Способ автоматического управления сжиганием топлива в рециркуляционной печи и устройство для его осуществления
I. Способ автоматического управления сжиганием топлива в рециркуляционной печи, включающий из ieиeниe подачи дутья по сигналу отклонения произведения расхода топлива на заданный удельный расход кислорода от произведения расхода дутья на концентра1р ю кислорода в нем, отличающийся тем, что, с целью сокращения удельного расхода топлива и обеспечения технологической адгезионной способности окалииы при нагреве , дополнительно определяют концентрацию топлива в дутье и по ней регулируют подачу дутья на зоны печи, причем подачу дутья на каждую зону изменяют прямо пропорционально произведению удельного расхода кислорода на сжигание смешиваемого топлива в каждой зоне, расхода дутья в зону и концентрации топлива в нем, при этом концентра1Ц{ю топлива в дутье определяют по соотношению расходов смешиваемого топлива и дутья на печь. 2. Устройство для автоматического управления сжиганием топлива в рециркуляционной печи, содержащее на каждую зону печи последовательно соединенные измерительный преобразователь расхода топлива, первый множительный блок с подсоединенным к его входу задатчиком удельного расхода кислорода, регулятор с сумматором на входе, соединенный через исполнительный механизм с исполнительным органом расхода дутья, причем второй вход регулятора соединен с вторым множительным блоком, входы которого соединены с измерительными преобразователями расхода дутья и содержания 1 кислорода в нем, отличающеес я тем, что, с целью сокращения удельного расхода топлива и обеспечения технологической адгезионной способности окалины при нагреве, оно снабжено блоком контроля смешивания топлива и дутья на печь и блоками формирования коррекции по количеству зон печи, причем блок контроля смешивания топлива и дутья на печь состоит из делителя сигналов с подсоединенными к его входам измерительньпчи преобразователями расхода смешиваемого топлива и дутья на печь, а блок формирования сигнала коррекции каждой зоны содержит задятчик удельного расхода кислорода на сжигание смешиваемого топлива и дополнительный множительный блок, входы которого соединены с выходами задатчика удельного расхода кислорода на сжигание смешиваемого топлива, из (Л 10 ел N9 Од Од СЛ
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1252
А1
ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 3828279/22-02 (22) 17.12.84 (46) 23.08.86. Бюл. У 31 (71) Йнститут черной металлургии и
Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. К. Либкнехта (72) И,И. Иванов, В.В. Булычев, P.Т. Копыл, В.В. Трегубов, М.П. Мирошниченко и Г,А. Колесникова (53) 621.783.223(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1093883, кл. F 27 D 7/00, !984.
Авторское свидетельство СССР
9 223128, кл. С 21 D 9/70, 1974. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО YIIPAKIEНИЯ СЖИГАНИЕМ ТОПЛИВА В РЕЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ПЕЧИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ автоматического управления сжиганием топлива в рециркуляционной печи, включающий изменение подачи дутья по сигналу отклонения произведения расхода топлива íà заданный удельный расход кислорода от произведения расхода дутья на концентрацию кислорода в нем, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения удельного расхода топлива и обеспечения технологической адгеэионной способности окалины при нагреве, дополнительно определяют концентрацию топлива в дутье и по ией регулируют подачу дутья иа эоны печи, причем подачу дутья на каждую зону изменяют прямо пропорционально произведению удельного расхода кислорода на сжигание смещиваемого топлива в каждой зоне, расхода дутья в зону и концентрации топлива в нем, при этом концентрацию топлива в дутье опреде(50 4 С 21 D 11/00 F 27 D 19/00 ляют по соотношению расходов смешиваемого топлива и дутья на печь.
