Способ управления сжиганием топлива в проходной печи Советский патент 1987 года по МПК C21D11/00 

1

Изобретение относится к металлургии и может быть применено для нагре13

ва металла в многозонных проходных пламенных печах.

Цель изобретения - улучшение топ- ливоиспользования, уменьшение окали- нообразования и повышение производительности печи.

Указанная цель достигается тем, что коэффициент расхода окислителя корректируют в зонах, в которых произошло изменение расхода топлива за период времени от момента ликвидации отклонения по содержанию окислителя в отходящих продуктах сгорания топлива до момента возникновения следующего отклонения, причем при избытке окислителя в отходяищх продуктах сгорания коэффициент расхода окислителя уменьшают в зонах, где расход топлива снизился, а при недостатке увеличивают в зонах, расход топлива в которых повысился. При синфазном изменении раходов топлива (при переходе на другой вид топлива, например, с газа на мазут и наоборот) во всех зонах коэффициент расхода окислителя корректируют независимо от знака изменения расхода топлива.

В количественном отношении коррек- тируюш;ий сигнал распределяется по зонам печи пропорционально отношению изменения расхода топлива на зону к общему изменению расхода на коррек10

коэффициентов расходов воздуха). В неотапливаемой зоне; между общим дымо- отбором и первой отапливаемой зоной осуществляется непрерывный отбор отходящих продуктов сгорания для определения в них содержания 0 с помощью автоматического газоанализатора .

Максимально возможный расход топлива по зонам составляет: I зона 1250 нмз; II зона 1250 III зона

15 1250 нмз; IV зона 500 нм ; V зона 500 нмз.

При прочих равных условиях минимум потребления топлива имеет место при содержании кислорода в отходящих

„„ продуктах сгорания, равном 1,8%, и при изменении расхода топлива на каждые 100 нм, вызывающим изменение содержания кислорода в дыме, коэффициент расхода окислителя необ25 ходимо изменить на 0,034, чтобы ликвидировать отклонение С ,

При работе печи с температурами по зонам I-V 1100; 1200; 1230; 1250 и 1250 С и заданными коэффициентами расхода воздуха (с/) 1,2; 1,1; 1,05; 0,95 и 0,95 расходы топлива по зонам составляют 800, 800; 700, 300; 250 нм . Содержание Ог 1,8%.

В процессе работы во II-IV зонах

30

40

тируемые зоны. При достижении расхода - происходит снижение расходов топлива воздуха в корректируемых зонах мак- соответственно на 600, 600 и 250 нм,

что вызывает повышение окислителя в отходящих продуктах сгорания до 4,5%. Общее уменьшение коэффициента расхода окислителя равно 0,493. Корректирующий сигнал согласно предлагаемого способа распределяется: на II зону 0,2-, на III зону 0,2j на IV зону 0,093, т.е. заданные значения с по по зонам II 0,9; III 0,85; IV 0,857. Содержание кислорода в отходящих продуктах сгорания снижается до

симально возможного значения коэффициент расхода окислителя увеличивают в зоне с минимальной температурой металла и уменьшают при достижении рас

хода воздуха в корректируе1мых зонах минимально возможного значения в зоне с максимальной температурой металла.

Коррекцию производят до тех пор, пока содержание окислителя в отходящих продуктах сгорания не соответствует заданному.

Пример 1. В кольцевой печи нагревают заготовки из углеродистой стали от 20 до 1220-1260°С и затем подают их на стан.

Печь имеет одну неотапливаемую и пять автономно отапливаемых зон и работает по принципу противотока. Нуме- рация отапливаемых зон принята по ходу движения металла. В каждой из них предусмотрены автоматическая стабилизация температур и соотношения

45

50

1,95%, но не достигает оптимального значения. Расходы воздуха во II-IV зонах достигают минимально допустимых значений, поэтому осуществляют дополнительную коррекцию согласно предлагаемого способа в V зоне (зоне выдачи) , где металл имеет максимальную 55 температуру, уменьшая с/ на 0,1. После этого содержание О в продуктах сгорания достигает оптимального значения 1,8%.

13574452

расходов топливо - воздух (путем задания регуляторам соответствующих

0

коэффициентов расходов воздуха). В неотапливаемой зоне; между общим дымо- отбором и первой отапливаемой зоной осуществляется непрерывный отбор отходящих продуктов сгорания для определения в них содержания 0 с помощью автоматического газоанализатора .

Максимально возможный расход топлива по зонам составляет: I зона 1250 нмз; II зона 1250 III зона

5 1250 нмз; IV зона 500 нм ; V зона 500 нмз.

