Analiza gazelor de ardere

ANALIZA GAZELOR DE ARDERE

1. Notiuni generale

Aparatele folosite la determinarea cantitativa a compozitiei gazelor se numesc analizoare de gaze. La instalatiile termotehnice (cazane, cuptoare etc.) ele sunt folosite la analiza gazelor de ardere.

Pentru studierea analizoarelor de gaze acestea trebuie impartite in aparate de laborator, aparate manuale si aparate automate.

Analizoarele de gaze manuale si cele de laborator fac parte din grupa aparatelor chimice. Primele sunt folosite la controlul calitatii arderii, la cercetari si la incercarile speciale ale instalatiilor termotehnice, ca si pentru verificarea analizoarelor automate de gaze. Analizoarele de gaze de laborator sunt folosite in special la lucrari de cercetare.

Analizoarele automate de gaze sunt utilizate la controlul continuu in exploatare, al calitatii arderii in instalatiile termotehnice.

Analizoarele moderne de gaze permit determinarea continutului procen­tual de bioxid de carbon (C0₂), oxid de carbon (CO), hidrogen (H₂), metan (CH₄) si oxigen (0₂) din gazele de ardere.

Totusi, la controlul continuu al calitatii arderii in exploatare, se deter­mina de obicei numai continutul procentual de C0₂ si CO + H₂ din gazele de ardere. In ultimul timp au inceput sa fie folosite in exploatare, pentru controlul functionarii instalatiilor termotehnice, analizoarele de gaze pen­tru 0₂.

Analizoarele automate de gaze utilizate pentru controlul continuu in exploatare al arderii in diferite instalatii termotehnice pot fi subdivizate in doua grupe principale: chimice si fizice. Prin acestea din urma se inteleg de obicei analizoarele de gaze mecanice, electrice, magnetice etc, a caror functionare se bazeaza pe anumite proprietati fizice ale gazelor.

Analizoarele de gaze fizice moderne (electrice si magnetice) sunt aparate mai perfectionate decat cele chimice; din cauza aceasta ele capata in pre­zent o raspandire mult mai larga pentru controlul in exploatare al calitatii arderii in instalatiile termotehnice. Afara de aceasta, analizoarele de gaze fizice moderne (magnetice) permit folosirea unor scheme mai perfectionate de reglare automata a arderii.

Trebuie sa se precizeze de asemenea ca pentru determinarea directa a calitatii functionarii agregatelor de cazane se utilizeaza uneori in locul analizoarelor de gaze, aparate ce masoara raportul dintre cantitatea de abur produsa de cazan si cantitatea de aer consumata pentru arderea combu­stibilului (debitmetre de abur-aer)

2. Analizoare chimice de gaze, manuale si de laborator

Analizoarele chimice de gaze, manuale si de laborator se bazeaza pe reducerea volumului probei de gaz colectate, prin indepartarea componentei analizate. indepartarea componentei se realizeaza prin una din metodele urmatoare.

Metoda absorbtiei selective. De exemplu, bioxidul de carbon din proba colectata este absorbit de o solutie de hidroxid de potasiu in apa, care are capacitatea de a absorbi selectiv bioxidul de carbon.

Aceasta metoda se foloseste la analizoarele manuale de gaze de tipul Orsat, cu care se poate determina continutul procentual de bioxid de carbon, oxigen si oxid de carbon din gazele de ardere. Totusi, la aceste aparate, al treilea reactiv folosit pentru absorbtia directa si determinarea oxidului de carbon este utilizat relativ rar, din cauza incertitudinii si vietii sale reduse.

Metoda absorbtiei selective combinata cu metoda de ardere comuna a componentelor combustibile din proba de gaz cercetata. Aceasta metoda da o analiza a amestecului de gaze dupa sapte componente:

C0₂ + 0₂ + N₂ + CO + H₂ + CH₄ + C_n H_m = 100%.

Ea a fost realizata la o serie de analizoare de gaze .

Aceasta metoda, care da analiza cea mai completa a amestecului de gaze [continutul procentual de C0₂, 0₂, C_nH_m (hidrocarburi grele) prin absorb­tie selectiva, continutul de CO, CH₄, H₂ prin ardere suplimentara, si rezi­duul de N₂] asigura practic o precizie pe deplin suficienta numai la "gazele bogate', adica la cele cu un continut mare de gaze combustibile. La asa-numitele "gaze sarace', la care concentratia componentelor combustibile deter­minate nu trece de zecimi de procente, precizia metodei de ardere comuna a CO, H₂ si CH₄ este insuficienta chiar pentru o intocmire satisfacatoare a bilantului termic al agregatului de cazan; pentru cercetarea mai precisa a proceselor din focare aceasta metoda nu poate fi de loc recomandata.