2. Устройство для автоматического управления сжиганием топлива в рециркуляционной печи, содержащее на каждуи зону печи последовательно соединенные измерительный преобразователь расхода топлива, первый множительный блок с подсоединенным к его входу эадатчиком удельного расхода кислорода, регулятор с сумматором на входе, соединенный через исполнительный механизм с исполнительным органом расхода дутья, причем второй вход регулятора соединен с вторым множительным блоком, входи которого соединены с измерительными преобразователями расхода дутья и содержания кислорода в нем, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью сокращения удельного расхода топлива и обеспечения технологической адгеэионной способности окалины при нагреве, оно снабжено блоком контроля смешивания топлива и дутья на печь и блоками формирования коррекции по количеству эон печи, причем блок контроля смешивания то:IIIHBB и дутья на печь состоит из делителя сигналов с подсоединенными к его входам иэмеритель. ными преобразователями расхода смешиваеМого топлива и дутья на печь, а блок формирования сигнала коррекции каждой эоны содержит эад-.тчик удельного расхода кислорода на сжигание смешиваемого топлива и дополнительный множительный блок, входы которого соединены с выходами эадатчика удельного расхода кислорода на сжигание смешиваемого топлива, из1252365 м" рительзгого преобр,?зогалтеля расхода дутья нл:зону и делителя сигналов блока ко??т1)оззя смешивания, а вь?ход
Изобретение относится к металлургии, и частности к методам и средствам упрлвлени { ciKHI àíèeì топлива в рециркуляционных печах для нагрева и термообрлботки металла, и может бьггь зн пол?,зовлно для автоматизации многозониых печей с предварительным смеши?злнием тoïëHâ l, 11ель зззобретения — сокращение удельного расхода топлива и обеспе« ние технологической лдгезионной сз?особности окалины при нагреве.
Пл .ертеже представлена блок-схемл устройства автоматического управлезп?я сжиганием топлива в одной из
:)о?? рецпркуляционнои печи,с.помощью кото;)ого осуществляется способ.
Устройство содсржит на каждую зо?зу измерительный преобразователь 1 рлсходл топлива, измерительный преобразователь 2 расхода дутья, задатчик
3 удельного расхода кислорода, измерительный преобразователь 4 содержания кислорода гз дутье, множительFFF,)FF блок 5, к входу которого подсоединены преобразователь 1 расхода топ??и?зл и злдлтчик 3, множительный блок
6 определения фактического содержания кислородл, к входам которого подсоединены преобрлзоззлтели 2 и 4 соответственно расхода дутья и содержания кислорода в дутье, а выход которого подсоединен на вход регулятора 7 (с сумматором на входе), к другому входу которого подсоединен выход множительного блока 5. Выход регулятора 7 подсоединен к исполнительному механизму В с исполнительным органом 9 расхода дутья. Устройство также содержит блок 10 контроля смешивания, выход которого подсоединен к входу блока 11 формирования сигнала коррекции. Причем блок 10 контроля смешивания состоит из измерительных чреобразователя 12 расхода смешиваемого топлива и преобразо?зателя
1.3 расхода дутья на печь, подсоепицопо.-т?пзтез?ейного множительного блока соединен с входом регулятора расхоДЛ ДУТЬЯ F?a ЗОНУ, 2 пенных к входу делителя 14, Блок формирования сигнала коррекции содержит злдатчик 15 удельного рлсходл к?зсзторода на сжигание смешиваемого топлива, выход которого ?)од< оединен к в:ir)— ду множительного блокл 16, вь)ход к?)торого подсоединен нл вхс)д рез улятора 7 расхода дутья з?л зону.
Устройство работает следующим образом.
При повышении расхода топливл нл зону пропорционлльно увеличивается сигнал с измеритепьного преобразователя 1 на входе множзггслз,ного блока
5, куда поступает также сигнал с задатчика 3 удельнозо расхода кз)слорода. Увеличенный сигплп передается с множительного блока 5 нл ре? улятор 7, нл входе его появляется c)F?нлл неблллпса, регулятор рлбл IF,IH Iå г и через исполнительный мех;шизм 8 подает импульс на исполнительный орган 9, увеличивая подачу дутья нл зону. По мере увеличения подлчи дутья происходит увеличение сигпалл с выхода измерительного преобразователя 2 рлсходл цутья на зону и на входе м??ожз?геззз з?ого блока 6, Уровень выходного сигнала с множительного бпока 6, куда подается также сигнал с измерительного преобразователя 4, повышается. Одновремсззно происходит увеличение сигнала с выхода множительногo блока 16, блока 11 формирования сигнала корреКции, где происходит перемножение сигналов с измерительного преобразователя 2, задатчикл 15 и делителя 14 сигналов блока 10 контроля сме?)зи?за??ззя, Причем делитель сигналов формирует импульс нл множительный блок по информации от измеритель?з))х преобразо
H;lтелей 12 и 13 расхода смешиваемого топлива и дутья на и<зчь, Выходной сигнал блока 16 совпадает по знаку с сигналом от множительного блока 5, т.е. с повышением рлсходл дутья происходит коррекпия нл увеличение
5 l0
lз52з l5 сигналя требуем«го расхода киспорода.
