two adjacent optical fibers have a common part and their symmetry axes lie in one plane with the axis of the burner, the optical fibers are led respectively to optoelectronic transducers, and then through electrical cables to the detector with a standard output

Korzystnym skutkiem wynalazku jest ograniczenie do minimum zjawiska zasłaniania Wymagania dotyczące kąta instalacji głowicy czujnika me są tak krytyczne jak w tradycyjnych czujnikach. Czujnik ten umożliwia ponadto obserwację ruchu płomienia 1 jego dynamiki Daje to dodatkową informację umożliwiającą indywidualną optymalizację procesu spalania w każdym z palników ze względu na sprawność i emisję zanieczyszczeń Oprócz wykrywania stanu awaryjnego jakim jest zgaśnięcie pojedynczego palnika, opisywany czujnik wykrywa nadmierne zblizeme się płomienia do ekranu kotła, co mogłoby doprowadzić do nadmiernej korozji. Następnym korzystnym skutkiem jest podwyższenie dopuszczalnej temperatury pracy do 100°C, a przy zastosowaniu światłowodów specjalnych nawet do 350°C W razie potrzeby głowicę można uzupełnić o dalsze światłowody w celu dostosowania do konkretnych potrzeb lub zwiększenia dokładności.The advantage of the invention is that the occultation effect is minimized. The installation angle requirements of the sensor head are not as critical as in traditional sensors. This sensor also enables the observation of the flame movement and its dynamics.It gives additional information enabling individual optimization of the combustion process in each of the burners in terms of efficiency and emission of pollutants. In addition to detecting the emergency condition, which is the extinction of a single burner, the described sensor detects excessive flame approaching the boiler screen. which could lead to excessive corrosion. Another advantageous effect is the increase of the permissible operating temperature up to 100 ° C, and with the use of special optical fibers even up to 350 ° C. If necessary, the head can be supplemented with further optical fibers in order to adapt to specific needs or increase accuracy.

190 246190 246

Rozwiązanie według wynalazku jest bliżej objaśnione na załączonym rysunku, który przedstawia schemat czujnika według wynalazku umieszczonego w kotle z palnikami narożnymi.The solution according to the invention is explained in more detail in the attached drawing, which shows a diagram of the sensor according to the invention placed in a boiler with corner burners.

W światłowodowym czujniku zaniku płomienia do zastosowania w palnikach narożnych oraz skrajnych palnikach naściennych kotła energetycznego dużej mocy, zwłaszcza opalanych pyłem węglowym głowica 1 pomiarowa umieszczona jest pod kątem 45° - 90° do osi wzdłuznej palnika 2, w odległości rzędu 1 m od jego wylotu, korzystnie w otworze inspekcyjnym. W głowicy zamontowano co najmniej trzy światłowody w ten sposób, że stożek widzenia oą pierwszego światłowodu obejmuje wylot palnika, a stożki widzenia a^, następnych światłowodów obrócone są w kierunku wnętrza komory spalania. Stożki widzenia światłowodów pozwalają na obserwację charakterystyk stref płomienia, zaś stożki widzenia dwóch sąsiednich światłowodów mogą mieć część wspólną, a ich osie symetrii lezą w jednej płaszczyźnie z osią palnika. Światłowody doprowadzone są odpowiednio do przetworników optoelektronicznych, a dalej przewodami elektrycznymi do detektora ze standardowym wyjściem.In the fiber optic flame failure sensor for corner burners and extreme wall burners of a high-power power boiler, especially those fired with coal dust, the measuring head 1 is placed at an angle of 45 ° - 90 ° to the longitudinal axis of the burner 2, at a distance of 1 m from its outlet, preferably in an inspection opening. At least three optical fibers are mounted in the head in such a way that the cone of view 0? Of the first optical fiber covers the burner outlet, and the cones of view? The cones of view of the optical fibers allow to observe the characteristics of the flame zones, while the cones of view of two adjacent optical fibers may have a common part, and their symmetry axes lie in one plane with the axis of the burner. Optical fibers are led respectively to optoelectronic transducers, and then through electric wires to a detector with a standard output.

190 246190 246

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 50 copies Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

Fiber optic flame sensor in a single burner in corner burners and in extreme wall burners of a high-power power boiler, especially coal-fired, characterized by the fact that the measuring head (1) is placed at an angle of 45 ° - 90 ° to the longitudinal axis of the burner (2), at a distance of the order of 1 m from its outlet, preferably in the inspection opening, at least three optical fibers are mounted in it in such a way that the cone of view (ai) of the first optical fiber covers the torch outlet, and the cones of view (a2, (* 3) of the next optical fibers are turned are towards the inside of the combustion chamber, the optical fibers' view cones allow for the observation of the flame zone characteristics, the view cones of two adjacent optical fibers have a common part and their symmetry axes lie in one plane with the burner axis, the optical fibers are led respectively to the optoelectronic converters, and then to the electric cables to detector with standard output