La analizoarele de gaze sistem Knorre-Zimin, care la timpul lor au fost denumite aparate "Norse' (anul 1926), precizia determinarilor a fost reali­zata prin utilizarea unei "microbiurete' speciale Knorre-Zimin, utilizata ulterior si la alte analizoare de gaze (de exemplu, la analizorul de gaze VTI) si apoi prin aplicarea principiului catalizei selective, cu ajutorul careia s-a reusit sa se realizeze practic o ardere suplimentara si sa se deter­mine direct componentele combustibile CO, H₂ si CH₄ ale amestecului gazos. Aceasta din urma masura a marit precizia analizei volumice a gazelor si a permis aplicarea cu succes a metodei de absorbtie selectiva in combinatie cu metoda de cataliza selectiva intr-o serie de cercetari exacte asupra meca­nismului proceselor complexe din focare.

Analizorul de gaze "Norse' citat mai sus s-a perfectionat continuu, mai intai prin adaptarea la el a microbiurete amintite (1929), apoi prin adau­garea unui dispozitiv de ardere suplimentara cu doua cuptoare electrice de incalzire, cu ajutorul carora s-a realizat pentru prima data metoda de ardere suplimentara separata a gazului. In anii 1933-1939 acest tip de aparat a fost modificat .

In prezent a fost elaborata varianta a patra a analizorului de gaze "Norse', asa-numitul analizor de gaze "Tocizmeriteli'. Acest aparat cu ardere suplimentara separata a fost elaborat de G.F. Knorre impreuna cu tehnologii fabricii "Tocizmeriteli' G.P. Troitki, V.G. Lebedev si G.S. Kurbatov .. Analizorul de gaze "Tocizmeriteli' face parte din grupa aparatelor de laborator folosite la cercetari de precizie ale proceselor din focare.

In fig. 14-1 este reprezentat schematic analizorul manual de gaze tip Orsat, care, datorita simplitatii si accesibilitatii sale, este mult folosit la

Fig. 14-1. Schema unui analizor manual de gaze

incercarea cazanelor si cuptoarelor in cazul utilizarii unor combustibili cu continut redus de hidrogen, ca si pentru verificarea analizoarelor automate de gaze, atat in conditii de laborator cat si in exploatare.

Acest tip de aparat este format din urmatoarele parti principale: biureta de masurare vasele de absorbtie si si coloana de distributie Pe capetele deschise din stanga ale vaselor de absorbtie se imbraca de obicei saculete din cauciuc pentru a evita contactul dintre reactiv si aer.

Biureta de masurare, prevazuta cu un obturator hidraulic, are de obicei o capacitate de 100 cm³. Pentru a se mari precizia de masurare, partea sa inferioara, care reprezinta 20% din volumul biuretei, este mult ingustata. Pentru a se reduce influenta variatiei temperaturii mediului inconjurator, biureta de masurare se introduce in cilindrul de sticla umplut cu apa. Biureta de masurare este legata la partea superioara, printr-un tub de cau­ciuc, la coloana de distributie, iar la partea inferioara, printr-un tub de cauciuc, la flaconul de transvazare

Cele trei vase de absorbtie ale aparatului Orsat se folosesc la determi­narea continutului de C0₂, 0₂ si CO din proba de gaz. La determinarea oxidului de carbon trebuie insa sa se tina seama de faptul ca nu toti reac­tivii utilizati in acest scop sunt siguri. Pentru a se mari suprafata de contact dintre gazul analizat si reactiv, vasele de absorbtie sunt umplute cu tubulete de sticla.

Coloana de distributie cu robinetele de sticla si 10 de pe ea serveste la legarea vaselor de absorbtie cu biureta de masurare. In stanga, coloana de distributie are un robinet cu trei cai legat cu filtrul si cu para de cauciuc care serveste la absorbtia gazelor.

Manipularea analizorului de gaze manual consta in urmatoarele. Cu ajutorul perei de cauciuc se sufla linia de aducere a gazului si apoi coloana de distributie. Pentru aceasta, gazul se strange in biureta de masu­rare si se expulzeaza in atmosfera prin robinetul cu trei cai. inainte de luarea probei pentru analiza, nivelul solutiilor cu reactivi din vasele de absorbtie trebuie adus pana la reperele de control de sub robinete, iar nivelul apei din biureta de masurare pana la reperul 100. La prelevarea gazului pentru analiza, flaconul de transvazare se coboara incet, si se creeaza in biureta de masurare o depresiune; robinetul eu trei cai trebuie sa fie intors astfel incat aparatul sa fie legat prin filtru cu linia de gaz. Proba de gaz stransa in biureta de masurare se aduce la presiunea atmosfe­rica. Pentru aceasta flaconul de transvazare se aseaza in asa fel incat apa din el sa fie la acelasi nivel cu cea din biureta.

