Способ автоматического управления сжиганием топлива в многозонной проходной пламенной печи

 

Союз Соувтсник

Социапистйчесник

Респубпнн

ОП ИСАНКЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 119.33756 (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 27 ° 11. 80 (21) 3009118/22-02 с присоединением заявки М— (23) П риоритет

{53)М. Кл.

С 21 D 11/00 (асударстеенный канитет

СССР по делан изобретений и открытий

Опубликовано 07. 06. 82. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 07 . 06 . 82

{53) УДК 62.1.783. .23(088.8) В. Д. Яременко, Г.А. Эммануэль, M.Ï.Мирошн

А.Л.фарбер,. И.З.Шифрин и }0.Е.Родименко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СЖИГАНИЕМ

ТОПЛИВА В МНОГОЗдННОЙ ПРОХОДНОЙ ПЛАМЕННОЙ

ПЕЧИ

Изобретение относится к металлургии и может быть применено для нагрева в многозонных проходных пламенных печах.

Известен способ автоматического регулирования режимом горения топлива в проходных многозонных пламенных печах, при котором коэффициент расхода окислителя (О, ) стабилизируют по зонам печи на одном заданном уровне во всем диапазоне изме}о нения производительности печи(1 } .

Однако при таком способе управле" ния не обеспечивается эффективное сжигание топлива в виде того, что т5 не учитывается количество неорганизованного воздуха, поступающего в виде подсосов в рабочее пространство печи, а также изменение состава топлива и качество его сжигания

20 при изменении производительности печи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является способ автоматического управления сжиганием топлива, при котором для обеспечения качест;венного горения последнего при всех тепловых режимах в условиях изменяющихся потерь и подсосов воздуха, состава топлива и производительности печи, предусмотрена автоматическая коррекция заданного коэффициента расхода окислителя по содержанию кислорода в уходяЩих продуктах сгорания (2).

Однако данных способ автоматического управления применительно к многозонным проходным пламенным печам не обеспечивает минимально возможного расхода топлива и угара металЛа, а также повышения производительности печи, так как в печах этого типа продукты сгорания предыдущей зоны, поступая в последующую смешиваются с продуктами сгорания этой зоны, и следовательно, состав атмосферы каждой из них определяется условиями сжигания топлива не

933756 только в данной зоне, но и в ряде предыдущих по ходу движения дыма ) зон. Корректируя, согласно существующему способу, коэффициент расхода окислителя в одной зоне можно 5 добиться требуемого состава продуктов сгорания на выходе из печи при неэкономичной работе других зон и всей печи в целом.

Цель изобретения — улучшение топливоиспользования, рационального распределения окислительного потенциала по длине печи для уменьшения окалинообразования и повышение производительности печи. !5

Указанная цель достигается тем, что коэффициент расхода окислителя из) меняют последовательно по зонам печи путем регулирования расхода окислителя с коррекцией его по сос- рв таву отходящих продуктов сгорания, при избытке окислителя в отходящих продуктах сгорания .топлива его уменьшают в направлении, обратном движению металла, а при недостатке— 25 увеличивают в направлении движения металла.

Коррекция производится циклически в диапазоне 0,7 - 1,4 с последовательно уменьшающимся шагом зв от зоны к зоне в пределах 0,2-0,05 в каждом цикле.

Коррекция производится до тех пор, пока содержание окислителя s отходящих продуктах сгорания не будет соответствовать заданному (оптимальному3

Диапазон и шаг изменения коэффициента расхода окислителя выбирают из условия обеспечения высоких техникоэкономических показателей работы печей во всем диапазоне изменения темпа выдачи, сортамента и температуры посада металла.

Управление осуществляется следую" щим образом.

Газоанализатор, установленный в зоне посада металла, фиксирует содержание О в отходящих продуктах сгорания. Система автоматического

50 управления сравнивает показатели газоанализатора с заданием.

При недостатке О < увеличивают в первой зоне (нумерация принята по направлению движения металла ) на Ы максимальную величину, не превышающую значения О . Если при этом содержание О останется меньше заданного, увеличивают коэффициент расхода окислителя с уменьшающимся шагом во второй, а при необходимости последовательно в остальных зонах, причем величина минимального шага составляет 0,05. Если при введении коррекции в последней зоне содержание О в отходящих продуктах сгорания остается меньше заданного, цикл повторяют, начиная с первой зоны.

Введение коррекции осуществляют до момента достижения заданного содержания окислителя в отходящих продуктах сгорания.

При избытке окислителя уменьшают коэффициент расхода окислителя вначале в последней зоне (зоне выдачи металла). Уменьшение производят

;с максимальным шагом, не превышающим 0,2. Если содержание О не достигло заданного, осуществляют коррекцию в последующих зонах с уменьшающимся шагом аналогично предыдушему случаю.

Введение коррекции в зоне прекращают также в случае достижения < предельных значений d = 0,7 и с = 1,4.

