Способ управления тепловым режимом проходной печи

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОЫМ РЕЖИМСМ ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ путем регулирования оптимального коэффициента избытка воздуха в горелках по показаниям датчика, характеризующего процесс горения, о т л и ч а юг г щ и и с я тем, что, с целью повьанения КПД печи путем уменьшения недожога, в процессе наладки печи определяют зону установки датчика, в пределах которой настраивают горелки на сжигание топлива с коэффициентом избытка воздуха меньшим на величину 0,0050 ,05 оптимального коэффициента избытка воздуха, и по этой величине осуществляют управление тепловым режимом . «Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) F 23N1 02

3(51)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3377278/24-06 (22) 08.01.82 (46) 23.12.83..Бюл. Р 47 (72) Л.A.Øóëüö, N.Ñ.Áîãîÿâëåíñêèé, Л.И.Орел, Д.Д.Шишлов, И.С.Воловик, Э.И. Розенфельд, A.A.Êÿðãåñ, В.В.Лосев, В.И.Кузнецов, В.A.Êëåâ÷èøêèí и В.К. Прокофьев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени вечерний металлургический институт, Московский металлургический завод Серп и Молот, Государственный ордена Трудового

Красного Знамени союзный институт по проектированию агрегатов стале-плавильного и прокатного производства для черной металлургии и Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народ.ном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (53) 621.182.261(088 ° 8) (56) 1.Васильев Р..В. Автоматизация пламенных печей в машиностроении.

М., Металлургия, 1970, с .232.

2. Патент CIIIA В 4162389, кл. 431-76, 1979. (54) (57) СПОСОБ УПРУ.ВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ

РЕЖИМОМ ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ путем регулирования оптимального коэффициента избытка воздуха в горелках по показаниям датчика, характеризующего процесс горения, о т л и ч а ю-.; шийся тем, что, с целью повышения

КПД печи путем уменьшения недорога, в процессе наладки печи определяют зону установки датчика, в пределах которой настраивают горелки на сжига-. ние топлива с коэффициентом избытка воздуха меньшим на величину 0,0050,05 оптимального коэффициента избытка воздуха, и по этой величине осуществляют управление тепловым режимом. ф

10б2475

Изобретение относится к способам автоматического управления нагревательными печами металлургической, машиностроительной и других отраслей промышлен нос ти.

Известен способ регулирования теп- 5 лового режима нагревательных печей с использованием непрерывнодействующих датчиков горения, позволякщих фиксировать величину коэффициента избытка воздуха (1 . 10

Непременным условием успешной реализации этих способов для проходных печей ставится отсутствие разброса параметров горелок, необходимость их одинаковых показателей по расходу газа и коэффициенту избытка воздуха при одинаковых. параметрах: горелоч ных тоннелей, степени открытия кранов, давлениях в коллекторах газа и воздуха.

Наиболее близким к изобретению являет «я способ управления тепловым режимом проходной печи путем регули рования оптимального коэффициента избытка воздуха в горелках по пока- 25 заниям датчика, характеризукщего процесса горения (2 .

При определенной величине оптимального коэффициента избытка воздуха и соответствующем показании дат- 30 чика печь имеет КПД, близкий к максимуму. В случае нарушения процесса сгорания топлива, т.е. при отклонении коэффициента избытка воздуха, .м. сигнал от датчика поступает в .систему регулирования, которая восстанавливает работу печи в прежнем режиме, близком к максимальному КПД. Время работы печи в неоптимальном режиме определяется временем регулирования, т.е. отрезком времени, которое требуется системе автоматического регулирования (СР.Р) для восстановления прежнего режима.

Недостатком этого способа является то, что при появлении отклонения в нормальной подаче топлива и воздуха на общем входе в течение времени регулирования вся печь полностью будет работать в неоптимальном режиме — с недожогом топлива или с большим избытком воздуха.При недожоге по всей печи продукты неполного сгорания - СО, сажа и др. вместе с отходящими газами будут неизбежно попадать в окружающую атмос- 5С феру,.загрязняя ее. КПД печи в этот период снижается, увеличивается удельный расход топлива. Причиной всего этого (естественно, при качественной настройке горелок)являет- "60 ся только одинаковый режим работы всех горелок, постоянство состава атмосферы по длине печи и одинаковое значение коэффициента избытка воздуха как в районе расположения датчика горения, так и на остальной части печи

Целью изобретения является повышение КПД печи путем уменьшения недожога.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления тепловым режимом проходной печи путем регулирования оптимального коэффициента избытка воздуха в горелках по показаниям датчика, характеризующего процесс горения, в процессе наладки печи опредепяют зону установки датчика, в пределах которой настраивают горелки на сжигание топлива с коэффициентом избытка воздуха, меньшим на величину 0,005-0,05 оптимального коэффициента, и по этой величине осуществляют управление тепловым режимом.

