Способ автоматического управления сжиганием топлива в многозонной проходной пламенной печи Советский патент 1982 года по МПК C21D11/00 

(5) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СЖИГАНИЕМ ТОПЛИВА В МНОГОЗОННОЙ ПРОХОДНОЙ ПЛАМЕННОЙ

I

Изобретение относится к металлургии и может быть применено для нагрева в многозонных проходных пламенных печах.

Известен способ автоматического регулирования режимом горения топлива в проходных многозонных пламенных печах, при котором коэффициент расхода окислителя (OL ) стабилизируют по зонам печи на одном заданном уровне во всем диапазоне изменения производительности .

Однако при таком способе управления не обеспечивается эффективное сжигание топлива в виде того, что не учитывается количество неорганизованного воздуха, поступающего в виде подсосов в рабочее пространство печи, а также изменение состава топлива и качество его сжигания при изменении производительности печи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является способ авПЕЧИ

томатического управления сжиганием топлива, при котором для обеспечения качест.венного горения последнего при всех тепловых режимах в условиях изменяющихся потерь и подсосов воздуха, состава топлива и производительности печи, предусмотрена автоматическая коррекция заданного коэффициента расхода окислителя по содержанию кислорода в уходящих продуктах сгорания 2J.

Однако данных способ автоматического управления применительно к многозонным проходным пламенным печам не обеспечивает минимально возможного расхода топлива и угара металла, а также повышения производительности печи, так как в печах этого типа продукты сгорания предыдущей зоны, поступая в последующую смешиваются с продуктами сгорания этой зоны, и следовательно, состав атмосферы каждой из них определяется условиями сжигания топлива не , только в данной зоне, но и в ряде предыдущих С по ходу движения дыма) зон. Корректируя, согласно существующему способу, коэффициент расхода окислителя в одной зоне можно добиться требуемого состава продуктов сгорания на выходе из печи при неэкономичной работе других зон и всей печи в целом. Цель изобретения - улучшение топ Ливоиспользования, рационального ра пределения окислительного потенциал по длине печи для уменьшения окалинообразования и повышение производи тельности печи. Указанная цель достигается тем, что коэффициент расхода окислителя меняют последовательно по зонам печи путем регулирования расхода окислителя с коррекцией его по составу отходящих продуктов сгорания, при избытке окислителя в отходящих продуктах сгорания топлива его умен шают в направлении, обратном движению металла, а при недостатке увеличивают в направлении движения металла. Коррекция производится циклически в диапазоне 0,7 - 1, с последовательно уменьшающимся шагом от зоны к зоне в пределах 0,2-0,05 в каждом цикле. Коррекция производится до тех пор, пока содержание окислителяв отходящих продуктах сгорания не будет соответствовать заданному С опти мальному) Диапазон .и шаг изменения коэффициента расхода окислителя выбирают условия обеспечения высоких технико экономических показателей работы печей во всем диапазоне изменения темпа выдачи, сортамента и температуры посада металла. Управление осуществляется следую щим образом. Газоанализатор, установленный в зоне посада металла, фиксирует соде жание О2. в отходящих продуктах сгорания. Система автоматического управления сравнивает показатели га анализатора с заданием. При недостатке О 2 увеличивают q в первой зоне ( нумерация принята по направлению движения металла ) на максимальную величину, не превышающую значения О.. Если при этом соде жание О останется меньше заданного. 4 увеличивают коэффициент расхода окислителя с уменьшающимся шагом во второй, а при необходимости последовательно в остальных зонах, причем величина минимального шага составляет 0,05. Если при введении коррекции в последней зоне содержание 0 в отходящих продуктах сгорания остается меньше заданного, цикл повторяют, начиная с первой зоны. Введение коррекции осуществляют до момента достижения заданного содержания окислителя в отходящих продуктах сгорания. При избытке окислителя уменьшают коэффициент расхода окислителя вначале в последней зоне (. зоне выдачи металла); Уменьшение производят с максимальным шагом, не превышающим 0,2. Если содержание 0 не достигло заданного, осуществляют коррекцию в последующих зонах с уменьшающимся шагом аналогично предыдушему случаю. Введение коррекции в зоне прекращают также в случае достижения oL предельных значений oL 0,7 и oL 1,4. Пример. В кольцевой проходной печи нагревают заготовки из углеродистой стали диаметром 150 мм длиной 2,3 м от 20 до 1220- и затем подают их на трубопропрокатный стан. Печь имеет одну неотапливаемую и пять автономно отапливаемых зон и работает по принципу противотока. Нумерация отапливаемых зон принята по, ходу движения металла. В каждой из них предусмотрена автоматическая, стабилизация температур и соотношения расходов газ-воздух (путем задания на регуляторы соответствующих коэффициентов расхода воздуха О). В неотапливаемой зоне между общим.