Система автоматического регулирования теплового режима нагревательной печи Советский патент 1980 года по МПК F27D19/00 F23N5/00 

Изобретение относится к автоматическому регу.лированию тепловых объек тов и может быть использовано в металлургии и машиностроении. Известна система регулирования го рения с обратной связью по качеству горения топлива - оптической плотностью отходящих продуктов сгорания. Система включает в себя датчик оптической плотности дымовых газов, регулятор температуры и исполнительный механизм на трубопроводе топлива 1 Известно устройство для управления процессом горения, состоящее из датчика температуры, индикатора топочного процесса и регулятора, управ .тмющего подачей окислителя в зону горения 2. Известна также система автоматического регулирования теплового режиМа нагревательной печи, состоящая из датчика регулируемого параметра, подключенного к первому сумматору, регулятора топлива,датчиков расхода топлива и воздуха, подключенных к вх дам второго сумматора, выход которого соединен с регулятором воздуха и корректирующего устройства 13 . Однако известные устройства не обеспечивают поддержание процесса горения на заданном уровне, поскольку в горении участвует не только воздух, поступающий по трубопроводу, но также воздух, попадающий в рабочее пространство из атмосферы за счет подсосов через неплотности корпуса печи, окна загрузки и выгрузки во время соответствующих операций. Качество также зависит от температуры подогрева в рекуператорах воздуха, идущего на горение, влажности воздуха, порядка размещения заготовок в рабочем пространстве, изменения калорийности топлива и т.д. В период нагрева металла возможны значительные (20-50% и более) утечки воздуха через неплотности рекуператора. Причем, утечки могут носить непостоянный, случайный характер. В этих условиях будет наблюдаться неудовлетворительное сгорание топлива, что приводит к снижению тепловой мощности печи и перерасходу топлива. Цель изобретения - повышение КПД Для достижения этой цели в систему, содержащую датчик регулируемого параметра ,например температуры,подключен ного к первому сумматору, регулятор топлива, датчики расхода топлива и воздуха, подключенные к входам второго сумматора, выход которого соединен с регулятором воздуха,и корректирующее устройство, вводятся датчик топоч ного процесса, соединенный с корректирующим устройством, первый выход которого соединен со вторым входом регулятора воздуха, а второй выход Нерез конечный выключатель исполнител ного механизма подачи воздуха с первым входом регулятора топлива, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора. Конечный выключатель замкнут в крайнем открытом положении исполнительного механизма подачи воздуха . На чертеже представлена предлагаемая система автоматического регулиро вания теплового режима нагревательной печи. Система содержит датчик регулируемого параметра, например термопару 1, задатчик 2 температуры, первый сум матор 3, регулятор 4 топлива, исполнительный механизм 5 регулировочного клапана б подачи топлива, датчики 7 и 8 расхода топлива и воздуха, .второй сумматор 9, задатчик 10 соотношения, регулятор 11 воздуха, исполнительный механизм 12 регулировочного клапана 13 подачи воздуха, конечный выключатель 14- датчик 15 топочного процесса корректирующее устройство 16, аадатчик 17 режима топочного процесса. В случае установившегося сигналы термопары 1 и задатчика 2 температуры равны. На выходе суммато ра 3 сигнал равен нулю. Соответствен но на выходе регулятора 4 топлива си нал также равен нулю, и исполнительный механизм 5 находится в определен ном положении, обеспечивая постоянны расход -топлива. Сумма сигналов датчиков 7 и 8 рас хода топлива и воздуха на выходе сум матора 9 соответствует значению-уста ки задатчика 10 соотношения и на выходе регулятора И воздуха, сигнал равен нулю. Исполнительный механизм 12находится в неподвижном состоянии обеспечивая постоянный расход воздух Сигнал датчика 15 топочного процесса соответствует значению сигнала задатчика 17.На выходах корректирующего устройства 16 сигналравен нулю Если под воздействием внешних воз мущений топочный процесс изменился, сигнал датчика 15 не будет соответст вовать значению сигнала задатчика 17 и на выходах корректирующего устройства 16 появится;сигнал. Если воздуха, идущего на горение, достаточно для компенсации возникшего возмущения, регулировочный клапан 13подачи воздуха открыт не полность и конечный выключатель 14 его исполнительного механизма 12 разомкнут. Корректирующий сигнал поступает на второй вход регулятора 11 воздуха, на выходе которого появляется управляющий сигнал/ под воздействием которого исполнительный механизм 12 поворачивает регулировочный клапан 13, изменяя расход воздуха. Когда возмущение скомпенсировано , на выходе корректирующего устройства 16 сигнал становится равным нулю. Если потери воздуха в рекуператоре настолько велики, что при полностью открытом регулировочном клапане 13 поступающего воздуха недостаточно для стабилизации процесса горения, корректирующий сигнал поступает, на регулятор воздуха и через замкнутый конечный выключатель 14 на первый вход регулятора 4 топлива, на выходе которого появляется сигнал, под воздействием которого исполнительный механизм 5 поворачивает регулировочный клапан б, уменьшая расход топлива до стабилизации процесса горения. Использование коррекции по протеканию топочного процесса выгодно отличает предлагаемую систему автоматического регулирования теплового режима нагревательной печи от указанного прототипа, так как она обладает возможностью компенсации возмущений, возникающих в процессе горения топлива, В результате повышения качества и надежности регулирования повысится мощность нагревательных печей, позтому повысится их производительность на 1 % и снизится расход топлива на 5%. Формула изобретения 1,Система автоматического регулирования теплового режима нагревательной печи, содержащая датчик топочного процесса, например, температуры, соединенный со входом первого сумматора , выход которого через регулятор расхода топлива соединен с исполнительным механизмом, датчики расхода топлива и воздуха,.соединенные со вторым сумматором, выход которого через регулятор расхода воздуха соединен с исполнительным механизмом, ксЗрректор, соединенный с регулятором расхода воздуха, отличающаяс я тем, что, с целью повышения КПД печи, в нее введен датчик топочного процесса и конечный выключатель, установленный с возможностью взаимодействия с исполнительным механизмом подачи воздуха, причем датчик топочного процесса через корректор и конечный выключатель соединен с регулятором расхода топлива. 2. Система по п. 1, отл-ичаю щ а я с я тем, что в качестве датчика тбпочного процесса она содержит газоанализатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3861855, кл. F 23 п 5/08, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 409057 кл. F 23 п 5/00, .1970.

3.Авторское свидетельство СССР I 446718 кл. F 23 п 5/00, 1972 (прототип).

-15 ГЪ