Analiza gazului se incepe ou determinarea cantitatii de C0₂ din proba de gaz. Pentru aceasta se deschide robinetul vasului de absorbtie se ridica incet flaconul 7 si se introduce gazul in vasul de absorbtie cu solutie de hidroxid de potasiu, aducand nivelul de apa din biureta de masurare pana la tubul capilar. Apoi se coboara flaconul pana cand reactivul din vasul de absorbtie ajunge la reperul de control de sub robinet. Repetand aceasta operatie de patru-cinci ori, se aduce reactivul in vasul de absorbtie pana la reperul de control si se inchide robinetul iar flaconul de transvazare se aseaza astfel ca apa din el si din biureta de masurare sa fie la acelasi nivel. Dupa aceasta se citeste pe scara trasata pe biureta de masurare pozitia nivelului de apa. Se face apoi inca o transvazare de control si daca citirea de control nu arata o variatie de volum, se considera ca C0₂ a fost absorbit complet.

Dupa absorbtia C0₂, restul de gaz se introduce cu ajutorul flaconului din biureta de masurare in vasul in care se afla o solutie de pirogalol care absoarbe 0₂. Din cauza desfasurarii mai lente a reactiilor, la determi­narea 0₂ transvazarea gazului in reactiv trebuie repetata de sapte-opt ori. Este extrem de necesara o transvazare de control, deoarece absorbantul pen­tru 0₂ este mai putin sigur.

In acelasi fel se determina CO, trecand restul de gaz prin vasul de ab­sorbtie cu o solutie de perclorura de cupru in amoniac.

sau      A₁F₁ Yj

^A2^F2        Ya

in care y₁ si y₂ sunt greutatea specifica a gazului analizat, respectiv a aerului.

Fiecarui raport - ii corespunde asadar un anumit unghi de deviere a Ya

Eseu: Zugraveli si vopsitorii - lucrari care trebuie terminate inainte de inceperea zugravelilor si vopsitoriilor Eseu: Descriere folii de polietilena

acului indicator al aparatului, corespunzator pozitiei de echilibru a sistemului articulat. Dupa cum s-a aratat mai sus, greutatea specifica a C0₂ difera mult de greutatea specifica a celorlalti componenti din gazele de ardere si de aceea gradand scara aparatului dupa deviatia acului sau indicator se poate aprecia continutul procentual de C0₂ din gazele de ardere.

Pentru reducerea influentei vaporilor de apa se recomanda ca gazele de ardere sa fie uscate inainte de intrarea lor in aparat, sau ca aerul care intra in camerele de aer sa fie aspirat peste suprafata de apa a umidificatorului, in felul acesta asigurandu-se aceeasi umiditate, aerului si gazelor de ardere.

La trecerea aerului prin ambele camere, acul indicator al aparatului trebuie sa se aseze in dreptul reperului de zero al scarii. Micile abateri ale acului indicator de la reperul zero al scarii, cand prin ambele camere trece aer, pot fi inlaturate prin deplasarea in lungul axei a discului superior cu palete.

La capatul axului discului cu palete din camera de aer este fixat, dupa rola, trunchiul de con al unui angrenaj cu frictiune, care cu ajutorul unui mecanism special obliga acul indicator al aparatului sa apese periodic pe hartia diagramei actionata tot de acel angrenaj. Pe acul indicator este fixat un ac care, la apasarea acului indicator, perforeaza o gaura pe hartia diagramei. In fig. 14-10 nu sunt aratate diagrama si mecanismul dispoziti­vului de inregistrare.

In conditii normale de functionare, erorile de masurare a continutului de C0₂ cu ajutorul analizoarelor mecanice de gaze sunt de i 2,5%.

3. Analizoare electrice automate de gaze

Analizoare de gaze pentru C0₂. Analizoarele electrice de gaze pentru C0₂ se bazeaza pe principiul masurarii conductivitatii termice a unui amestec de gaze. Analiza unui amestec gazos cu mai multi compo­nenti, dupa conductibilitatea termica globala, se poate face numai atunci cand toti componentii amestecului gazos, afara de cel de determinat, au aproape acelasi coeficient de conductibilitate termica.

Mai jos sunt dati coeficientii de conductibilitate termica ai catorva gaze in raport cu aerul la 0°C.

