Способ контроля тепловой мощности отходящих газов печи

 

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно, к управлению процессом плавления металла в ванных печах, перемещающихся относительно стационарного газохода при сливе металла или загрузки шихты. Цель изобретения - повышение точности определения тепловой мощности отходящих газов. Суть изобретения заключается в том, что на газокоде, отходящем из печи, выделяют участок,-где завершается горение окиси углерода за счет подсасываемого кислорода воздуха , измеряют температуру и тепловую мощность отходящих газов в конце этого участка и на основании STJ-DC данных рассчитывают тепловую мощность газов, выходящих из печи. В основу расчета положена модель, согласно которой тепло реакции горения СО идет на нагрев подсасываемого воздуха, а удельная теплоемкость газов не изменяется . Погрешность модели не превышает 3%. Учет подсасьгоаемого воздуха позволяет повысить точность расчета л/ на 25%. 1 ил. . (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5ц 4 С 21 С 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4078934/23-02 (22) 05.05.86 (46) 07.11.88. Бюл. Р 41 (71) Всесоюзный научно-исследователь— ский и проектный институт систем автоматизации и управления (72) Ю.О. Сургучев (53) 621.365.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 287053, кл. С 21 С 5/52, 1969..

Авторское свидетельство СССР

Р 316728, кл. С 21 С 5/30, 1970. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к металлургическому производству, а именно, к управлению процессом плавления металла в ванных печах, перемещающихся относительно стационарного газохода при сливе металла или загрузки шихты.

„„SU„„1435613 А 1

Цель изобретения — повышение точности определения тепловой мощности отходящих газов. Суть изобретения заключается в том, что на газоходе, отходящем из печи, выделяют участок, где завершается горение окиси углерода за счет подсасываемого кислорода воз— духа, измеряют температуру и тепловую мощность отходящих газов в конце этого участка и на основании этих данных рассчитывают тепловую мощность газов, выходящих из печи. В основу расчета положена модель, согласно которой тепло реакции горения СО идет на нагрев подсасываемого воздуха, а удельная теплоемкость газов не изменяется. Погрешность модели не превышает 37.. Учет подсасываемого воздуха позволяет повысить точность расчета на 25Х. 1 ил.

1435613

Согласно модели удельная теплоемкость смеси газов и воздуха может быть представлена, как

Изобретение относится к металлурГическому производству, а именно к управлению процессом плавления металла в ванных печах, в которых или

5 йечь, или свод печи, на котором расПоложен патрубок с отходящими газами, перемещаются+относительно стационар" ного гаэохода при сливе металла или

)агруэки шихты.

Цель изобретения — повышение точ" ости определения тепловых потерь.

На чертеже представлена схема пеи с газоходом, поясняющая процессы рохождения и взаимодействия газов а различных их участках.

На схеме представлена печь,1, гаоход 2, патрубок 3 печи, на участке азохода выделена зона 4 горения окии углерода в подсасываемом воздухе.

На схеме введены следующие обознаения: Т„ — температура газов на вы-. де; т — температура внешнего возуха; Т, — температура газов в газо х де после участка 4; Р, — тепловая 25 мощность отходящих из печи газов пос е участка 4.

Предлагаемый способ основан на одели теплового взаимодействия отходящих из печи газов с подсасываем м воздухом — механическом смешении газов с воздухом с одновременным выделением тепловой энергии, выделяемой в результате сгорания СО отходящих газов в кислороде подсасываемого воз- д ха е

Согласно модели тепло реакции гор ния СО расходуется только на нагрев п дсасываемого воздуха. Тогда теплов я мощность Р, отводимая по газохо40 д, складывается из двух составляю щ : Р— тепловой мощности газов печи и Pe — тепловой мощности внешЮ него воздуха, подсасываемого в газо45 ход, т.е. Р = Р„ + Р

Р„= С„+ С„ Т,;

С вЂ” удельная теплоемкость газов;

G расход газов из печи;

6 е е 2 °

С е — удельная тепло емкос ть воздуха;

