Система автоматического регулирования теплового режима рекуперативной нагревательной печью Советский патент 1983 года по МПК C21D9/00 F23N3/00 

о: Со со Изобретение относится к автома. тическому регулированию тепловых объектов и может применяться в металлургической и машиностроительно промышленностях, например, в отдел ниях нагревательных колодцев. Известна система автоматическог регулирования теплового режима печ содержащая инжекционные горелки, датчик температуры, регулятор темп ратуры, измеритель расхода инжекти рующего агента, который посредство /порогового элемента управляет включением-выключением отдельных групп горелок 13Наиболее 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 соотношения топливо-воздух, выход которого подсоединен к исполнительном механизму регулировочного клапана, установленного на трубопроводе инжвкзгирукицего воздуха, газоанализато и перв-ключающее устройство f 2 }. Иае&стная система применительно к (екулеративным нагревательным печам не обеспечивает необходимую точность поддержания малоокислительной атмосферы в период томления В рекуперативных нагревательных печах, например в нагревательных колодщах, в период топления производится постепенное снижение расхода топлива и воздуха. При этом существует значительное самопроизволь ное поступление воздуха в рабочее пространство через рекуператор за счет имеющегося перепада по высоте между всасывающим отверстием рекуператора и инжектором горелки, а та же за счет разности температур окру жающего 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 ёоздуха, поступакндего самопроизволь через рекуператор. При дальнейшем снижении расхода топлива количество воздуха, самопроизвольно поступающего через рекуператор, становится избыточным, что вызывает повышение коэффициента расхода воздуха до 1,55, в то время как в режиме томле ния он должен составлять 1,0-1,05. Это вызывает чрезмерное окисление нагреваемого металла, обезуглероживание его поверхности и зашлакование пода печи. Целью изобретения является повышение точности поддержания топливно го режима в период томления для сни жения окалинообразования и повышение производительности. Поставленная цель достигается тем, что в счстему, содержащую датчики расхода топлива и инжектирующего воздуха, соединенные с регулятором соотношения топливо-воздуха, который упра1вляет исполнительным механизмом регулировочного клапана, установленного на трубопроводе инжектирующего воздуха, газоанализатор 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 корр.ектирукицего блока и входом исполнительного механизма дополнительного клапана через пёреключакицее 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 йыходу 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 -40 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 н& 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 блока 15, который своим входом подключен к выходу корректирующего бло ка 16, последний своим входом через вторичный прибор 17 соединен с газо анализатором 18 отходящих :продуктов сгорания из рабочего пространства 1 нагревательного колодца, в котором находятся нагреваемые слитки 20 и имеется инжектор 21. Выход корректи рующего блока 16 соединен также с третьим входом регулятора 5. Сплошными стрелками обозначен поток отходящих горячих газов, отдаю щих тепло рекуператору, прерывисты- ми -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 соответствукадие вторич.ные приборы 3 и 4 поступают в регулятор 5. В ре гулятор также поступает корректирую щий сигнал по качеству сгорания топлива через последовательно соединенные газоанализатор 18, его вторичный прибор 17 и корректирукнци блок 16. Наосновании полученных сигналов регулятор 5 выр абатывает управляющий сигнал, которьай поступает через пускатель 6 в исполнител ный механизм 7, последний поворачив ет клапан S и изменяет расход инжектирукндего воздуха, а вместе с ним и расход общего количества воздуха через горелку в зону горения. Этим поддерживается процесс горения на заданном уровне. При этом конечн переключатель 14 разомкнут, а регул ровочн1Лй 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 рас хода топлива до значения 35-40% от максимального подача инжектирующего воздуха прекращается регулировочным клапаном 8 и конечный переключатель 14, замыкаясь при этом, подключает пускатель 9 к исполнительнсэму механизму 10. Дальнейшее регул рование горения производа тся исполнительным механизмом 10 регулировоч ного 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 регу 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, соответствукмцего 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 газоанализатор 18, его вторичный прибор 17 и корректируюцдай блЬк 16. На основании полученных сигналов регулятор 5 вырабатывает управляющий сигнал, который поступает через пускатель 6 в исполнительный механизм 7, последний поворачивает клапан 8 и изменяет расход инжектирующего .воздуха, а вместе с ним и расхбд общего количества воздуха через горелку в зону горения. Этим поддерживается процесс горения иа 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 сигнаша регулятора 5. При снижении расхода топлива до значения 35-40% от максимального подача и инжектирующего воздуха прекращается регулировочным клапаном 8, а переключатель 14 замыкается, при этом подключается пускатель 9 к исполнительному механизму io. Дальнейшее регулирование горения производится исполнительным механизмсил 10 регулировочного кла1пана 11 на основании сигнала газоанализатора 18. При необходимости поклеить 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 окгшиной за счет устранения или снижения самопроизвольных подсосов воздуха через рекуператор.

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 меха- низма 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.