Trebuie precizat ca valoarea coeficientilor de conductibilitate termica depinde in mare masura de temperatura. Conductibilitatea termica a gazelor creste o data cu temperatura; coeficientii de temperatura ai conductibilitatii termice nu au aceeasi valoare la gaze diferite. De exemplu conducti­bilitatea termica a C0₂ fata de aer la 100°C este de 0,761, iar la 325°C de circa 1. Asadar, la 325°C nu se poate face o analiza a gazelor dupa conduc­tibilitatea termica globala.

Gazele de ardere, care reprezinta un amestec din mai multi componenti, contin N₂, 0₂, CO, C0₂ si CH₄ (fara a socoti vaporii de apa H₂ si S0₂ despre care se va vorbi mai jos). Coeficientii de conductibilitate termica ai N₂, 0₂ si CO sunt aproximativ identici si de aceea daca se alege corect tempera­tura, C0₂ poate fi determinat cu o precizie suficienta. In ce priveste metanul, el este de obicei prezent in gazele de ardere in cantitati foarte mici si nu exercita o influenta importanta asupra conductibilitatii termice a ameste­cului.

Prezenta hidrogenului in gazele de ardere duce la o puternica subevaluare a continutului de C0₂, deoarece conductibilitatea termica a hidrogenului este foarte mare, asa cum se vede din tabela de mai sus. De aceea, la de­terminarea C0₂ din gazele de ardere ce contin H₂ trebuie sa se arda hidrogenul intr-un cuptor electric special inainte de introducerea gazului in aparat. Continutul de C0₂ va fi in acest caz ceva mai mare din cauza arderii conco­mitente si a CO. De acest lucru se poate tine seama introducand o corectie atunci cand se dispune de un aparat pentru determinarea CO sau CO + H₂. In ce priveste bioxidul de suit, el trebuie indepartat cu ajutorul unui filtru corespunzator, sau se tine seanta de el prin analizarea prealabila a combusti­bilului, deoarece un continut de 1% S0₂ de­termina o marire a indicatiilor aparatului cu circa 1,7% C0₂. Trebuie sa se tina seama insa de faptul ca bioxidul de sulf este un gaz agresiv care corodeaza partile metalice ale aparatului. Pentru reducerea influentei va­porilor de apa se recomanda ca gazele de ardere sa fie uscate inainte de a fi introduse in aparat.

Continutul procentual de C0₂ din ames­tecul de gaze analizat se determina cel mai simplu printr-o metoda electrica bazata pe variatia conductibilitatii termice a gazelor. Schema cea mai simpla si cea mai raspandita este puntea neechilibrata. In fig. 14-11 este reprezentata schema de principiu a analizorului de gaze electric pentru C0₂. Bratele puntii R_t si R₃ executate din sarma de platina subtire (de obicei cu diametrul de 0,04 mm si cu rezis­tenta de circa 10 £2) sunt montate in camere prin care trece amestecul gazos analizat; bratele R₂ si i?₄ executate din aceeasi sarma de platina, se afla in camere umplute cu aer. Bratele R₂ si R$ ar putea fi executate din sarma de manganina si nu din platina. In cazul.

acesta, indicatiile aparatului ar depinde insa in mare masura de variatia temperaturii mediului ce inconjoara aparatul si aceasta ar face ca precizia aparatului sa fie mult mai mica. In afara de aceasta, pentru a se reduce influenta variatiei temperaturii mediului ce inconjoara aparatul, este necesar ca egalitatea R_x = R₂ = R₃ = R_i sa fie respectata cu cea mai mare exactitate.

Bratele de platina ale puntii se incalzesc pana la o temperatura perfect determinata, cu ajutorul unui curent electric de intensitate constanta ce trece prin ele si care este adus de capetele puntii de la o sursa de alimentare. Din cauza aceasta trebuie ca intensitatea curentului in circuitul puntii sa fie mentinuta constanta; pentru aceasta se utilizeaza rezistenta de reglaj R_r executata in forma de reostat. Pentru asigurarea controlului curentului este prevazut miliampermetrul A legat in serie cu reostatul R_r. La cele doua capete opuse ale puntii se conecteaza un milivoltmetru indicator V. In paralel cu aparatul indicator poate fi legat si un milivoltmetru inregistrator.

La trecerea aerului prin camerele de gaze puntea trebuie sa fie echili­brata electric si acul indicator al milivoltmetrului trebuie sa se afle in dreptul reperului zero. Micile abateri de la echilibru ale schemei, in momentul cand toate cele patru brate ale puntii sunt scaldate de aer, se pot inlatura cu ajutorul reostatului de zero R₀.

