Способ регулирования температуры в печи Советский патент 1985 года по МПК F27D19/00 

Изобретение относится к способу регулирования температуры в нагревательных и термических печах, в частности в печах с восстановительной атмосферой. Цель изобретения - расширение пределов регулирования температуры при поддержании постоянного давлени в печи. На чертеже показана принципиальная схема осу1дествления способа регулирования температуры в рабочей Kaktepe печи. В печи 1 установлена горелка 2, в которую поступает воздух А от вен тилятора (не показан) через регули/рукщую заслонку 3 и рекуператор 4. Топливо (газ) поступает в горелку 2 jiepe3 регулирующую заслонку 5 уста новочнзпо заслонку 6. Воздух Б и В для дожигания и (или) разбавления продуктов сгорания поступает также от вентилятора через регулирующие заслонки 7 и 8 на первую и вторую стадии, соответственно, в дымоотводящкй канал 9 печи 1 перед рекупера тором 4. Имеется датчик 10 температуры в рабочей камере 11 печи, связанный с регулятором 12 температуры исполнительный механизм которого со динен с регулирукяцей топливной засл кой 5, а также с регулирукицими воздушными заслонками 3, 7 и 8. Воздух Б направляется в дымоотво дящий канал 9 навстречу потоку дымо вых газов, а воздух В направляется спутно потоку дьмовых газов через отверстия, выходящие в дымоотводящи канал. Воздух Б и В может поступать в канал 9 одним или более потоками ка дый, причем потоки .воздуха Б и В мо гут подводиться в канал 9 нескольким потоками в различных сечениях канала. Например, воздух Б и В подают к дый двумя потоками по линиям 13 и 14для воздуха Б, а также по линиям 15и 16 для воздуха В. В линиях 14 и 16 установлены запорные заслонки 17 и 18 соответственно. Тип, количество и расположение горелок на печи не имеют значения. Также относительное расположение ста дий дожигания и или) разбавления может быть произвольным по ходу дымовых газов, хотя предпочтительно их расположение, показанное на черт же поскольку в этом случае уменьшается вероятность проникновения воэд 92 ха в рабочую камеру печи и имеется достаточный путь для дожигания и разбавления дымовых газов перед рекуператором при относительно коротком дымоотводящем канале. Во время работы печи 1.при увеличении температуры в ее рабочей камере 11 по сравнению с заданной регулятор 12 температуры своим исполнительным механизмом уменьшает подачу топлива и воздуха в горелку 2 путем прикрытия заслонок 5 и 3 соответственно. Одновременно исполнительный механизм открьшает заслонку 7 и прикрывает заслонку 8, увеличивая .подачу воздуха Б на первой стадии навстречу потоку дымовых газов в канале 9 и уменьшая подачу воздуха В на второй стадии спутно потоку дымовых газов. При уменьшении температуры в рабочей камере 11 печи 1 система регулирования срабатывает в обратном порядке. Во всех случаях для сохранения постоянной температуры дымовых газов перед рекуператором 4 и печи 1 поддерживают постоянное отношение суммарного расхода воздуха в зону . горения в рабочей камере 11 и на две стадии к расходу топлива. Именнцаяся на топливной линии установочная заслонка 6 позволяет изменять коэффициент избытка воздуха в горелке 2, а значит и состав атмосферы в рабочей камере 11 печи 1. Открытие заслонки 6 приводит к умень шению коэффициента избытка воздуха и наоборот. Заслонка 6 может иметь фиксированные упоры или указатели, соответствующие разным составам печной атмосферы - восстановительному, образующемуся при стехиометрическом сжигании топлива, или окислительному. Это необходимо, например когда в печи производится малоокислительньй нагрев стальных заготовок или нагрев титановых сплавов в окислительной атмосфере. Также в печи можно нагревать заготовки в обычной стехиометрической атмосфере, этот режим по коэффициенту избытка воздуха также соответствует наиболее экономичной работе печи во время ее простоя. Можно регулировать температуру в печи при непропорциональном изменении расходов топлива Г и воздуха А на горение. Если диапазон регулирования расхода топлива Г меньше диапазона ре3гулирования расхода воздуха А, то при увеличении расходов коэффициент избытка воздуха возрастает, Позтому регулирование по предлагаемому способу, когда топливо и воздух подают в зону горения в обратной зависимос ти от отклонения температуры, в дан ном случае эффективно при восстановительной атмосфере