дымоотбором и первой отапливаемой зоной осуществляют непрерывный отбор уходящих продуктов сгорания для определения содержания в них On с помощью автоматического газоанализатора. Экспериментально установлено, что при прочих равных условиях минимум потребления топлива имеет место при содержании кислорода 1,8%. При поддержании в зонах 1-У соответственно температур 1100, 1200, 1230, 1250 и 1250С и 1,25, , 1,15, 1,05, 0,9 и 0,9 содержание О2,Э, что свидетельствует о перерасходе топлива. Для устранения этого в зонах 1-У соответственно с уменьшающимся шагом последовательн вводят коррекцию на уменьшение об. величину: 0,15, 0,12, 0,1, 0,08 и 0,05- После этого содержание 0 уме шается до 2,3%, но не достигает оп тимального. Поэтому осуществляют второй цикл коррекции , уменьшив ее в тех же зонах на те же величины. После этого содержание О в продуктах сгорания достигает оптимального значения. Общий расход природного газа , время нагр,ева металла - 1 ч 10 мин, производительность 405 т/ч, угар метал ла 1,0 от первоначального веса, удельный расход газа 70,1 мм /т, температура металла на выдаче 1240°С. По прошествии нескольких часов .работы вновь возвращаются к тем же заданиям температуры и сС rio зона 1-У Соответственно 1100, 1200, 1230, 1250, и 1,25, 1,15, 1,0, 0,9, 0,9.. Содержание 0 в ды ме вновь стает 2,0%. Его уменьшают согласно известному способу (путем коррекции об в I зоне, а в остальных оставляют без изменения). При достижении oL в этой зоне 1,05 содержание О 2 в продуктах сгорания уменьшается до оптимального значени 1,8. При этом общий расход газа MMV4 , время нагрева металла 1 ч 18 мин, производительность +7,3 т/ч, угар металла 1,07% от. первоначального веса, удельный расх топлива 72,9 MMVT, температура выдачи металла 1220 С. Таким образом, по сравнению с известным способом управления сжи ганием топлива путем коррекции коэф фициента расхода окислителя в одной зоне печи по составу отходящих продуктов сгорания предлагаемый способ позволяет на конкретной печи улучшить топливоиспользование на , уменьшить угар металла на 8 и увеличить производительность на л/ 2,5%Улучшение топливоиспользования, как уже указывалось, происходит за счет более качественного сжигания топлива в каждой зоне с учетом влия ния последующих зон, что .достигается выбором величины коррекции об в 566 интервале 0,2-0,05 в зависимости от задания а на регулятор каждой зоны. Уменьшение угара достигается в основном)за счет того, что увеличение е, осуществляется в большой степени в тех зонах, где металл еще сравнительно холоден и процесс его окисления происходит незначительно и в меньшей степени в зонах, где металл нагрет до температур, при которых его окисление осуществ ляется интенсивно. Тот же эффект достигается и при уменьшении с С в значительной степени в конечных зонах и в .незначительной в начальных). Таким образом, предлагаемый способ позволяет для различных ситуаций изменять распределение окислительного потенциала печной атмосферы по длине рабочего пространства наиболее рациональным образом-. Увеличение производительности печи происходит в основном, за счет увеличения калориметрической температуры топлива ( за счет улучшения качестве его сжигания во всех зонах). Предлагаемый способ может быть применен не только при реализации обычного окислительного, но еще с большим эффектом при применении малоокислительного режима нагрева металла. Формула изобретения 1. Способ автоматического управления сжиганием топлива в многозонной проходной пламенной печи путем регулирования расхода окислителя с коррекцией его по составу отходящих продуктов сгорания, отличающийс я тем, что с целью улучшения топлиеоиспользования, рационального распределения окислительного потенциала печной атмосферы по длине рабочего пространства для уменьшения окалинообразования и повышения производительности печи, коэффициент расхода окислителя изменяют последовательно по зонам печи, причем при избытке окислителя в отходящих продуктах сгорания топлива его уменьшают в направлении, обратном движению металла, а при недостатке - увеличивают в направлении движения металла .

7 9337568

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю-Источники информации,

щ и и с я тем, что коэффициент рас-принятые во внимание при экспертизе

хода окислителя изменяют циклично. 1. Каганов ВЛО., Блинов О.М.,

в диапазоне 0,, с последователь-Беленький A.M. Автоматизация управно уменьшающимся шагом от зоны к зо-5 ления металлургическими процессане в пределах 0,2-0,05 в каждом цик-ми. М., Металлургия, 197+, с. .

ле.2. Там же, с. ЗП .