La trecerea gazelor de ardere analizate prin camerele de gaze, daca acestea contin C0₂ (H₂ si S0₂ lipsesc), se schimba conditiile de cedare de .caldura de la bratele de platina R_x si R₃ la peretii camerelor, datorita faptului ca din cauza prezentei C0₂ conductibilitatea termica a gazelor de ardere este alta decat cea a gazului de control (aerul). Din cauza aceasta temperatura bratelor R_x si R₃ se schimba si prin urmare se schimba si rezistenta lor. Din cauza perturbarii echilibrului electric al schemei, pe diagonalele puntii apare un curent si acul indicator al milivoltmetrului deviaza ca un anumit unghi. Acest curent depinde deci de cresterea sau de scaderea rezistentei bratelor R_x si R₃ ale puntii, sau cu alte cuvinte de continutul procentual de C0₂ din gazul analizat, din care cauza scara milivoltmetrului poate fi gradata in procente de C0₂.

Temperaturile peretilor camerelor de gaze si de aer trebuie sa fie egale. Pentru aceasta camerele trebuie sa fie masive si executate din materiale cu un coeficient de conductibilitate termica mare.

Camerele trebuie sa fie astfel construite ca o variatie mica a vitezei curentului de gaz analizat sa nu produca variatii in indicatiile aparatului la un acelasi continut de C0₂ al gazului analizat.

Analizoare de gaze pentru CO+H₂. Analizoarele elec­trice de gaze pentru CO + H₂ se bazeaza pe cresterea temperaturii la arderea CO si H₂ in prezenta unui catalizator. Aceasta crestere a temperaturii si prin urmare si continutul procentual de CO + H₂ in gazul analizat pot fi masurate cu ajutorul unei punti neechilibrate, dupa variatia rezistentei din bratele sale.

in fig. 14-12 este aratata schema electrica de principiu a puntii neechi­librate. Rezistenta R₃ este executata din sarma de platina (de obicei cu dia­metrul de 0,07 mm) si are aplicat pe ea un catalizator special; sarma se incal­zeste cu un curent continuu pana la o temperatura strict determinata. Aceasta rezistenta este totodata un brat al puntii si este amplasata intr-o camera

prin care trece gazul de analizat. Alte doua brate R± si R₂ sunt executate din manganina, care are un coeficient de temperatura al rezistentei electrice practic nul. Bratul al patrulea R_4, este executat din platina la fel ca si pri­mul si este incalzit cu curent continuu pana la aceeasi temperatura ca si cel de catalizare; el este asezat intr-o camera analoga cu cea pentru gaze prin «are trece insa aer. In felul acesta micile variatii ale curentului de incal­zire si variatiile de temperatura ale mediului ce inconjoara aparatul nu provoaca o depla­sare a punctului de zero al aparatului de ma­surat. Diferenta de potential obtinuta aici la capetele puntii este mult mai mare decat la aparatele bazate pe masurarea conductibili­tatii termice si, din aceasta cauza, se pot utiliza numai doua brate din platina si nu patru ca la analizoarele de gaze pentru C0₂.

Dupa cum s-a spus mai sus, bratul R₃ din camera de gaze serveste totodata drept catali­zator, accelerand procesul de ardere. Arderea, in prezenta catalizatorului, se face fie cu oxi­genul liber din gazul analizat, fie cu aerul suplimentar ce intra printr-un ajutaj special; volumul de aer este de circa 30%' din volu­mul total de gaz analizat.

Datorita caldurii degajate prin arderea CO+H₂, temperatura bratului de platina si deci rezistenta sa creste si din aceasta cauza echilibrul puntii se strica. Diferenta de potential ce apare in felul acesta la capetele puntii va fi proportionala cu cantitatea de caldura degajata si prin urmare si cu continutul de CO+H₂ din gazul analizat. Aceasta permite sa se gradeze atat scara milivoltmetrului indicator cat si cea a aparatului inregistrator direct in procente de CO+H₂.

La fel ca la analizorul de gaze pentru C0₂, reglarea aparatului la zero se face cu reostatul de zero R₀. In momentul verificarii nulului electric, ambele brate din platina ale puntii sunt scaldate de aer. Ambele camere ale aparatului trebuie sa fie in echilibru termic si pentru aceasta ele se aseaza intr-un corp comun si se pun alaturi.

In cele ce urmeaza sunt prezentate analizoarele electrice automate de gaze, fabricate in serie de industria sovietica de aparate.

Analizorul de gaze GEUK-21. in fig. 14-13 este aratata schema electrica de principiu a analizorului de gaze GEUK-21. Cu acest aparat se poate determina continutul procentual de C0₂ din gazele de ardere. Schema de masurare a analizorului de gaze GEUK-21 este formata dintr-o punte neechlibrata alimentata cu curent continuu. Pentru alimentarea sche­mei se utilizeaza un bloc special de alimentare de la retea, livrat de fabrica constructoare impreuna cu aparatul. Pentru alimentarea analizorului de gaze se mai poate folosi o baterie de acumulatoare de 10 V.

