Устройство для регулирования давления в печи Советский патент 1988 года по МПК C21D1/74 

Изобретение относится :с области печной техники и может быть Hcnojtb- зовано в любой области народного хозяйства где находят применение; плавильные, или нагревательные топливные печи.

Цепь изобретения повышение точности регулирования давления в пе.чи для широкого диапазона изменелшя теловых нагрузок печИо

На чертеже показана прингщпиапь- ная скема устройства.

Устройство состоит из )лонпоесс:ор 1S вмонтированного в воздухоподводя 1дем коллекторе дроссельного кяапсша 2s измерительной диафрагмы 3 горел ки 45 печи 5 о дымоотводящаго трак- ;Та 6g дьпчовой трубы 7, заканчивающейся устьем 8., клапана 9 ггротиво- |давления5 вмоктированногс в ттгубо- |провод 105 соединяюгод-тй д:асток зоз- |духоподводящего кoлJ eктopa9 распо- ложенный после дроссельного клапана с устьем дымовой трубы посредством вводного патрубка 1Ij клапана 12 противодавления , Бмомтиро.ванного в трубопровод (jj соединяюЕЩй посредством вводного патрубка f4 учас- ток воздухоподводящего колх ектора„ распологхенньш перед дроссгльньм ram паном., с дьыоотводя11.рфз трактом

Устройство pa6otaeT спедующш ; образом.

Вначале однозначно производится настройка системьь . При средней теп- ;ловой нагрузка на печь,; соответству ;ющей среднему расходу топлива и иоз ;духа для сяснгания этого топтотва из менением положения печного дьиов р™ го шибераг который обычно выполняет функции отсечного устройстваg бло кирующего печь от дымовой трубьз на время ремонта; устанавливают оптн мальную величину давления газа в топочной камере, запускают печь и систему в работу,

1

При ср м:;ней тепловой нагрузке -на

печь воздух от компрессора 1 направляют через регулирующий воздукшый дроссельнтз1Й клапан 2, находянв йся в среднем положении открытия,, измерительную диафрагму 3 и вводят.через горелку 4 в печь 5j. где смешивадат с ТОПЛИВОМ;; сш-ггают топливо с образованием гфодуктов сгорак1 я и созданием опт1-шах;ьнох- д давления газа в печи. Далее П1 одукть5 сгорания назт-- равляют по ,дымо о ТВ едящему тракту

s

5

0

0

6 и под действием тяги дымовой трубы 7 удаляют через ее устье 8 в ат- мосферу.

При увеличении тепловой нагрузки на печь вьппе средней ее величины автоматически приоткрьшается- воздушный дроссельный клапан 2, при этом з величивается давление воздуха на участке после дросселирования. Под дейсти1ем увеличенного давления воздуха автоматически открывается клапан 9 противодавления и часть воздуха поступает по трубопроводу 10 через вводной патрубок 11 в полость дымовой трубы у ее устья, образуя эжектирутощую воздушную струю. Это создает дополнительное разреже- i-ffle в дымовом тракте печи, компенси- -рующее увеличение давления в топочном пространстве при увеличении тепловой нагрузки на печь„

При снижении тепловой нагрузки на печь ниже средней ее. величины, происходит автоматическое прикрытие воздушного дросселяJ что увеличивает давлени.е воздуха на участке перед дросселированием. Это вызьгоает автоматическое открытие клапана 12 противодавления и часть воздуха поступает по трубопроводу 13 через патрубок 14 в дымовой тракт, образуя встречную, с дымовыми газами струю воздуха. Это создает дополнительное сопротивление з дьмовом тракте печи, компенсирующее снижение.давления в топочном пространстве при снижении нагрузки на печь

3 результате осуществляют быстродействующую автодинамическую ста&и- .гшзащ1ю давления газа в топливной печи на оптимальном уровне во всем .диапазоне изменений тепловых нагрузок на печь, в т„ч. при частых и быстрых изменениях газодинамической ситуации в печи,

Пример. Нагревательный колодец для нагрева стальных слитков перед прокаткой отапливается коксодоменным газом. Средний расход газа на колодед 3000 м /ч, воздуха 4200 . Давление газа в колодце регулируется механической системой, управляющей дымовым клапаном в дымо- ходе. Удельный расход тепловой энергии составляет 1180 кДж-кг. Потери металла от окисления 3,0%. Стойкость крышек рабочей камеры г.

Перепад температур по высоте слитков составляет 80-1UO°C. Температура окружающей среды в радиусе 1U м вокруг колодца 40-80°С. Атмосфера на рабочей площадке загазована вредными компонентами.

Для осуществления предлагаемого способа установлены два дополнительных воздухопровода соответствующего диаметра: один --от участка печного воздухопровода с врезкой в него после регулирующего дросселя и проложенного до устья дымовой трубы, дру , гой - от участка печного воздухопровода с врезкой в него перед регулирующим дросселем и проложенного до дымового тракта перед дымовой трубой. Первый создает эжектирующуто струю, второй - струю противовоз- действия. На обоих воздухопроводах установлены клапаны противодавления, отрегулированные на давление в соответствующем участке печного воздухопровода при средней тепловой нагрузке на колодец: первый - на давление воздуха 5 Па, второй - 5,6 Па.

Получают систему автодинамической стабилизации давления газа в колодце, работающую следующим образом.