При прочих равных условиях минимум потребления топлива имеет место при содержании кислорода в отходящих

„ продуктах сгорания, равном 1,8%, и при изменении расхода топлива на каждые 100 нм, вызывающим изменение содержания кислорода в дыме, коэффициент расхода окислителя необ5 ходимо изменить на 0,034, чтобы ликвидировать отклонение С ,

При работе печи с температурами по зонам I-V 1100; 1200; 1230; 1250 и 1250 С и заданными коэффициентами расхода воздуха (с/) 1,2; 1,1; 1,05; 0,95 и 0,95 расходы топлива по зонам составляют 800, 800; 700, 300; 250 нм . Содержание Ог 1,8%.

В процессе работы во II-IV зонах

0

1,95%, но не достигает оптимального значения. Расходы воздуха во II-IV зонах достигают минимально допустимых значений, поэтому осуществляют дополнительную коррекцию согласно предлагаемого способа в V зоне (зоне выдачи) , где металл имеет максимальную температуру, уменьшая с/ на 0,1. Посе этого содержание О в продуктах сгорания достигает оптимального значения 1,8%.

После несклольких часов работы пр таком режиме получают следуюпще экономические показатели: общий расход природного газа 1400 , производительность печи 20,5 т/ч, удельный расход топлива 68,3 нм/т; время нагрева металла 40 мин; угар металла 1,04% от первоначального веса металла; температура металла на выдаче 1240 С,

После снятия экономических показателей корректируюпщй сигнал убран, содержание кислорода в отходящих продуктах сгорания равно 4,5%. Его уменьшают известным способом, вводя последовательно коррекцию на уменьшение d в 1-V зонах на величину: 0,15; 0,12; 0,1; 0,08 и 0,05. Содержание кислорода уменьшается до 2,3%, но не достигает оптимального. Поэтом осуществляют второй цикл коррекции, уменьшив с/ в I зоне на 0,15. После этого содержание 02 в продуктах сгорания достигает оптимального значения. После нескольких часов работы получают следующие экономические показатели: общий расход топлива 1400 , производительность печи 19,7 т/ч , удельный расход топлива 71 , время нагрева металла 42 мин, угар металла 1,07% от первоначального веса металла, температура металла на выдаче 1235°С.

Пример 2. При работе печи с температурами по зонам I-V 1100; 1200; 1230, 1250 и 1250°С и заданными коэффициентами расхода воздуха 1,2j 1,1; 1,05j 0,95 и 0,95 расходы топлива по зонам составляют 800, 800 700; 300 и 250 нм . Содержание Oj в отходящих продуктах сгорания 1,8%.

В процессе работы в III-V зонах расход топлива увеличивается соответственно на 500, 200 и 250 нм, что вызывает уменьшение содержания 02 в продуктах сгорания до 1,25%. Общее изменение коэффициента расхода окислителя равно 0,323. Корректирующий сигнал согласно предлагаемого способа распределяется: на III зону 0,17; на IV зону 0,068; на V зону 0,085, т.е. фактические заданные значения с по зонам стали d III 0,88; d IV 0,882; о V 0,865.

Содержание кислорода в отходящих продуктах сгорания повьш1ается до 1,4%, но не достигает оптимального значения. Расходы воздуха в III и IV

зонах достигают максимального значе - ния (12500; 5000- 5000 нм ), поэтому согласно предлагаемого способа осуществляют дополнительную коррекцию в I зоне (зоне посада), где металл имеет минимальную температуру, увеличивая о/ на 0,2, что приводит к по

п

вышению 0 в продуктах сгорания до оптимального значения 1,8%. После нескольких часов работы при таком режиме получают следующие экономические показатели: общий расход природного газа 3800 , производительность

g печи 70 т/ч; удельный расход топлива 54,3 нм /т; время нагрева металла 1 ч 40 мин, угар металла 1,04% от первоначального веса, температура металла на выдаче .

После снятия экономических показателей корректирующий сигнал убран, содержание Oj в продуктах сгорания 1,25%. Его повьш ают известным способом, последовательно вводя коррекцию

5 по зонам I-V, увеличения с/ на величину: 0,05; 0,08; 0,1; 0,12. После подачи корректирующего сигнала в

IVзону содержание Oj оптимальное 1,8%. После нескольких часов работы

Q получают следующие показатели: общий расход природного газа 3800 нм /ч-, производительность печи 67 т/ч;удель ный расход топлива 56,7 время нагрева металла 1 ч 44 мин-, угар металла 1,07% от первоначального веса, температура металла на вьщаче 1240 С.

Пример 3. При поддержании в зонах I-V соответственно температур 1100; 1200; 1230 и 1250 С и d 1,25i 1,2; 1,1; 0,9 и 0,9 содержание 0,; составляет 0,5%, расход топлива снижает во всех зонах в 1,5 раза (печь отапливается мазутом). Для устранения отклонения 62 от заданного в IVзбнах увеличивают с/ на 0,6; 0,6; 0,55; 0,45 и 0,4 соответственно. После достижения 0 оптимального значения 1,8% общий расход мазута

2730 , время нагрева металла 2 и 10 мин; производительность печи

41 Т/Ч-, угар металла -1,5%.; удельный

расход мазута 66,6 температура

металла на выдаче .