Bratele puntii R_lt R₂, R₃ si R₄ (fig. 14-13) sunt executate din sarma de platina calitatea "Extra'. Doua din ele, R_x si R₃, sunt asezate in camere prin

care trece gazul analizat, iar celelalte doua brate, R₂ si R_t, se afla in camere umplute cu aer. Rezistenta R_s conectata la diagonala de masurare este o re­zistenta suplimentara, sau de gradare. Pentru a se mentine un curent cons­tant in circuitul puntii se utilizeaza reostatul R_r, iar pentru controlul va­lorii curentului este prevazut un miliampermetru care are trasat pe scara un semn rosu de forma unui   triunghi, ce corespunde la o anumita valoare

a curentului (400 mA). Afara de aceasta mai exista reostatul de zero R₀, care serveste la stabilirea punctului de zero electric al aparatului in momentul in care toate cele patru brate din platina ale puntii sunt scaldate de aer. Datorita rolului sau, rezistenta reostatului de zero se alege foarte mica (0,2 Ohm).

Toate elementele schemei, enumerate mai sus, sunt montate intr-un corp comun si formeaza traductorul analizorului electric de gaze pen­tru C0₂.

La analizorul de gaze GEUK se folosesc ca aparate de masurat un milivoltmetru indi­cator MPB si un milivoltmetru inregistrator S-G, cu domeniul de masurare cuprins intre 0-20% CO ₂, si o valoare a diviziunilor de 0,5% C0₂. Aceste aparate au fost descrise in cap. 3.

In fig. 14-14, a este reprezentata schema traductorului analizorului de gaze GEUK-21. Gazul de analizat este aspirat continuu cu o viteza constanta de teava prin traductorul analizoruIui de gaze. O parte din gazul analizat este derivat, din teava prin canalele laterale inferioare in camerele de gaze unde scalda elementele bratelor Apoi gazul iese din aceste camere prin canalele superioare in teava de evacuare si, prin obturatorul principal 5, in conducta de eva­cuare a gazelor (aceasta nu este aratata pe schema). In canalele ce leaga teava cu camerele sunt montate piese de laminare care stabilizeaza intr-o anumita masura viteza curentului de, gaz analizat in camerele de gaze.

Pe schema din fig. 14-14, a sunt reprezentate si camerele in care se afla celelalte doua brate de platina ale puntii (R₂ si R₄). Aceste camere sunt umplute in permanenta cu aer.

Traductorul analizorului de gaze este asadar format din patru camere montate impreuna intr-un acelasi corp. in fiecare din aceste camere se afla cate un element de brat al puntii. Elementul de brat (fig. 14-14,6) este exe­cutat din sarma de platina de 0,04 mm diametru si are forma unui arcus. Carcasa arcusului este executata dintr-o tija metalica montata pe un dop din material plastic. Sarma de platina a elementului de brat este totdeauna intinsa, deoarece un capat al ei este lipit la un reostat din sarma de platina-iridiu. Acest mod de fixare a bratului de platina asigura siguranta functio­narii sale.

In corpul traductorului sunt montate pe un tablou comun miliamper-metrul, reostatul de reglaj R_T si reostatul de zero R₀. Afara de aceasta, exista

placa de borne pentru conectarea aparatelor indicator si inregistrator si a sursei de alimentare. Cand analizorul de gaze nu este prevazut cu un aparat inregistrator, atunci in locul sau, in paralel cu aparatul indicator trebuie sa se monteze o rezistenta egala cu rezistenta aparatului inregis­trator si a liniei sale. In ambele cazuri, rezistenta liniei de la traductor la aparatul indicator nu trebuie sa fie mai mare de 3 Ohm, iar a celei de la traductor la sursa de alimentare a schemei nu trebuie sa treaca de 8Ohm Cu ajutorul unei rezistente de egalizare, rezistenta liniei aparatului inregistrator, daca aceasta exista, poate fi adusa pana la 15 Ohm.

Eroarea de masurare a analizoarelor de gaze tip GEUK-21 nu depaseste

0,5% C0₂ la o temperatura a mediului ambiant de 2 5°C. Eroarea supli­mentara datorita variatiei temperaturii mediului ambiant nu depaseste i 0,3% C0₂ pentru fiecare 10 grade la o variatie a temperaturii intre 20 si 50°C.

