Способ контроля температуры газов в печи Советский патент 1992 года по МПК C21D9/70 

Изобретение относится к теплотехнике, преимущественно к нагреву изделий в печах, а именно к контролю температуры в печах.

Цель изобретения - повышение ТОЧНОСТИ измерения-за счет- оптимального выбора места размещения термопары.

На фиг.1 дана схема размещения термопар в Г-образном канале на участке, параллельном внутренней поверхности стенки рециркуляционной камерной печи для обработки крупных слитков; на фиг. 2 - схема попадания лучистого потока на термопару при размещении ее в канале отходящих дымовых газов на недостаточном расстоянии от Г-образного поворота.

Схема (фиг.1) содержит смеситель 1 ин«екционного устройства, горелку 2, термопары 3-6, рециркуляционный

00 СХ) канал 7, кладку 8 печи, рабочее пространство 9 печи, нагреваемые 00 изделия (слитки) 10, жаропрочные

подставки 11, выкатной под 12. В кладке печи имеются рециркуляционные Каналы 7, через которые газ отбирается ИЗ рабочего пространства и поается в смесители инжекционных устройств.

На фиг.2 приняты следующие дополнительные обозначения: 13 - изгГучающая поверхность, находящаяся в рабочем пространстве печи, 1 - луч.

Прямое излучение от излучающей поверхности 13, находящейся в рабочем простронстое печи, попадает на участок стенки канала, находящийся сразу же за первым Г-образным поворото и частично поглощается, а частично рассеивается. ТТоэтому указанный ума ток в свою очередь служит и сточни ком излучения, которое попадает на чувствительный элемент 5. В связи с тем, что угловой коэффициент излучения в данном случае очень мал, таюхе очень Мала отражательная спо-. собность шероховатых стенок канала 7 уже на определенном расстоянии от поворота влияние излучения становит ся постоянно малым, так что оно пра тически незаметно ка фоне конвектив ной теплоотдачи от движущегося потока газа к стенкам канала. При проведений экспериментов в камерной печи в процессе нагрева ус тановлена зависимость связывающая параметры потока газа с MectoM оптимального размещения чувс гвительнбго элемента - термопары. Минимальное расстояние за первым Г-образным ПОВОРОТОМ, на котором ре коменду ется устанавливать термопа| У составляет 1.5ф, расход га за, м/с/ средняя скорость газового потока в Канале, . Если разместить чувствительный элемент за первым поворотом канала на расстоянии, меньшем Lfnnu , то влияние лучистых потоков из рабочей камеры проявляется дак(е на фоне кон вективной теЛлоотдачи от газа к сте кам канала. Л так как ввести постЬя ную поправку, учитывающую это влияние, практически невозможно (расположение изделий в печи, их темпе ратура, степень черноты, длина факела постоянно Изменяются), то нег вЬзможно также обеспечить точность контроля температуры газа, требуемую технологией. . Максимальное расстояние за первы Г-образным ПОВОРОТОМ определено в виде следующей зависимости: и Oiff Lte 3,5() . i Если чувствительный .элемент термометра установлен на большем расстоянии от поворота , то изме ренная температура обличается от средней температуры Газового потока. Следовательно, невозможно обеспечить точность контроля температуры газа, требуёму технологией нагрева, Таким образьм, размещение термопары на расстоянии 1. .5(2) за первым поворотом канала позволяет избех ать погрешностей, выносимых лучистыми потоками из рабочего пространства и температурным расслоением потока газа. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В стенке печи (фиг.2) выполняют канал 7 имеющий по крайней мере один поворот, и отбирают через этот канал газы из рабочего пространства печи. В частности, указанный канал может быть рециркуляционным. Экспериментально или расчетным путем определяют расход газа U и среднюю скорость V потока а канале. Расчетным путем находят значения:1-., з.зфЕсли параметры notoKa-. изменя- . ются, то находят максимальное зна чение нижнего предела (l.|J ) и минимальное значение верхнего предела (Ь ). Устанавливают чув- ствительный элемент термометра в канал за первым 6т рабочего пространства поворота на расстоянии L от этого поворота, причем iLu, и производят измерение температуры. П р им,ер. Используют рециркуля ционную камерную печь с садкой ZbO т (фиг.1), предназначенную для крупных слитков электрошлакового переплава. Каналы имеют Г-образную форму. Для реализации предлагае «эго -способа проведено экспериментальное исследование газового потока в рециркуляционном канале на участке, параллельном внутренней поверхности стенки печи. -В таблице представлены параметры газового потока в рециркуляционном канале при различных режимах работы печи. На основании данных таблицы опре ляют минимальное и максимальное зна ичО,5 ченил величины (-) п ,5и . П 71ft (ii(|W- 0.218; () 0,232. Определяют границы участка, на к ром возможно измерение температуры /соответствии с предлагаемым способо ,ижняя граница: b5(y)«4tu 0, м Верхняя граница: 0,763 м. ()щиц Таким образом, чтобы обеспечить сокую точность измерения температур газа в данном случае измерейие долж но производиться на участке, паралЛ1вльном внутренней поверхности стен ки печи за поворотом канала на расстоянии от него не менее OjStO м, н не более 0,7бЗ м, считая.от рабочег пространства. В рециркуляционном канале за пов ротои на расстоянии 0,450 м, считая от рабочего пространства, установле на термопара. , . Для сравнения производят измер ние температуры известным способом. Для него устанавливают термопару во входном сечении канала Одно временно производят измерение термопарами, установленными за пределами обусловленных предлагаемым способом границ, для чего в рециркуляционном канале на расстоянии соответственно 100 и 1000 мм за первым от раСЗочего пространства првор1отом установлены i термопары 3 и 5.1 Измерения проводят ка)|шый час в течение 18 ч нагрева. При применении предлагаемого способа, а также известного, в котором термопару устанавлввают в сквозном проходе для отходящих газов, выполненном в стенке печи, получёнь следующие результаты. В качестве контрольной используют отсасывающую термопару, установленную в канале Относительная средняя погрешность предлаг аемого способа,Не превыйиет 1,1%, а абсолютная погрешность соетавляет 5,. В то же время в известном, способе относительная средняя погрешность составляет 4,3 а абсолютная - 2l,. Для термопар, установленных с нарушением границ, получено соответственно 3,7 и 17, (нижняя граница) и Лj3 и 19,12 (верхняя граница). Нарушение нижней и верхн ей границ приводит к значительному снижению точности измерения. На основе исследований, которые производили в порядке опытно-промышленных , испытаний предлагае к го способа, разработаны новые режимные карты, обеспечивающие более точный режим нагрева при меньшем расходе инжектирующего воздуха. Работа по этим режимным картам обеспечивает снижение удельного расхода топлива на 5,9. . :-, . V Ф. о р м у л а и 3 о б р е т е н и я Способ кбнтроля температуры газов ; в печи, включающий измерение температуры в выполненных в стене печи отводящих газ израбо1чего пространства каналов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цепью повышения точности измерения , температуру измеряют в канале на участке, заэкранированном от прямого излучения из рабочего пространства, причем измерение проводят на расстоянии (1,5.. .3,5)(U/V) от входа в канал, где U - расход гЬза, м/с; V - средняя скорость газового потока, м/с.

Изобретение относится к теплотехнике, преимущественно »? нагревуизделий в печах, а именно к контро- . лю температуры в печах. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет оптимального выбора места размещения термопары. Размещение термопары в канале на'участке, заэкранированном от излучения, расположенном параллельно внутренней по- вехности стенки печи на расстоянии в пределах