в рабочей печи. В пределе можно регулировать Tejinoвую мощность при постоянном расходе топлива Г. Если диапазон регулирования расхода топлива Г больше диапазона регулирования расхода воздуха А на горение, то при увеличении расходов коэффициент избытка воздуха уменьшается. Поэтому регулирование по предлагаемому способу, когда топливо и воздух подают в зону горения . в обратной зависимости от отклонения температуры, в данном случае эффективно при окислительной атмосфере в рабочей камере печи. В пределе можно регулировать тепловую мощност при постоянном расходе воздуха А. В обоих случаях регулирование при непропорциональном изменении расходов топлива и воздуха в зону горения или при постоянных расходах топлива Г или воздуха А обеспечивает получение заданного диапазона регулирования тепловой мощности при меньших диапазонах .изменения расходов топлива и воздуха в зону горения по сравнению с их ,пропорциональным изменением, посколь ку тепловая мощность также зависит от коэффициента избытка воздуха. При таком регулировании облегчается поддержание заданного давления в рабочей камере печи, а также улучшается равномерность температурного поля в печи на режиме минимальной мощности за счет повышенной циркуляции атмосферы в рабочей камере печи. Подача воздуха Б на первой стадии навстречу потоку, дымовых газов способствует эффективному запиранию дымоотводящего канала печи при понижен ных расходах топлива и воздуха в зону горения. Подача воздуха на второй стадии спутно потоку дымовых газов способствует их удалению за счет эжектирующего эффекта. При этом в ра 094 бочей камере поддерживается практически постоянное давление. Это позволяет устанавливать в рабочей камере минимальное избыточное давление, обеспечивая качественньм нагрев заготов Л за счет получения равномерного температурного поля в печи и исключения присосов холодного воздуха в пень, искажающих состав атмосферы и распределение температуры в рабочей камере. Также при этом имеет место минимальное вьщеление продуктов сгорания из рабочей камеры печи в окружающее пространство, что особенно важно при работе печи с восстановительtioH атмосферой, содержащей окись углерода. При работе печи на всех режимах по температуре и составу атмосферы в рабочей камере печи для повышения эффективности использования топлива необходимо, чтобы температура дымовых газов перед рекуператором печи была постоянной и близкой к предельно допустимой для материала, из которого изготовлен рекуператор.Это условие выполняется путем установки , взаимных перемещений регулирующих заслонок 3, 5, 7 и 8. Однако при работе печи с .восстановительной атмосферой требуется подавать повьш1енные расходы воздуха Б и В для дожигания и разбавления продуктов неполного сгорания. В этом случае при подаче их одним потоком на каждую стадию возможны некоторые изменения давления в рабочей камере печи за счет усиления запирающего и эжектирующего эффектов. Причем усиление запирающего эффекта объясняется не только повьшгением расхода воздуха Б, но и увеличением местного сопротивления за счет тепловьвделения при дожигании продуктов неполного сгорания. В таком случае можно воздух Б и В подавать более, чем одним потоJKOM, например двумя потоками распределяя эти потоки по длине дымоотводящего канала. При этом, когда печь работает с восстановительной атмосферой, подача воздуха Б и В может осуществляться при открытых заслонках 17 и 18 по линиям 13 и 14, 15 и 16 соответственно.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЕЧИ, преимущественно в печи с восстановительной атмосферой, включающий подачу топлива и основного воздуха в зону горения и двустадийный дополнительный ввод остального воздуха при перераспределении его на каждую стадию в зависимости от отклонения температуры в рабочей камере печи, отличающийся тем, что, с целью расщирения пределов регулирования температуры при поддержании постоянного давления в печи, топливо и основной воздух в зону горения подают в обратной зависимости от отклонения температуры в рабочей камере, дополнительньп воздух на первой стадии вводят навстречу потоку дымовых газов в прямой за§ висимости, а на второй стадии спут(Л но ему в обратной зависимости от отклонения температуры, при этом поддерживают постоянное соотношение суммарного расхода основного и дополнительного воздуха к расходу топлива.