Analizorul de gaze GED-49. Analizorul electric de gaze GED-49 este folosit la determinarea continutului pro­centual de C0₂ si CO + H₂, in volume, in gazele din focare. In fig. 14-15 este reprezentata schema electrica de principiu a acestui analizor de gaze. Aici puntile de masurare ale aparatelor pentru C0₂ si CO~(-H₂ sunt legate in serie la circuitul de alimentare.

Traductorul de C0₂ este format din
urmatoarele elemente: R_lt R₃ - brate
ale puntii, executate din sarma de pla-
tina si amplasate in camerele prin care
trece amestecul gazos ce se analizeaza;
- brate de platina ale puntii, mon-
tat in camere inchise umplute cu aer;
R-reostat pentru asezarea indicato- _Fig. 14.15. Schema de principiu a
rului de C0₂ in dreptul reperului zero al analizorului electric de gaze GED
■ scarii atunci cand toate cele patru brate  pentru C0₂ si CO + H₂

ale puntii sunt scaldate de aer; R - re­zistenta degradare; R_r - reostat pentru reglarea intensitatii curentului de alimentare; A - miliampermetru. Toate cele patru brate de platina ale traductorului de C0₂ au aceeasi rezistenta electrica si sunt incalzite pana la o

anumita temperatura cu un curent electric de intensitate constanta, adus de la sursa de alimentare dupa schema aratata in fig. 14-15.

Traductorul de CO + H2 este format din urmatoarele elemente: - rezistente executate din sarma de manganina - formeaza doua brate ale puntii; Ri, R3- brate ale puntii, executate din sarma de platina, avand aplicat pe ele un catalizator special; Rq- reostat pentru aducerea indicatorului de CO + H₂ la reperul zero al scarii cand cele doua brate din platina R2 si R3 sunt scaldate de aer; R' - rezistenta de gradare.

Rezistenta de platina R% este asezata in camera prin care trece ameste­cul de analizat, iar al doilea brat de platina R3 se afla intr-o camera inchisa umpluta cu aer. Ambele brate de platina au aceeasi rezistenta electrica. Bratele R si i?₄ executate din sarma de manganina, in forma de bobine, au rezistenta electrica egala.

La diagonala de masurare a puntilor traductorului de C0₂ si CO+ H₂ sunt conectate milivoltmetrele indicatoare (V, V{j si inregistratoare (VI). Daca din ansamblul analizorului de gaze lipseste milivoltmetrul inregis­trator, atunci in paralel cu aparatele indicatoare trebuie sa se monteze rezistente egale cu rezistenta aparatului inregistrator si a liniei sale.

Trebuie sa se precizeze ca milivolt­metrele indicatoare ale analizorului de gaze se gradeaza considerandu-se ca rezis­tenta circuitului exterior este de 3 £2, iar la cele inregistratoare de 15 Q. Din cauza aceasta, rezistenta conductoarelor ce leaga milivoltmetrele cu traductoarele trebuie ajustata pana la valorile indicate, cu ajutorul bobinelor de ajustare.

In fig. 14-16 este reprezentata sche­ma traductoarelor de C0₂ si CO + H₂ ale analizorului de gaze GED-49. Amestecul gazos de analizat intra in camera traduc­torului de CO + H₂ prin teava Curentul principal de gaz trece printr-o piesa de laminare ce se afla in teava iar o parte din gaz trece, prin derivare, in camera de gaze scalda elementul de brat al puntii si apoi cu curentul principal de gaz se indreapta pe aceeasi teava la cup­torul pentru arderea completa a hidro­genului.

Cuptorul pentru arderea completa a hidrogenului, montat in corpul tra­ductorului pentru CO + H₂, este format dintr-un tub de portelan umplut cu un catalizator din paladiu pe o baza din azbest, incalzit cu un curent electric. Ca element de incalzire se utilizeaza o bobina din sarma de crom-nichel acoperita cu o izolatie termica. Elementul de incalzire este alimentat de la sursa de alimentare a analizorului de gaze, cu un curent alternativ cu tensiunea de 24 V.

Din cuptorul in care se arde hidrogenul, amestecul gazos analizat intra in teava a traductorului de C0₂. O parte din gazul analizat ce trece pe teava «S este dirijat pe canalele laterale inferioare in camerele de masurare a gazelor si scalda acolo elementele de brat Apoi gazul iese din aceste camere prin canalele superioare si intra in teava de unde prin obturatorul de iesire trece in teava de evacuare legata eu ejectorul analizorului de gaze (obturatorul principal, teava de evacuare si ejectorul nu sunt aratate in schema).

In schema din fig. 14-16, camerele si ale traductoarelor de CO + H₂ si de C0₂ sunt umplute permanent cu aer.

