Система автоматического регулирования теплового режима рекуперативной нагревательной печью

 

1. СИСТЕМА АВТСЯ4АТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА РЕКУ ПЕРАТИВНОЙ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧЬЮ, содержащая датчики расхода топлива и инжектирующего воздуха, соедщненные с регулятором соотношения топливо-воздух , выход которого подсоединен к исполнительному механизму регулировочного клапана, установлен .ного на трубопроводе инжектирующего воздуха, газоанализатор продуктов сгорания и переключающее устройство, 0т л и ч а ю ц а я с я тем, что, с целью повышения точности поддержания топливного режима , снижения окалинообразования и повышения производительности , она содержит корректирующий блок, включенный между газоанализатором и третьим входом регулятора соотношения топливо-воздух, дополнительный регулировочный клапан с исполнительным механизмом, установленным на всасялвающем патрУбке рекуператора , регулирующий блок, включенный между выходом корректирующего 1блоха и входом исполнительного механизма дополнительного клапана через переключающее устройство, встроенное в исполнительный механизм, установленный на трубопроводе инжектирующего воздуха. 2. Система по п. 1, о т л и чающаяся тем,что исполнитель{шй механизм дополнительного клапана подключеи к выходу регулирующего блока через переключатель вторичного прибора датчиков расхода топлива.

OQ (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 С 21 0 9 00 F N 00 (1

Г

f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3275528/22-02 (22) 17.04. 81 (46) 07; 05. 83. Вюл. В 17 (72) Ю. В. Палей, В.И. Ладник, В.П. Следнев, Г.A. Полевой, A.È. Концев, В .В.. Гурин, И.A.-Новиков и T.Â. Титова (71) Украинский государственный проектный институт "Иеталлургавтоматика" и Донецкий ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции металлургический завод им. В.H. Ленина . (53) 621.182.261(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 369361, кл. F 27 В 9/10, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 352090, кл. Р 23 В 3/00, 1972 ° (54}(57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА РЕКУ-..

ОЕРАТНВН0А НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧЬЮ, содержащая датчики расхода то лйва и инжектирующего воздуха, соединенные с регулятором соотношения топливо-воздух, выход которого подсоединен к .исполнительному механизму регулировочного клапана, установленногб на трубопроводе инжектирукщего воздуха, газоаналнзатор продуктов сгорания и переключающее устройство, отличающаяся тем, .что, с целью повъюгения точности поддержания топливного режима, снижения окалинообразования и повышения производительности, она содержит корректирующий блок, включенный между газоанализатором и третьим входом регулятора соотношения топливо-sosggrx, дополнительный регулнровочный клайан с исполнительным механизмом, установленным на всасывающем патрубке рекуператора, регулирующий блок, включенный между выходом корректирующего блока и входом исполнительного меха- .

:низма дополнйтельного клапана через Я переключающее устройство, встроенное в исполийтельный механизм, установленный на трубопроводе инжектирующего воздуха.

2. Система по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем,что исполнитель- ный механизм дополнительного клапана подключен к выходу регулирующего блока через переключатель вторичного прибора датчиков расхода топлива.

1016379

Изобретение относится к автома. тическому регулированию тепловых объектов и может применяться в металлургической и машиностроительной промышленностях, например, в отделениях нагревательных колодцев.

«!

Известна система автоматического регулирования теплового режима печи, содержащая инжекционные горелки, датчик температуры, регулятор температуры, измеритель расхода инжекти- 1Î рующего агента, который посредством порогового элемента управляет включением-выключением отдельных групп горелок (1 .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и ожидаемому эффекту является система автоматического регулирования теплового режима, содержащая датчики расхода топлива и инжектирующего воздуха, соединенные с регулятором со-. отношения топливо-воздух, выход которога подсоединен к исполнительному механизму регулировочного клапана, установленного на трубопроводе инжек ующего воздуха, газоанализатор 25 и; пюрЕ.;ключающее устройство 2 3. ,:Иавестная система применительно к @еяуперативным нагревательным печам не обеспечивает необходимую точноать поддержания малоокисли- 30 тельной атмосферы в период томления.

В .рекуперативных нагревательных печах, например в нагревательных колодцах, в период топления производится постепенное снижение расхода топлива и воздуха. При этом существует значительное самопроизвольное поступление воздуха в рабочее пространство через рекуператор за счет имеющегося перепада по высоте между всасывающим отверстием реку- 4О ператора и инжектором горелки, а также за счет разности температур окружающего и нагретого в рекуператоре воздуха.

Кроме того, при снижении расхода топлива до значения 35-40 от максимального производится прекращение подачи инжектирующего воздуха и горение поддерживается за счет воздуха, поступающего самопроизвольно

: через рекуператор. При дальнейшем снижении расхода топлива количество воздуха, самопроизвольно поступаю щего через рекуператор становится, 55 избыточным, что вызывает повышение коэффициента расхода воздуха до

1,55, в то время как в режиме томления он должен составлять 1,0-1,05, Это вызывает черезмерное окисление нагреваемого металла, обеэуглеро-, 60 живание его поверхности и зашлакование пода печи.

Целью изобретения является повышение точности поддержания топливного режима в период томления для сни- 65 женки окалинообраэования и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую датчики расхода топлива и инжектнрующего воздуха, соединенные с регулятором соотношения топливо-воздуха котоl рый управляет исполнительным механизмом регулировочного клапана, установленного на трубопроводе инжектирующего воздуха, газоаналиэатор продуктов сгорания и переключающее устройство, вводятся корректирующий блок, включенный между газоанализатором и третьим входом регулятора соотношения топливо-воздух, дополнительный исполнительный регулировочный клапан с исполнительным.механизмом, установленный на всасывающем патрубке рекуператора, регулирующий блок, включенный между выходом корректирукнцего блока и входом исполнительного механизма дополнительного клапана через переключающее устройство.

