Способ регулирования температуры в печи

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЕЧИ, преимущественно в печи с восстановительной атмосферой, включающий подачу топлива и основного воздуха в зону горения и двустадийный дополнительный ввод остального воздуха при перераспределении его на каждую стадию в зависимости от отклонения температуры в рабочей камере печи, отличающийся тем, что, с целью расщирения пределов регулирования температуры при поддержании постоянного давления в печи, топливо и основной воздух в зону горения подают в обратной зависимости от отклонения температуры в рабочей камере, дополнительньп воздух на первой стадии вводят навстречу потоку дымовых газов в прямой за§ висимости, а на второй стадии спут (Л но ему в обратной зависимости от отклонения температуры, при этом поддерживают постоянное соотношение суммарного расхода основного и дополнительного воздуха к расходу топлива .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (594 F 27 D 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3620651/22-02 (22) 15.06,83 (46) 23.12.85. Бюл. 9 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов "ВНИИпромгаз" (72) Л.М. Новиков, О.Г. Рогинский, Л.И. Резников, А.А. Фалин и Е.С. Щепнова (53) 66.045.2(088.8) (56) Пуговкин А.Ч. Рециркуляционные пламенные печи. Л.: Машиностроение, 1975, с. 199 °

Авторское свидетельство СССР

N 585391, кл. F 27 В 9/40, 1976. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЕЧИ, преимущественно в печи с восстановительной атмосферой, включающий подачу топлива и основного воздуха в зону горения и двустадийный дополнительный ввод остального воздуха при перераспределении его на каждую стадию в зависимости от отклонения температуры в рабочей камере печи, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования температуры при поддержании постоянного давления в печи, топливо и основной воздух в зону горения подают в обратной зависимости от отклонения температуры в рабочей камере, дополнительный воздух на первой стадии вводят навстречу потоку дымовых газов в прямой зависимости, а на второй стадии спутно ему в обратной зависимости от отклонения температуры, при этом под". держивают постоянное соотношение суммарного расхода основного и дополнительного воздуха к расходу топлива.

1 12001

Изобретение относится к способу регулирования температуры в нагревательных и термических печах, в частности в печах с восстановительной атмосферой. 3

Цель изобретения — расширение пределов регулирования температуры при поддержании постоянного давления в печи.

На чертеже показана принципиаль- ® ная схема осуществления способа регулирования температуры в рабочей каМере печи.

В печи 1 установлена горелка 2, в которую поступает воздух А от вентилятора (не показан) через регули., рующую заслонку 3 и рекуператор 4.

Топливо (газ) поступает в горелку 2 через регулирующую заслонку 5 установочную заслонку 6. Воздух Б и В для дожигания и (или) разбавления продуктов сгорания поступает также от вентилятора через регулирующие заслонки 7 и 8 на первую и вторую стадии, соответственно, в дымоотводящий канал 9 печи 1 перед рекуператором 4. Имеется датчик l0 температуры в рабочей камере l1 печи, связанный с регулятором 12 температуры, исполнительный механизм которого соединен с регулирующей топливной заслонкой 5, а также с регулирующими воздушными заслонками 3, 7 и 8.

Воздух Б направляется в дымоотводящий канал 9 навстречу потоку дымовых газов, а воздух В направляется спутно потоку дымовых газов через отверстия, выходящие в дымоотводящий канал, Воздух Б и В может поступать в канал 9 одним или более потоками каж40 дый, причем потоки .воздуха Б и В могут подводиться в канал 9 несколькими потоками в различных сечениях кана,ла. Например, воздух Б и В подают каждый двумя потоками по линиям 13 и

14 для воздуха Б, а также по линиям

15 и 16 для воздуха В. В линиях 14 н 16 установлены запорные заслонки

17 и 18 соответственно.

Тип, количество и расположение горелок на печи не имеют значения.

Также относительйое расположение стаФ дий дожигания и (или) разбавления может быть произвольным по ходу дымовых газов, хотя предпочтительно их расположение, показанное на черте- же поскольку в этом случае уменьшается вероятность проникновения воэду09 1 ха в рабочую камеру печи и имеется достаточный путь для дожигания и разбавления дымовых газов перед рекуператором при относительно коротком дымоотводящем канале.

Во время работы печи 1.при увеличении температуры в ее рабочей камере 11 по сравнению с заданной регулятор 12 температуры своим исполнительным механизмом уменьшает подачу топлива и воздуха в горелку 2 путем прикрытия заслонок 5 и 3 соответственно. Одновременно исполнительный механизм открывает заслонку 7 и прикрывает заслонку 8, увеличивая .подачу воздуха Б на первой стадии навстречу потоку дымовых газов в кана" ле 9 и уменьшая подачу воздуха В на второй стадии спутно потоку дымовых газов. При уменьшении температуры в рабочей камере 11 печи l система регулирования срабатывает в обратном порядке. Во всех случаях для сохранения постоянной температуры дымовых

1газов перед рекуператором 4 и печи 1 поддерживают постоянное отношение суммарного расхода воздуха в зону . горения в рабочей камере 11 и на две стадии к расходу топлива.

