Способ измерения мощности тепловых потерь с отходящими газами

 

Изобретение относится к области металлургического производства и предназначено для измерения мощности тепловых потерь с отходящими газами. Способ предусматривает ввод заданного расхода воздуха в газоход измерительного участка в импульсном режиме, измерение температуры газов после зоны горения и определение мощности тепловых потерь по математическому выражению. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 5/30, 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (2) (3) где К

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712542/02 (22) 30.06.89 (46) 23.05.92. Бюл. М 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт систем автоматизации и управления (72) О.Ю.Сургучев, Б.M.Ìèðîâ и А.И.Удод (53) 621.365.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1435613, кл. С 21 С 5/30, 1986.

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к управлению процессом плавления металла в электросталеплавильных печах, конверторах.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и точности определения тепловых потерь печи с отходящими газами.

На чертеже представлена схема печи с газоходом, поясняющая процессы прохождения и взаимодействия газов на различных ее участках.

На схеме представлена печь 1, газоход

2, патрубок 3 печи, регулятор 4 расхода воздуха, клапан 5, на участке газохода выделена зона 6 реакции окиси углерода с воздухом.

На схеме введены обозначения: Т1— температура газов на выходе из печи; Ту.— температура внешнего воздуха, подсасываемого в газоход; То — температура газов в газоходе после зоны 6 горения, при отсутствии ввода воздуха с заданным расходом; То

1 — температура газов в газоходе после зоны

6 горения, при вводе воздуха с заданным расходом.. Ж 1735382 А1 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ

ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ С ОТХОДЯЩИМИ ГАЗАМИ (57) Изобретение относится к области металлургического производства и предназначено для измерения мощности тепловых потерь с отходящими газами. Способ предусматривает ввод заданного расхода воздуха в газоход измерительного участка в импульсном режиме, измерение температуры газов после зоны горения и определение мощности тепловых потерь по математическому выражению. 1 ил.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

B соответствии с известным способом тепловая мощность отходящих из печи газов определяется из выражения

Т1 ТО Т2+ лтВ („) т Т1 — тг+ тВ) где Ро — тепловая мощность отходящих газов в газоходе после участка 6.

Для удобства дальнейших выкладок выражение (1) преобразовывается в следующее:

Pr = Ро К1

Так как Po = Pr+ Ps (4) где Ps — тепловая мощность внешнего воздуха, подсасываемого в газоход с учетом его реакции с СО газов печи.

Из (2) и (3)

Ps =(1 K) Po . (5)

При открытии клапана 5 в начало зоны

6 горения поступает большее количество воздуха, Расход подсасываемого в газоход воздуха увеличивается на заданную регуля1735382

То — температура газов в газоходе после зоны горения при отсутствии ввода воздуха с заданным расходом, К;

То — температура газов в газоходе по5 сле зоны горения при вводе воздуха с заданным расходом, К;

ЛТв= —, K

А в Св

А — удельная теплотворноспособность воз10 духа при реакции с окисью углерода, ккал/кг.

Расчет по выражению (II) производится периодически — один раз за каждый цикл работы клапана 5 на основании двух произ1

15 веденных за циклы замеров Тв и Т,, Таким образом, прием по периодической подаче в начало зоны 6 горения воздуха с заданным расходом позволяет определять тепловую мощность отходящих

20 из печи газов с учетом подсасываемого воздуха и без дополнительного определения мощности газов в газоходе, Предлагаемый способ отличает высокое быстродействие, простота и точность.

25 B соответствии с прототипом точность принятой модели процесса сгорания СО не превышает 3, принимаемые допущения в данном способе определяют ошибку, не превышающую 2 . Таким образом, в це30 лом, оценка ошибки определится так: я= 3 +22 =3,6%

35 гдеК вЂ” . (8)

То" — температура газов после зоны 6 при открытом клапане 5. Приравняв правые стороны выражений (5) и (7), получим (1 — К) Po=(1 — К ) (Ро+ Рв) — ЬРв(9) 40 и после преобразований

Р КДРв, (10)

К вЂ” К

Подставив в (1) выражения (6), (3), (8) и (10), получим

Р =CB hGB— т1

Т1 — Т2 + Тв — х (Tp — Т2 + ДТв ) (То — Т2 + ЛТв ) Т вЂ” Т

50 где Св — удельная теплоемкость воздуха, ккал/кг град; заданный Расход воздуха кг/с 55

Т вЂ” температура газов на выходе из печи, К;

Т2 — температура внешнего воздуха, К; тором 4 величину hGB. Л Gy выбирается равной 10 — 20 от расхода GB воздуха, подсасываемого в месте стыка патрубка 3 с газоходом 2. В свою очередь, величина GB не превышает 10 от расхода газов, поступающих из патрубка печи. Таким образом, изменение расхода воздуха на Лбв приводит к изменению расхода газов в газоходе на величину более 1,9 / . В практических целях этим изменением можно пренебречь и считать, что при открытии и закрытии клапана 5 мощности Рг, PB и температура Т1 не изменяеются, т,е. расходы газа из печи и подсасываемого воздуха на изменяются.

Подача воздуха в зону 6 горения производится воздействием на клапан 5 в постоянном циклическом режиме со скважностью импульсов -1, Длительность импульса определяется достижением сигнала температуры после зоны горения установившегося значения в пределах длительности импульса.

То соответствует режиму подачи импульса воздуха; То — режиму отсутствия подачи воздуха, В связи с подачей воздуха с расходом

Ж3в в газоходе в зоне 6 выделяется дополнительная энергия Ь Рв, составляющая 10—

20 от всей выделяющейся в зоне 6 энергии:

Рв = Св hGB (Т2+ ЛТв ), (6)

Можно записать, исходя из (5)

Рв=(1 К ) (Ро + ЛРв) ЛРв, (7) Пример. Осуществление расчета тепловой мощности отходящих из печи газов для ДСП-100И6.

Расчет происходит по формуле (11).

Принимаем Св = 0,244 ккал/Kl град, hQB = 1,1 КГ/C, T> = 1600 К, ЬТв = 4000 К, Т2 = 300 К, То = 1840 К, Тв = 1910 К, тогда

Рг = 1300 ккал/с.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в отличие от известных оперативно, просто, надежно и с достаточной точностью определять мощность тепловых потерь с отходящими из печи газами по предлагаемой математической зависимости.

Формула изобретения

Способ измерения мощности тепловых потерь с отходящими газами, включающий измерение температуры газов на выходе из печи, в газоходе после зоны горения и подсасываемого к ним внешнего воздуха, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и точности определения тепловых потерь печи с отходящими газами, дополнительно в начало зоны горения газохода производят

1735382

Ь Gs — заданный расход воздуха, кг/с;

Т1 — температура газов на выходе из печи, К;

Т вЂ” температура внешнего воздуха. К;

5 То — температура газов в газоходе после эоны горения при отсутствии ввода воздуха с заданным расходом, К;

Tp1 — температура газов в газоходе после зоны горения при вводе воздуха с задан10 ным расходом, К;

А

TB=

Св

А — удельная теплотворноспособность воздуха при реакции с окисью углерода, 15 ккал/кг. импульсный ввод с заданным расходом воздуха, измеряют температуру То, газов по1 сле зоны горения и определяют тепловую мощность отходящих из печи газов по математическому выражению т1

Pr = Св 5 Gs (То Tg + ЬТа ) (То Т + Те ) х

То То где C> — удельная теплоемкость воздуха, ккал/кг, град;

Юр

45

Составитель А,Абросимов

Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Н.Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1794 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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