Способ регулирования давления в рабочем пространстве печи Советский патент 1981 года по МПК F23N3/00 F27D19/00 C21D1/74 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ ПЕЧИ

. I. .

Изобретение относится .к регулированию давления в нагревательных печах, преимущественно в печах с защитной атмосферой.

Известен способ регулирования давления в печах путем изменения проходного сечения с помощью шибера или клапана, устанавливаемых в дымоходах или боровых р J.

Известный способ регулирования обладает инерционностью действия, а в период вьщержки, когда расход горючих газов (топлива) наименьший, этот способ не обеспечивает необходимого давления, что приводит к подсосам воздуха в рабочее пространство печи. Подсосы воздуха создают неравИонерность нагрева, повышают окисление металла и ведут к перерасходу топлива.

Цель изобретения-повьш1ение точг иости и качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что производят изменение проходного сечения дьмоотводящих каналов путем

доп- лнительной подачи воздуха одновременно в каналы и на входы в иих. Количество воздуха, подаваемого в дымоотводящие каналы, изменяют обратно пропорционально количеству воздуха, необходимого на дожигание за1цитного газа.

На чертеже показана печь безокислительного , на которой осуществляется предлагаем(й способ.

Печь имеет рабочее пространство I, трубопроводы 2 для подачи газа с дросселем 3 и исполнитёльньм механизмом 4, трубопровод 5 дляподачи воздуха на первичное сжигание с дросселем 6, . исполнительный механизм 7, смеситель 8, горелочмое устройство 9, коллектор для вторичного воздуха 1C с трубопроводом 1I для подачи воздуха до выхода в дымовой канал, дроссель 12, спаренный с дросселем 13, установленным на трубопроводе 14 для подачи воздуха в Дымовой канал. Дрос сели 12 и 13 с одним исполнительным механизмом 15 сопла 16 для подачи струй воздуха до выхода в дымовой какал и сопла 17 для подачи струй воздуха в дымоотводящий канал 8. По сигналу от термопары через регулятор в электросхеме исполнительный механизм 4 открывает полностью дроссель 2 tмомент подъема температуры) на трубопроводах 2, исполнител ный механизм 7 открьшает дроссель 6 на трубопроводе 5 для подачи воздуха в количестве, обеспечивающим коэффициент расхода воздуха 0,48-0,53. Смешение газа и воздуха происходит в смесителе 8, откуда смесь поступает в горелочное устройство 9. Исполнительные механизмы 7 и 4 регулируют понижение дросселей 6 и 3, обеспечивая необходимый расход топлива и воз духа на оборудование защитной смеси, С помощью дросселя 12 (через регулятор соотношения в электрической схеме) регулируют расход вторичного воз духа подаваемого по трубопроводу 14 через сопла 16 для дожигания защитной смеси из продуктов неполного сго рания и изменения проходного сечения на пути газов до дымоотводящего кана ла 18. Дроссель 12 спарен с дросселем 13, который регулирует подачу воздуха по трубопроводу 14 к соплам 7, установленным в дымоотводяшем ка нале 18, и регулирует сечение в дымо отводящем канале. Первоначальное положение дросселей подбирается так, чтобы при полностью открытомДросселе 3 расход во духа ччрез дроссель I2 обеспечивал б полное дожигание смеси в объеме рабо чего пространства и создавал максимальное пережатие сечения для прохода отходящих газов, а положение дрос селя 13 обеспечивало бы расход возду ха через сопла 17 в дымоотводящем ка нале 18 в таком количестве, что давление в рабочем пространстве было 1-1 мм рт.ст. Изменение сечений до выхода в дым отводящие камеры обеспечиваются за счет дожигания, что изменяет сопроти ление отходящих газов, а в дымоотводящем канале за счет кинетической энергии струй воздуха, пережинающих проходное сечение, это обеспечивает поддержание давления в рабочем пространстве при максимальном расходе топлива. При достижении заданной .температуры по импуАьсу от термопары через 3.А втбричный прибор срабатывает исполннтельный механизм 15, перемещая дроссель 12 в сторону уменьшения расхода воздуха через трубопровод 14 и перемещается дроссель I3 в сторону увеличения расхода воздуха через трубопровод 14, что повышает сопротивление и уменьшает проходное сечение в дымоотводящем-канале 18, поддерживая необходимое давление в рабочем пространстве печи. В режиме вьщержки, когда расход топлива (защитного газа), .наименьший, а температура продолжает растн, срабатывает второй контакт вторичного прибора температуры и снова срабатывает исполнительный механизм 15, воздействую1ций на дроссель 12, который уменьшает расход вторичного воздуха до выхода в дымовой канал, и на дроссель 13, который увеличивает расход воздуха через сопла I7 в дымовом канале, что приводит к перемещению дожигания в дымоотводящий канал 18, где возрастает сопротивление н уменьшается сечение для отход.щих газов, а в рабочем пространстве печи Г давление и теМпера.тура стабилизируется, так как дополнительного изменения расхода топлива не происходит. Струи воздуха, прдайаемогр по воздуховоду 14 в дьп оОтвбдящие каналы 18, направляются под углом 8590 к направлению движения отходящих газов. До входа защитных тазов в дымоотводящие каналы 18 струи воздуха на дожигание подаются в поток отходящих газов под углом 5-180 к направлению движения газов в зависимости от конструкции печи, в данном случае под углом 90. В момент открывания дверки печи на период загрузки или выгрузки, когда давление в рабочем пространстве печи I падает, струи воздуха, выходя в дымоотводящие каналы также препятствуют потоку окисляющих компонентов сверху в защитный слой, поддерживая первоначальное давление Так как защитного газа в рабочем пространстве печи мало, то количество выбивающихся газов уменьшается в период открывания, а подсос . воздуха около дверки создает дополнительную завесу за счет увеличения объ. ема газов при сгорании защитного газа в проеме окна, способствуя стабилизацин температуры и давления в рабочем пространстве печи I,

Экономическая эффективность от применения предлагаемого способа достигается за счет снижения брака от неравномерности температуры, который может достигнуть 1-2% от загрузки печи.

Снижение окисления металла за счет поддержания постоянства давления в период вь|Держки до 40%.

Экономия топлива за счет уменьшения подсоса и выбивания до 5%.

Формула изобретения

I. Способ регулирования давления в рабочем пространстве печи, преимущественно безокислительного нагрева с.дожиганием защитного газа, включающий изменение проходного сечения для газов в дымоотводящих каналах, о т л и .4 а ю щ и и с я тем, что, с це лью повышения точности и качества регулирования давления, иэнененив проходного сечения дымоотходящих ка налов производят путем дополнительной подачи воздуха однолременно в кана;1ы и на входы в них.

Источники информации,

принятые во внимание прл зкспертизе

I. Дорофеев К.Н. Основы автоматизации производства в термических цехах к контрольно-изкерительиые приборы. Машииостроение, Л., 1970, с. 169.