В качестве переключающего устройства может быть использован конечный выключатель исполнительного механизма регулировочного клапана, установленного на трубопроводе инжектирующего воздуха или на подводе топлива.

Исполнительный механизм может быть подключен к выходу регулирующего блока через переключатель, встроенный во вторичные приборы датчиков расхода инжектирующего воздуха или топлива.

На фиг. 1 представлена функциональная схема, первый вариант исполнения; на фиг. 2 — то же, второй вариант исполнения.

Система автоматического регулирования теплового режима содержит датчики 1 и 2 расхода топлива и инжектирующего воздуха соответственно, соединенные через вторичные приборы 3 и 4 с регулятором 5 соотношения топливо-воздух, который через пускатель б управляет исполнительным механизмом 7 регулировочного клапана 8 расхода инжектирующего воздуха. Второй пускатель 9 подключен к исполнительному механизму

10 регулировочного клапана 11, который установлен на всасывающем отверстии 12 рекуператора 13. При этом исполнительный механизм 10 подключен к пускателю 9 двумя входами, причем одним из входов — непосредственно к выходу пускателя 9, а другим — через переключатель 14, механически сопряженный с исполнительным механизмом 7. На первый вход исполнительного механизма поступает команда "Открыть", а на второй — команда "Закрыть". Вход пускателя 9 подключен к выходу регулирующего

1016379

15 блока 15, который своим входом подключен к выходу корректирующего блока 16, последний своим входом через вторичный прибор 17 соединен с газоанализатором 18 отходящих .продуктов сгорания из рабочего пространства 19 нагревательного колодца, в котором находятся нагреваеьые слитки 20 и имеется инжектор 21. Выход корректи- рующего блока 16 соединен также с третьим входом регулятора 5. 10

Сплошными стрелками обозначен поток отходящих горячих газов, отдающих тепло рекуператору, прерывистыми - поток входящего воздуха, нагреваемого в рекуператоре.

Система работает следующим образом.

В период нагрева металла в печи (фиг. 1) сигналы датчиков 1 и 2 расходов топлива и воздуха через соответствующие вторичные приборы

3 и 4 поступают в регулятор 5. В регулятор также поступает корректирующий сигнал по качеству сгорания топлива через последовательно соединенные гаэоанализатор 18, его вторичный прибор 17 и корректирующий блок 16. На основании полученных сигналов регулятор 5 вырабатывает управляющий сигнал, который поступает через пускатель б s исполнитель- Зр ный механизм 7, последний поворачивает .клапан 8 и изменяет расход инжектирующего воздуха, а вместе с ним и расход общего количества воз:духа через горелку в зону горения.

Этим поддерживается процесс горения на заданном уровне. При этом конечный переключатель 14 разомкнут, а регули.ровочный клапан 11 полностью открыт.

При переходе в режим томления расход топлива постепенно снижается.

Вместе с этим снижается и расход воздуха под действием сигнала с выхода регулятора 5. При снижении расхода топлива до значения 35-40% от максимального подача инжектирующего 45 воздуха прекращается регулировочным клапаном 8 и конечный переключатель 14, заьыкаясь при этом, подключает пускатель 9 к исполнительному механизму 10. Дальнейшее регули-5р рование горения производится исполнительным механизмом 1Î регулировочного клапана 11 на основании сигнала газоанализатора 18.

При необходимости поднять температуру в рабочем пространстве 19 подача топлива увеличивается, происходит открывание регулировочного клапана 8 и размыкание переключателя 14 а также полное открытие регуI

60 лировочного клапана 11.

Подключение пускателя 9 к исполнительному механизму 10 может производиться также через конечный-переключатель исполнительного механизма клапана подачи топлива (не показан) при значении расхода топлива, соответствующего моменту включения-выключения исполнительного механизма 7 °

Система работает следующим образом.

В период нагрева слитков 20 в печи (фиг. 2) сигналы датчиков 1 и 2 через соответствующие вторичные приборы 3 и 4 поступают в регулятор 5.

В регулятор также поступает сигнал по качеству горения топлива через последовательно соединенные газоаналиэатор. 18, его вторичный прибор

17 и корректирующий блок 16. На основании полученных сигналов регулятор 5 вырабатывает управляющий сигнал, который поступает через пускатель б в исполнительный механизм

7, последний поворачивает клапан 8 и изменяет расход инжектирующего воздуха, а вместе с. ним и расход общего количества воздуха через горелку в зону горения. Этим поддерживается процесс горения на заданном уровне.

При этом конечный переключатель 14 разомкнут, что соответствует полностью открытому регулировочному клапану 11.

При переходе в режим томления рас:ход топлива постепенно снижается.

Вместе с этим снижается и расход воздуха под действием сигнала регулятора 5. При снижении расхода топлива до значения 35-40% от максимального подача инжектирующего воздуха прекращается регулировочным клапаном 8, а переключатель 14 замыкается, при этом подключается пускатель 9 к исполнительному -механиз-. .му 10. Дальнейшее регулирование, горения производится исполнительным механизмом 10 регулировочного клапана

11 на основании сигнала газоаналиэатора 18.

При необходимости повысить температуру в рабочем пространстве 19 подача топлива увеличивается, происходит открывание регулировочного клапана 8 и размыкание переключателя 14, а также полное открытие регулировочного клапана 11.

Предлагаемая система позволяет точнее вести процесс нагрева при малых расходах топлива и сократить до 2,2% потери металла с окалиной эа счет устранения или снижения самопроизвольных подсосов воздуха через рекуператор.

1016379

47vz 2

ВНИИПИ Заказ 3323/28 Тираж 568 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4