G e — расход воздуха, подсасываемого в газоход;

Po, Co Go Tp

CrGr + Ce Се, G + G

G о

С,. + С тогда

Ро (CrG г + CeGa)To (1) следовательно (C„G„+ reG,)Т.= CÄr.т, + C G,ò„ преобразуя, получаем

СG СГ

Се e " Ст, Т вЂ” Т

О тогда, подставляя Себе в выражение (1) для Р, получаем

С G = — Р

То Т (r ° Т о Т Т о 4 2 или, так как

С G

Р

r т, Р = Р = о (3) т, т, — {т + ат,)

А где,й т

С

А — удельная тепло творноспособность воздуха в реакции с CO.

Определить А можно иэ химического уравнения:

2СО + О = 2СО + 135,2 ккал.

С учетом молекулярных весов имеем, что на 32 г кислорода, вступающего в реакцию, выделяется 135,2 ккал.

По формуле 2) определяется тепловая мощность дымовых газов без учета тепловой мощности, выделяемой от сгорания окиси углерода на участке

4 (зона горения).

Практика показывает, что подсасываемый кислород выгорает весь и ограничивает реакцию. В результате происходящей реакции удельная теплоемкость газов "изменяется незначительно. Это позволяет условно заменить тепловую мощность, выделяемую при горении СО, привносимой севоэдухом эк" вивалентной тепловой мощностью, т.е. считать, что подсасываемый воздух разогрет этой энергией до некоторой температуры Т + ато.

Тогда (2) принимает вид

3 14356

Содержание кислорода в воздухе весьма постоянно и является справочной величиной. Обоэначим ее E . Теплоем" кость воздуха .Cll также является спра5 ночной величиной.

8 % 135,2 ккал

32.100

Ьтз — температуру нагрева воздуха, вступившего в контакт с СО, можно определить так: т Г % 135,2

32 ° 100% Cs

Таким образом, предлагаемый способ

15 измерения мощности тепловых потерь с отходящими газами учитывает, в отличие от известных способов,. реально существующий подсос внешнего воздуха в цаэоход 2 в месте его стыковки с патрубком 3 газохода печи и возникающее вследствие этого в начальном участке газохода горение окиси углеро-. да, содержащейся в газах.

Погрешность модели заключается в том, что не учитывается изменение состава газов в газоходе в результате горения СО и, следовательно, .изменение удельной теплоемкости газов в ra" зоходе по отношению к принимаемой в расчетах удельной теплоемкости механической смеси отходящих газов с под" сасываемым воздухом.Как показали расчеты, погрешнос,ть от этих допущений не превышает 3%. 35

Пример. Температура газов, измеренная после печи составляет

Т = 1900 К, температура после участ

1 ка горения CO 2200 К, температура воздуха Т 300 К.

С = 0,244 ккал/кг- град

8% = 23 2%.

l3

Подставляют получаемые и справочные данные в уравнение (3) и получают Р = 0,75 Р, .

Таким образом, расчет показывает, что учет подсоса воздуха дает поправку порядка 25%, что весьма существенно при расчете теплового баланса.

Формула изобретения

Способ контроля тепловой мощности отходящих газов печи, включающий измерение температуры газов на выходе иэ печи и подсасываемого к ним внешнего воздуха, о тлич а ющий с я тем, что, с целью повышения точности определения тепловых потерь, измерение температуры газов в гаэоходе осуществляют после зоны горения, тепловую мощность отходящих иэ печи газов после эоны горения и определяют ее по формуле (T + 6Te) о т т — (т + ат ) где P о т, Т дт св тепловая мощность отходящих из печи газов после зоны гоккал рения, l с температура газов на выходе из печи, К; температура внешнего воздуха, К; температура газов в газохо.де после эоны горения, К;

А — град;

СЬ удельная теплотворноспособность воздуха при реакции с окисью углерода, ккал кг удельная теплоемкость возккал духа, кг град.

l4356l3

Диещний

Составитель T. Наумова

Редактор Н. Яцола Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Патай

Заказ 561 l /23 Тираж 545 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4