Пример. В кольцевой проходной печи нагревают заготовки из углеродистой стали диаметром 150 мм длиной 2,3 м от 20 до 1220- 1260 С и затем подают их на трубопропрокатный стан. Печь имеет одну неотапливаемую и пять автономно отапливаемых зон и работает по принципу противотока. Нумерация отапливаемых зон принята по ходу движения металла.

В каждой из них предусмотрена автоматическая стабилизация температур и соотношения расходов "газ-воздух" (путем задания на регуляторы соответствующих коэффициентов расхода воздуха 0 ) . В неотапливаемой зоне между общим.дымоотбором и первой отапливаемой зоной осуществляют непрерывный отбор уходящих продуктов сгорания для определения содержания в них О, с помощью автоматического газоанализатора ° Экспериментально установлено, что при прочих равных условиях минимум потребления топлива имеет место при содержании кислорода 1,8i.

При поддержании в зонах I-Ó соответственно температур 1100, 1200, 1230, 1250 и 1250 С и Q = 1,25, 1, 15, 1,05, 0,9 и 0,9 содержание О

933756

2,93, что свидетельствует о перерасходе топлива. Для устранения этого в зонах 1-У соответственно с уменьшающимся шагом последовательно вводят коррекцию на уменьшение с на 5 величину: 0,15, 0,12, 0,1, 0,08 и

0,05. После этого содержание О уменьшается до 2,33, но не достигает оптимального. Поэтому осуществляют второй цикл коррекции, умень- 1О шив ее в тех же зонах на те же величины. После этого содержание О в продуктах сгорания достигает оптимального значения. Общий расход природного газа 3400 мм /ч, время нагрева металла - 1 ч 10 мин, производительность 405 т/ч, угар металла 1,03 от первоначального веса, 3 удельный расход газа 70,1 мм /т, температура металла на выдаче 20

1240 С.

По прошествии нескольких часов работы вновь возвращаются к тем же заданиям температуры и по зона

1-У Ссоответственно 1100, 1200, р5

1230, 1250, 12б0 С и 1,25, 1, 15, 1, О, 0,9, 0,9). Содержание Од в дыме вновь стает 2,03. Его уменьшают согласно известному способу (путем коррекции о в 1 зоне, а в осталь- ЗО ных оставляют без изменения 3. При достижении с в этой зоне 1,05 содержание О в продуктах сгорания уменьшается до оптимального значения

1,84. При этом общий расход газа

3450 мм /ч, время нагрева металла

1 ч 18 мин, производительность

47,3 т/ч, угар металла 1,073 от первоначального веса, удельный расход топлива 72,9 мм /т, температура выдачи металла 1220 С. о

Таким образом, по сравнению с известным способом управления сжиганием топлива путем коррекции коэф45 фициента расхода окислителя в одной зоне печи по составу отходящих продуктов сгорания предлагаеМый способ позволяет на конкретной печи улучшить топливоиспользова50 .ние на 43, уменьшить угар металла на 8ь и увеличить производительность на 2,53.

Улучшение топливоиспользования, как уже указывалось, происходит за

55 счет более качест венно ro сжигания топлива в каждой зоне с учетом влияния последующих зон, что достигается выбором величины коррекции с в интервале 0,2"0,05 в зависимости от задания на регулятор каждой зоны. Уменьшение угара достигается (в основном)за счет того, что увеличение о ; осуществляется в большой степени в тех зонах, где металл еще сравнительно холоден и процесс его окисления происходит незначительно и в меньшей степени в зонах, где металл нагрет до температур, при которых его окисление осуществляется интенсивно. Тот же эффект достигается и при уменьшении L (в значительной степени в конечных зонах и в,незначительной в начальных ).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет для различных ситуаций изменять распределение окислительного потенциала печной атмосферы по длине рабочего пространства наиболее рациональным образом.

Увеличение произ водительности печи происходит в основном, за счет увеличения калориметрической температуры топлива (за счет улучшения качества его сжигания во всех зонах .

Предлагаемый способ может быть,применен не только при реализации обычного окислительного, но еще с большим эффектом при применении

1малоокислительного режима нагрева металла.

Формула изобретения

1. Способ автоматического управления сжиганием топлива в многозонной проходной пламенной печи путем регулирования расхода окислителя с коррекцией его по составу отходящих продуктов сгорания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью улучшения топливоиспользования, рационального распределения окислительного потенциала печной атмосферы по длине рабочего пространства для уменьшения окалинообразования и повышения производительности печи, коэффициент расхода окислителя изменяют последовательно по зонам печи, причем при избытке окислителя в отходящих продуктах сгорания топлива его уменьшают в направлении, обратном движению металла, а при недостатке - увеличивают в направлении движения метал933756

Составитель А.Голицын

Редактор В.Бобков Техред К.Мыцьо Корректор М.Демчик

Заказ 3867/9 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что коэффициент расхода окислителя изменяют циклично в диапазоне 0,7-1,4 с последовательно уменьшающимся шагом от зоны к зоне в пределах 0,2-0,05 в каждом цикле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каганов В.Ю., Блинов О.М., Веленький А.М. Автоматизация управления металлургическими процессами. M "Металлургия", 1974, с. 240.

2. Там же, с. 311.