La analizorul de gaze GED-49- se utilizeaza ca aparate de masurat milivoltmetre indicatoare MPB si milivoltmetre inregistratoare SG; acestea au fost descrise in cap. 3. Milivoltmetrele inregistratoare SG se livreaza pentru a fi montate la unul, doua si trei analizoare de gaze GED-49. Mili­voltmetrele care functioneaza in montaje cu analizorul de gaze nu sunt interschimbabile; inlocuirea. lor/ reclama o noua gradare a ansamblului analizorului de gaze.

Domeniile de masurare ale analizorului de gaze GED-49 sunt de 0-20% C0₂ si 0-2% CO-f-H₂. Eroarea de masurare la o temperatura a mediului ambiant de 20 ± 5°C nu depaseste 0,5% C0₂ si ± 0,16% CO + H₂. Eroarea suplimentara produsa de variatia temperaturii mediului ambiant nu depaseste ± 0,3% C0₂ si 0,1% CO + H₂ pentru fiecare 10 grade, la o variatie a temperaturii intre 20 si 50°C.

Pentru alimentarea puntilor de masurare ale analizorului de gaze se utilizeaza o sursa de alimentare de tipul IP-6, formata dintr-un stabilizator de tensiune cu ferorezonanta, na transformator de reducere si un redresor cu seleniu. Sursa de alimentare este calculata pentru a fi conectata la o re­tea de curent alternativ cu tensiunea de 220 V.

Tensiunile de iesire ale sursei de alimentare sunt: o tensiune redre­sata de 10 i 0,2 V la un curent de 0,4 A, servind la alimentarea puntilor de masurare ale analizorului de gaze o tensiune alternativa de 24 ^ 0,5 V la un curent de 0,5 A, servind la alimentarea cuptorului pentru arderea hi­drogenului. Variatia tensiunilor de iesire nu depaseste i 1% din valorile nominale la o variatie a tensiunii la intrare intre 180 si 220 V.

4. Analizoare magnetice automate de gaze pentru oxigen

Analizoarele magnetice automate de gaze pentru oxigen, bazate pe di­ferenta proprietatilor magnetice ale gazelor, sunt folosite din ce in ce mai mult in practica industriala.

Proprietatile magnetice ale gazelor sunt caracterizate de obicei prin va­loarea susceptibilitatilor magnetice. La gazele paramagnetice susceptibili­tatea magnetica este pozitiva, iar la cele diamagnetice ea este negativa. Afara de aceasta, susceptibilitatea magnetica a gazelor paramagnetice de­pinde in mare masura de temperatura; ea scade la cresterea temperaturii.

a.     Aparatele de turatii, deplasari, dilatari si vibratii.

Aparatele care masoara turatia echipamentelor rotative se numesc tahometre sau turometre.

Dupa modul de functionare ele pot fi:

Tahodinamuri

Mecano-magnetice

Foto-electronice

Etc.

In continuare se va da ca exemplu schema unui aparat foto-electronic.

Discul d este fixat rigid pe axul a carei turatie dorim sa o masuram. Becul b ce lumineaza

continuu va trimite prin cele doua fante , f₁ si f₂ raze luminoase la celula foto Tc va genera o tensiune ce va fi amplificata si transmisa aparatelor indicatoare , de prag si inregistratoare . Cu cat turatia va fi mai mare cu atat frecventa semnalelor luminoase va fi mai mare. Impulsurile luminoase vor fi trasformate in tensiune sau curent electric, amplificata si transmis la aparatul A_i, aparatul de prag A_p si la inregistratorul A_r.

Aparatura de deplasari axiale, dilatari si vibratii.

Aceste aparate au traductoare care nu difera principial din punct de vedere electric.

Traductorul are un transformator diferential ce traduce miscarea de deplasari in diferenta de tensiune.

Ex.                                                                                 U_x1 = f ( U₀, d_x )

U_x2 = f (U₀, d_x )

ΔU = f (U₀, d_x )

Cum U₀ = constant ,       ΔU = f ( d_x )

Acest miez , P este miscat sau vibrat , dupa caz si pozitia relativa a sa fata de infasurarile secundare va determina marimea U_x, proportionala cu deplasarea miezului P, legat rigid de piesa la care se masoara deplasarea .

La turbinele moderne, valorile de vibratii, deplasari axiale si dilatari relative sunt introduse in schema generala de conducere automata.

In general, la valoarea de 150 μ vibratia este periculoasa si turbine va fi declansata automat.

Deplasarea axiala are o importanta aparte pentruca ne indica starea lagarului axial, pozitia relativa dintre rotor si stator iar dilatarea relativa ne indica aceasta pozitia stator-rotor si este importanta la variatiile de temperaturi, mai ales la pornirile din stare rece ale turbinei.