Имеющаяся на топливной линии установочная заслонка 6 позволяет изменять коэффициент избытка воздуха в горелке -2, а значит и состав атмосферы в рабочей камере 11 печи 1.

Открытие заслонки 6 приводит к умень шению коэффициента избытка воздуха и наоборот. Заслонка 6 может иметь фиксированные упоры или указатели, соответствующие разным составам печной атмосферы — восстановительному, образующемуся при стехиометрическом сжигании топлива, или окислительному.

Это необходимо, например когда в печи производится малоокислительный нагрев стальных заготовок или нагрев титановых сплавов в окислительной атмосфере. Также в печи можно нагревать заготовки в обычной стехиометрической атмосфере, этот режим по коэффициенту избытка воздуха также соответствует наиболее экономичной работе печи во время ее простоя.

Можно регулировать температуру в печи при непропорциональном изменении расходов топлива Г и воздуха А на горение.

Если диапазон регулирования расхода топлива Г меньше диапазона регулирования расхода воздуха А, то при увеличении расходов коэффициент избытка воздуха возрастает. Поэтому регулирование по предлагаемому способу, когда топливо и воздух подают в зону горения в обратной зависимости от отклонения температуры, в данном случае эффЕктивно при восстановительной атмосфере в рабочей печи.

В пределе можно регулировать тепловую мощность при постоянном расходе топлива Г.

Если диапазон регулирования расхода топлива Г больше диапазона регулирования расхода воздуха А на горение, то при увеличении расходов коэффициент избытка воздуха уменьшается. Поэтому регулирование по предлагаемому способу, когда топливо и воздух подают в зону горения . в обратной зависимости от отклонения температуры, в данном случае эффективно при окислительной атмосфере в рабочей камере печи. В пределе можно регулировать тепловую мощность при постоянном расходе воздуха А.

В обоих случаях регулирование при непропорциональном изменении расходов топлива и воздуха в зону горения или при постоянных расходах топлива Г или воздуха А обеспечивает получение заданного диапазона регулирования тепловой мощности при меньших диапазонах ,изменения расходов топлива и воздуха в зону горения по сравнению с их .пропорциональным изменением, поскольку тепловая мощность также зависит от коэффициента избытка воздуха. При таком регулировании облегчается поддержание заданного давления в рабочей камере печи, а также улучшается равномерность температурного поля в печи на режиме минимальной мощности за счет повышенной циркуляции атмосферы в рабочей камере печи.

Подача воздуха Б на первой стадии навстречу потоку. дымовых газов способствует эффективному запиранию дымоотводящего канала печи при пониженных расходах топлива и воздуха в зону горения. Подача воздуха на второй стадии спутно потоку дымовых газов способствует их удалению за счет эжектирующего эффекта. При этом в ра1200109 4 бочей камере поддерживается практически постоянное давление. Это позволяет устанавливать в рабочей камере минимальное избыточное давление, обеспечивая качественный нагрев заготовок за счет получения равномерного температурного поля в печи и исключения присосов холодного воздуха в печь, искажающих состав атмосферы и распре10 деление температуры в рабочей камере. Также при этом имеет место минимальное выделение продуктов сгорания из рабочей камеры печи в окружающее пространство, что особенно важно при работе печи с восстановитель ной атмосферой, содержащей окись углерода.

При работе печи на всех режимах по температуре и составу атмосферы в рабочей камере печи для повышения эффективности использования топлива необходимо, чтобы температура дымовых газов перед рекуператором печи была постоянной и близкой к предель25 но допустимой для материала, из которого изготовлен рекуператор.Это условие выполняется путем установки взаимных перемещений регулирующих заслонок 3, 5, 7 и 8.

Однако при работе печи с восстановительной атмосферой требуется подавать повышенные расходы воздуха Б и В для дожигания и разбавления продуктов неполного сгорания. В этом

35 случае при подаче их одним потоком на каждую стадию возможны некоторые изменения давления в рабочей камере печи за счет усиления запирающего и эжектирующего эффектов. Причем уси40 ление запирающего эффекта объясняется не только повышением расхода воздуха Б, но и увеличением местного сопротивления за счет тепловыделения при дожигании продуктов неполного

45 сгорания. В таком случае можно воздух

Б и В подавать более, чем одним пото1ком, например двумя потоками, распределяя эти потоки по длине дымоотводящего канала. При этом, когда печь работает с восстановительной атмосферой, подача воздуха Б и В может осуществляться при открытых заслонках

17 и 18 по линиям 13 и 14, 15 и 1б соответственно.

1 200109 юФ

Составитель В. Островский

Редактор A. Шишкина Техред T.Äóáè÷íàê Корректор С. вверни

Заказ 7856/46 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4