По истечении 3 ч работы возвраща- 5 ются к исходным заданиям температуры ,.

и d (соответственно 1100; 1200; 1230;

1250 и 1250°С и 1,25-, 1,2; 1,1; 0,9-,

0,9 и 0,5%).

0

Повышение 0. в

j j. продуктах сгорания проводят увеличением по зонам согласно известного способа с уменьшающимся шагом на величины 0,2 0,2; 0,18; 0,15, 0,12. После первого цикла содержание О. достигает 1,2%. Поэтому осуществляют второй цикл коррекции на те же величины, содержание 0 1,6%. Лишь после третьего цикла содержание Oj достигает оптимального значения 1,8%.

Общий расход мазута 2890 , время нагрева металла 2 и 18 мин, производительность печи 41 т/ч, угар металла 1,52%, удельный расход мазута 70,5 , температура металла на выдаче .

Таким образом, по сравнению с известньм способом управления сжиганием JQ от знака изменения расхода топлива, топлива путем последовательной кор2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что корректирующий сигнал распределяют по зонам пропор- предлагаемый способ позволяет на кон- 25 ционально отношению изменения расхода кретной печи улучшить топливоисполь- топлива в зоне к общему изменению зование на /ч/ 5%, уменьшить угар металла на 1% и увеличить производительность печи на «3,5%.

рекции коэффициента расхода окислителя по зонам печи с последовательно уменьшающимся шагом от зоны к зоне.

расхода топлива на корректируемые зоны.

3. Способ по п.I, отличающийся тем, что коэффициент расхода окислителя увеличивают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах максимального значения в зоне с минимальной температурой металла и уменьшают при достижении расФормула изобретения

1, Способ управления сжиганием топлива в проходной печи путем регулирования расхода окислителя с кор30

3. Способ по п.I, отличающийся тем, что коэффициент расхода окислителя увеличивают при достижении расхода воздуха в корректиру емых зонах максимального значения в зоне с минимальной температурой металла и уменьшают при достижении рас

рекцией его по составу отходящих про- хода воздуха в корректируемых зонах дуктов сгорания, отличаю щи й- с я тем, что, с целью улучшения

минимального значения в зоне с максимальной температурой металла.

Редактор Н.Рогулич Заказ 5970/24

Составитель Г.Колченко

Техред И.Попович Корректор Г.Решетник

Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

топливоиспользования, повышения производительности печи и снижения угара, коэффициент расхода окислителя изменяют Б зонах, в которых произошло изменение расхода топлива за период времени от момента ликвидации отклонения по содержанию окислителя в отходящих продуктах сгорания до момента возникновения следующего отклонения, причем при избытке окислителя в отходящих продуктах сгорания коэффициент расхода окислителя уменьшают в зонах, где расход топлива снизился, а при недостатке увеличивают в зонах, где расход топлива повысился, при синфазном изменении расхода топлива во всех зонах коэффициент расхода окислителя корректируют независимо

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что корректирующий сигнал распределяют по зонам пропор- ционально отношению изменения расхода топлива в зоне к общему изменению

расхода топлива на корректируемые зоны.

3. Способ по п.I, отличающийся тем, что коэффициент расхода окислителя увеличивают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах максимального значения в зоне с минимальной температурой металла и уменьшают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах

хода воздуха в корректируемых зонах

минимального значения в зоне с максимальной температурой металла.

Изобретение, относится к области металлургии и может быть использовано при нагреве металла в многозонных проходных пламенных печах. Целью изобретения является улучшение топли- воиспользования, повьшение производительности печи и снижение угара металла за счет изменения коэффициента расхода окислителя в зонах, в которых произошло изменение расхода топлива за период времени от момента ликвидации отклонения по содержанию кислорода в отходящих продуктах сгорания до момента возникновения следующего отклонения. При избытке кислорода в отходящих продуктах сгорания коэффициент расхода окислителя уменьшают в зонах, где расход топлива снизился, а при недостатке увеличивают в зонах, где расход топлива повысился. При синфазном изменении расхода топлива во всех зонах коэффициент расхода окислителя корректируют независимо от знака изменения расхода топлива. Корректирующий сигнал распределяют по зонам пропорционально отношению изменения расхода топлива в каждой зоне к общему изменению расхода топлива на корректирующие зоны. Коэффициент расхода окислителя увеличивают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах максимального значения в зоне с минимальной температурой металла и уменьшают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах минимального значения в зоне с максимальной температурой металла. (Л 00 сд | 4Sk 4 сл