Способ управления тепловым режимом проходной печи Советский патент 1983 года по МПК F23N1/02 

Изобретение относится к способам автоматического управления нагревательньами печами металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности.

Известен способ регулирования теп- 5 левого режима нагревательных печей с использованием непрерывнодействую1ДИХ датчиков горения, позволяющих фиксировать величину коэффициента избытка воздуха ClJ.10

Непременным условием успешной реализации этих способов для проходных печей ставится отсутствие разброса параметров горелок, необходимость их одинаковых показателей по расходу 5 газа и коэффициенту избытка воздуха при одинаковых, параметрах: горелочных тоннелей, степени открытия кранов, давлениях в коллекторах газа и воздуха. 20

Наиболее близким к изобретению является способ управления тепловым режимом проходной печи путем регулирования оптимального коэффициента избытка воздуха в горелках по пока- 25 заниям датчика, характеризующего процесса горения С2.

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

Недостатком этого способа является то, что при появлении отклоне- 45 ния в нормальной подаче топлива и воздуха на общем входе в течение времени регулирования Трвся печь полностью будет работать в неоптимальном режиме - с недожогом топлива 50 или с большим избытком воздуха.При недожоге по всей печи продукты нгполного сгорания - СО, сажа и др. вместе с отходящими газами будут неизбежно попадать в окружающую атмос- Fi феру,-загрязняя ее. КПД печи в этот период снижается, увеличивается удельный расход топлива. Причиной всего этого (естественно, при ка- . чественной настройке горелок)являет- 60 ся только одинаковый режим работы всех горелок, постоянство состава гРгмосферы по длине печи и одинаковое значение коэффициента избытка воздуха как в районе расположения дат- 5

чика 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 опреде гяют 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 - оС. 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 (выделена пунктиром), в пределах которой настраивают горелки 3 на сжигание топлива с коэффициентом об избытка воздуха, меньшим на величину &cL, равную 0,005-0,05 оптимального коэффициента Ы избытка воздуха. В остальных горелках 4 сжигают топливо с оптимальным коэффициентом oiизбытка воздуха, определяемым по результатам пуско-наладочных работ. Датчик 5,-характеризующий процесс горени:я, по линии 6 связи соединен с регулятором 7 соотношения топливо-воздух.

На фиг. 2 изображены кривые процессо изменения коэффициента избытка воздуха после однократного внешнего воздействия по способу управления с равномерной 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 следующие обозначения: момент появления возмущения; т, - время г редварения сигнала датчика; время регулирования по способу управления с равномерной настройкой горелок; Тр - время регулирования по способу управления настоящего изобретения.

Способ управления тепловым режимом проходной печи осуществляется следующим образом.

В процессе нгшадки печи определяют зону 2 установки датчика 5, характеризукщего процесс горения, в пределах которой настраивают горелки 3 на сжигание топлива с коэффициентом избытка воздуха, меньшим на величину Act., равную 0,005-0,05 оптимального коэффициента избытка возду ха. Диапазонов выбран исходя из того, что настроить горелки так, чтобы.4ot было меньше чем 0,005 практически трудно, а настройкадз больше 0,05 приведет к необходимости работать на основной части печи с коэффициен том 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 оптимального. Однако наиболее нежелателен последний, так как при этом вероятны забросы ot в областьо6 1,0, харак теризующуюся 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 значением о.- упреждением или предварением, а не с положительным значением лсС. При это в случае уменьшения оСпо всей печи в зоне установки датчика будет достигнуто значение ct X1,0 более рано и датчик горения соответственно ран не даст импульс на восстановление требуемого режима горения. В резуль тате в период регулирования будет работать с недожогом не вся печь, а только зона установки датчика, однако и от нее продукты недожога пол ностью догорят в остальной большей части печи. В итоге устранятся случаи работы всей печи с недожогом, исключится появление продуктов недо жога на выходе из печи, уменьшится время работы в неоптимальном режиме увеличится ее общий КПД. При снижении коэффициента избытк воздуха в сторону уменьшения это снижение для выбранной зоны и для остальных горелок начинается с различньк 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 f . Поэтсялу датчик более рано, а именно на время ff, 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 ypOBHHot l ,0.Положительным является то,что в основной части печи величина ,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 Tf. Регулировка величины предварения г 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 зоны .установки датчика догорит в остальной части печи за счет большей величины d и избытка кислорода в ней. Таким образом, в целом на выходе из 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.

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