На фиг. 1 приведена схема расположения горелок и распределения коэффициента избытка воздуха — o(. вдоль проходной печи; на фиг. 2 кривые процессов изменения коэффициента избытка воздуха после однократного внешнего воздействия.

Схема содержит проходную печь 1 с зоной 2 установки датчика (выдеена пунктиром), в пределах которой астраивают горелки 3 на сжигание топлива с коэффициентомо(,,избытка воздуха, меньшим на величину ьо(, равную 0,005-0,05 оптимального коэффициента о(избытка воздуха. В остальных грелках 4 сжигают топливо с оптимальным коэффициентом о(избытка воздуха, определяемым по результатам пуско-наладочных работ. Датчик 5, характеризующий процесс горения, по линии б связи соединен с регулятором 7 соотношения топливо-воздух.

На фиг. 2 изображены кривые процессоь изменения коэффициента избытка воздуха после однократного внешнего воздействия по способу управления с рав.номерной настройкой горелок 8,, и по способу управления с различной настройкой горелок: в зоне установки датчика 9; в зоне остальных горелок 10.

На временной оси Т имеются следукщие обозначения: т — момент появления возмущения; i„ — время ".ðåäâàðåíèÿ сигнала датчика; Г - время регулирования по способу управления с равномерной настройкой горелок; т — время регулирования по способу управления настоящего изобретения.

Способ управления тепловым режимом проходной печи осуществляется следующим образом.

В процессе наладки печй определяют зону 2 установки датчика 5, харак. теризукщего процесс горения, в пределах которой настраивают горелки

3 на сжигание топлива с коэффициентом избытка воздуха, меньшим на веl

1062475 личину дс(, равную 0,005-0,05 оптимального коэффициента избытка воздуха.

Диапазоно выбран исходя из того, что настроить горелки так, чтобыла было меньше чем 0,005 практически трудно, а настройкаЫбольше 0,05 приведет к необходимости работать на основной части печи с коэффициентом избытка воздуха, большим 1,1, т.е. с отклонением от оптимального коэффициента избытка воздуха.

В общем случае неоптимальными могут быть режимы работы с коэффициентом избытка воздуха как большим, так и меньшим сптимального. 15

Однако наиболее нежелателен последний, так как при этом вероятны забросы Ь в область o(,(1, О, характеризующуюся явным недожогом топлива и значительно более сильным сни.жением КПД, увеличением вредных выбросов в атмосферу.

Поэтому для достижения поставленной цели необходимо в зоне установки датчика сжигать топливо именно с отрицательным значениемДИ.- упреждением или предварением, а не с положительным значением ad. При этом в случае уменьшения aLno всей печи в зоне установки датчика будет достигнуто значение с = 1,0 более рано и датчик горения соответственно рань. ае даст импульс на восстановление требуемого режима горения. В резульгате в период регулиРования будет 35 работать с недожогом не вся печь, а только зона установки датчика, однако и от нее продукты недожога полностью догорят в остальной большей части печи. В итоге устранятся слу,чаи работы всей печи с недожогом, 40 исключится появление прсдуктов недожога на выходе из печи, уменьшится время работы в неоптимальном режиме, увеличится ее общий КПД.

При снижении коэффициента избытка 45 воздуха в сторону уменьшения это снижение для выбранной зоны и для остальных горелок начинается с различных уровней (фиг. 1). В связи с этим значение коэффициента избытка воздуха, равное единице, при котором срабатывает датчик, будет достигнуто в зоне установки датчика раньше,чем на основной части печи на время предварения . Поэтому датчик более рано, а именно на время, даст импульс на общий -регулятор соотношения топливо-воздух, т.е ° более рано начнется коррекция режима работы горения для всей печи,и главное,с достаточно высокого уровняо ?1,0.Положительным является . то,что в основной части печи величина о =1,0 и тем более (1,0 так.и не будет достигнута. В итоге более рано включится регулятор соотношения топливо-воздух и процесс будет проходить с меньшей амплитудой колебаний и меньшим временем регулирования Yñ . Регулировка величины предварения т осуществляется таким образом, что на основной части печи, кроме зоны регулирования, гарантированно не будет недожога.

Таким образом, при осуществлении способа прдукты недожога могут появиться только в ограниченной по длине зоне установки датчика, а не по всей печи, как в известном способе

При этом небольшее количество продуктов недожога из эоны .установки датчика догорит в остальной части печи за счет большей величины с и избытка кислорода в ней. Таким образом, в целом на выходе нз печи недожог уменьшается до минимальной величины.

Для осуществления способа управления тепловым режимом наиболее целесообразно в качестве датчика, характеризующего процесс горения, использовать оксидный датчик горения; обладакщий большой чувствительностью и малой инерционностью в области коэффициента избытка воздуха близкого к единице.

1062475

Arz.1

«fg

Филиал ППП "Патент",г,Ужгород,ул.Проектная,4

ВНИИПИ Заказ 10194/39

Ь.

Тираж 5S3 Подписное