При средней тепловой нагрузке на колодец и расходе воздуха для сжигания топлива,равном 4200 м /ч, изменением положения дымового щибе- .ра первоначально устанавливают оптимальное давление газа под, крышкой колодца, равное 5 Па. При этом давление воздуха в воздухопроводе после регулирующего дросселя составляет 4,9 Па, перед ним, - 5,5 Па. Оба клапана противодавления на дополнительных воздухопроводах закрыты, В случае, например, падения температуры в колодце срабатьшает традиционная для печей система автоматического управления температурой в рабочем прязст1ханстве, которая увеличивает подачу газообразного топлива в колодец и пропорционально ему подачу воздуха открытием воздушного дросселя на печном воздухопроводе. Давление газа в колодце при этом возрастает (выще 5 Па). Также возрастает давление воздуха в воздухопроводе после регулирующего дросселя и при его значении более 5 Па открывается клапан противопав

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ления на дополнительном воздухопроводе 10, ведущем в устье дымовой трубы, и часть воздуха поступает к эжектору.

Это вызывает возникновение дополнительного разрежения в дьмовом тракте колодца, что сниж.ает давление газа в рабочем пространстве до первоначального оптимального значения, равного 5 Па. При дальнейшем увеличении тепловой нагрузки и соответственно увеличении давления и расхода воздуха пропорционально увеличивается расход воздуха на эжектор в устье дымовой трубы что аналогично предыдущему стабилизирует давление газа в рабочем пространстве на уровне 5 Па,

В случае, например, увеличения температуры в колодце также вначале срабатывает система автоматического управления температурой в рабочем пространстве, которая снижает подачу газообразного топлива в колодец и пропорциональнд ему подачу воздуха прикрытием воздушного дросселя на печном воздухопроводе. Давление газа в колодце при этом упадет ниже 5 Па. Однако одновременно из-за прик- .рытия дросселя возрастает давление воздуха на участке печного воздухопровода пэред дросселированием (свыше 5,6 Па). Это приводит к открытию клапана противодавления на дополнительном воздухопроводе 13, ведущем к дымовому борову, и часть воздуха поступает для создания противодействующей дымовому потоку струи. Это вызьшает возникновение дополнительного сопротивления в дымовом тракте, что приводит к увеличению давления газа в рабочем пространстве колодца до оптимального первоначального значения, равного 5 Па. При дальнейшем снижении расхода топлива и воздуха на печь аналогично предыдущему пропорционально возрастает расход воздуха, поступающего в дымовой боров, что пропорционально увеличивает сопротивление- дымового тракта, и следовательно давление газа в колодце стабилизируется на оптимальном уровне, равном 5 Па.

Таким образом, во всем диапазоне , изменений тепловых нагрузок на нагревательный колодец получают стаби- : лизацию давления газа в рабочем пространстве на оптимальном уровне.

При работе устройс-гйа удельный расход тепловой энергии составляет 1(|)90 кДж/кг, потери металла от окис- лфния 21,4%у стойкость крьшек рабочей кфмеры 2,7 года,, перепад температур пс высоте слитков 60-70°С, темпера- тзфа окруж1ю1дей среды в радиусе Юм вокруг колодца 25-60°С атмосфера рабочей площадке загазована вред- ными компонентами в пределах допус- TitMbDc санитарных норм.

Таким образом, предлагаемое уст- йство для регулирования давления в |печи позволит сократить удельный р41сход тепловой энергии на 7-10%, снизить потери металлов от окисле- нкя на 15-25%5 улучпшть качество нг1грева слитков в печи, повысить стойкость ограждающих элементов и гарнитуры печи, улучшить санитарное ссстояние околопечной среды н обслуживание печи9 исключить затраты на обслуживание системы при практически неограниченном сроке ее службы,, а для вновь строящихся печей - уменьшить капитальные затраты благодаря более низкой требуемой высоте дымовой трубы paccчитыsae oй уже не на м ксимальнзто, а на среднюю тепловую нагрузку на печь.

Формула изобретения

1,Устройство для регулирования давления в печи, содержащее воздухо- подводящий коллектор с дроссельным клапаном, соединенный с горелками

и с дымоотводЯщим трактом посредством трубопровода с патрубком для сброса избыточного воздуха, отличающееся тем, что, с целью повьппення точности регулирования в широком диапазоне изменения тепловых нагрузок, устройство снабжено дополнительным трубопроводом с патрубком для сброса избыточного воздуха в дымоотводящий тракт, причем основной трубопровод подсоединен до дроссельного клапана, а дополнительный - после дроссельного клапана, при этом патрубок основного трубопровода расположен в дымовом тракте соосно с ним и направлен против движения дымовых газов, а патрубок дополнительного трубопровода по ходу движения дымовых газов.

2.Устройство по n.t, отличающееся тем, что на трубопроводах с патрубками для сброса избыточного воздуха установлены клапаны противодавления.

Изобретение относится к печной теплотехнике, а именно к плавильным и нагревательным топливным печам. Цель изобретения - повышение точности регулирования в широком диапазоне изменения тепловых нагрузок. Сущность изобретения в том, что автоматически при изменении тепловой нагрузки срабатывают клапаны противодавления 9, 12, установленные на воздухопроводах 10, 13 для сброса давления в дымовой тракт, причем клапан 12 срабатьтает при снижении тепловой нагрузки, а клапан 9 - при повышении тепловой нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с (/) 2к.