10.14489/td.2021.10.pp.012-017

2021, 10 октябрь (October)

DOI: 10.14489/td.2021.10.pp.012-017

Ваганов М. А.
СПЕКТРАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА
(c. 12-17)

Аннотация. Для решения задачи контроля и диагностики горения газообразного углеводородного топлива предлагается применение методов прикладной оптической спектроскопии. Приводятся результаты экспериментального исследования спектроскопических информативных параметров, характеризующих процесс горения пропана, для трех режимов: горение чистого пропана без подачи воздуха, стехиометрическое горение и горение при изменении количества подаваемого воздуха относительно стехиометрического горения. В результате эксперимента установлено, что наиболее интенсивные полосы в спектре излучения пламени, возникающего при горении пропана, соответствуют спектральным полосам радикалов продуктов горения: ОН, СН и С2, при этом интенсивность различных систем полос в спектре пламени существенно зависит от состава горючей смеси.

Ключевые слова: оптическая спектроскопия, углеводородное топливо, продукты горения, процессы горения, прибор диагностики, спектроскопические информативные параметры.

Vaganov M. A.
SPECTRAL DIAGNOSTICS OF THE HYDROCARBON FUEL COMBUSTION PROCESS
(pp. 12-17)

Abstract. It is proposed to use the methods of applied optical spectroscopy to solve the problem of control and diagnostics of gaseous hydrocarbon fuel combustion in this work. The results of an experimental study of spectroscopic informative parameters characterizing the propane combustion process are presented for three modes: combustion of pure propane without air supply, stoichiometric combustion and combustion with a change in the amount of supplied air relative to stoichiometric combustion. As a result of the experiment, it was found that the most intense bands in the emission spectrum of the flame arising from the combustion of propane correspond to the spectral bands of radicals of combustion products: OH, CH, and C2. While the intensities of various systems of bands in the flame spectrum depend significantly on the composition of the combustible mixture.

Keywords: optical spectroscopy, hydrocarbon fuel, combustion products, combustion processes, diagnostic device, spectroscopic informative parameters.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

М. А. Ваганов (Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

M. A. Vaganov (Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, Saint-Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Кнорре Г. Ф., Арефьев К. М., Блох А. Г. и др. Теория топочных процессов / под ред. Г. Ф. Кнорре, И. И. Палеева. М.–Л.: Энергия, 1966. 491 с.
2. Соколов Б. А. Котельные установки и их эксплуатация: учеб. для нач. проф. образования. 2-е изд., испр. М.: Академия, 2007. 432 с.
3. Новиков О. Н., Окатьев А. Н., Шкаровский А. Л. Автоматическое управление качеством сжигания топлива – ключ к энергосбережению и энергоэкологической безопасности предприятия // Инженерные системы. 2011. № 1. С. 38 – 43.
4. Ibrahim U., Farrukh S. Optimization of Fuel in Saturated Steam Boiler through Preheating of Controlled Air-Fuel Mixture // 2nd International Conference on Computing, Mathematics and Engineering Technologies (iCoMET), 2019. Р. 1 – 5.
5. Swapan Basu, Ajay Kumar Debnath. Power Plant Instrumentation and Control Handbook: A Guide to Thermal Power Plants. Academic Press, 2015.
6. Патрахин Ю. В., Пронин С. П., Зрюмов Е. А. Метод контроля качества горения газовоздушной смеси по контрасту цветовых компонентов пламени в топке котельного агрегата // Ползуновский альманах. 2012. № 2. С. 92 – 95.
7. Иошитака Ю., Мурата А. Оптимальное управление процессом горения с помощью перестраиваемого диодного лазерного газоанализатора TDLS200 // Автоматизация в промышленности. 2013. № 6. С. 26 – 30.
8. Marjanovic A., Krstic M., Durovic Z., Kovacevic B. Control of Thermal Power Plant Combustion Distribution Using Extremum Seeking // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2017. V. 25. No. 5. Р. 1670 – 1682.
9. Похил П. Ф., Мальцев В. М., 3айцев В. М. Методы исследования процессов горения и детонации. М.: Наука, 1969. 301 с.
10. Гейдон А. Спектроскопия и теория горения. М.: ИЛ, 1950. 308 с.

Eng

1. Knorre G. F., Paleev I. I. (Eds.), Aref'ev K. M., Bloh A. G. et al. (1966). Theory of combustion processes. Moscow–Leningrad: Energiya. [in Russian language]
2. Sokolov B. A. (2007). Boiler plants and their operation: a textbook for beginners in professional education. 2nd ed. Moscow: Akademiya. [in Russian language]
3. Novikov O. N., Okat'ev A. N., Shkarovskiy A. L. (2011). Automatic control of fuel combustion quality is the key to energy saving and energy-ecological safety of the enterprise. Inzhenernye sistemy, (1), pp. 38 – 43. [in Russian language]
4. Ibrahim U., Farrukh S. (2019). Optimization of Fuel in Saturated Steam Boiler through Preheating of Controlled Air-Fuel Mixture. 2nd International Conference on Computing, Mathematics and Engineering Technologies (iCoMET), pp. 1 – 5.
5. Swapan Basu, Ajay Kumar Debnath. (2015). Power Plant Instrumentation and Control Handbook: A Guide to Thermal Power Plants. Academic Press.
6. Patrahin Yu. V., Pronin S. P., Zryumov E. A. (2012). Method for monitoring the quality of combustion of a gasair mixture by the contrast of the color components of the flame in the furnace of the boiler unit. Polzunovskiy al'manah, (2), pp. 92 – 95. [in Russian language]
7. Ioshitaka Yu., Murata A. (2013). Optimal combustion control with the TDLS200 Tunable Diode Laser Gas Analyzer. Avtomatizatsiya v promyshlennosti, (6), pp. 26 – 30. [in Russian language]
8. Marjanovic A., Krstic M., Durovic Z., Kovacevic B. (2017). Control of Thermal Power Plant Combustion Distribution Using Extremum Seeking. IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 25, (5), pp. 1670 – 1682.
9. Pohil P. F., Mal'tsev V. M., 3aytsev V. M. (1969). Methods for studying combustion and detonation processes. Moscow: Nauka. [in Russian language]
10. Geydon A. (1950). Spectroscopy and combustion theory. Moscow: IL. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2021.10.pp.012-017

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2021.10.pp.012-017

and fill out the form