К<мпенсяция сигналов на входе регулятора наблюдается при равенстве сигналя с выходя множительного блока 6 сумме сигналов с множительных блоков
5 и 16.
Таким образом, окончание процесса регу<»ирования подачи ду гья cooтветствует моменту достижения равенства фактического расхода< кислорода, по- 10 даваемого с дутьем ня зону и требуемого для сжигания топлива (в том числе смешанного) с заданным удельным на зону.
20 нии изменения расхода дутья, я именно, осуществляется снижение его подачи с пропорциональным изм пением корректирующего сигнала.
Коэффициент усиления по и пи отрицательной обратной связи в < петеме объект упра»<ления рясхл»»о<»» т< я измерительный преобразоняте<п расходом.
При уменьше»»ии расхода топлива работа устройства происходит аналогичным образом, обеспечивая уменьп<е»»ие величины коррек гирующего сигнала по мере снижения расхода дутья
С изменением содержания кислорода в дутье изменяется сиг»»ал с измерительного преобразователя 4. В множительном блоке 6 происходит его перемножение с сигналом с измерительного преобразователя 2 расхода дутья на зону и отрабатывается сигнал, пропорциональный изменившемуся фактическому расходу кислорода в дутье.
В зависимости от направления изменения содержания кислорода на входе регулятора 7 наблюдается изменение знака ра ности сигналов. Тяк, при повьппении концентрации киелорода в дутье сигнал с множительного блока 6 З увеличинается (при снижении — уменьшается). Регулятор через исполнительный механизм Я воздействует на исполнительный орган соответственно в направлении уменьшения (увеличения) подачи дут»,я. Это приводит к уменьшению (увеличению) сигнала с выхода измерительного преобразователя 2 на входе множительного блока 6 и сниже1 нию (повьппе<ппя) уровня его ныходного 45 сигнала. Уменьшение (увеличение) сигналя с измер<»тельного преобразователя 2 ведет к сн»»жению (повь»ше— иию) сигналя ня входе, я зятем на выходе "..а<ожптел»,»«. го блока 16, подклю- 50 ченного к ре.-улятору 7. По этому сигналу устройст»« д<»попнительно корректирует подачу;»утья ня зону до обеспечения бялз <. я <.I<ã»I»» loB с множительных бг»» кон 5, 6 и 16.
Уве:»и<»ели<. расхода сме<пивяемого топлив;, плп " <с «ыпеиие расхода дутья ня печI, с< IIð«н< -;»з< тся ростом сигнае»<амер<; res» ного преобразователя
1 2 п<»и умень<пением его с измерител. лого преобразователя !3 на входе делит »»» 14 сигналон блока 10 контроля смешивания и повышением уровня сигнала на его вьгходе. По этому сигнялу и сигналам с измерительного преобразователя 2 и задатчика 15 множительным блоком 16 блока II формирования сигнала коррек»»ии отрабатывается унеличенный сигнал ня вход регулятора 7, Это ведет к отработке регулятором управляющего воздействия через исполнительный механизм Я на исполнительный орган 9 на увеличение подачи дутья. Сигнал с выхода измерительного преобразователя 2 на входе множительного устройства 6 возрастает, происходит повышение уровня сигналя на выходе этого множительного устройства и входе регулятора. Увеличение сигнала с измерительного преобрл".овятеля 2, кроме того, приводит к дополнительному повьппению сигнала, отрябять»вае»;ого множительным блоком
16 блока ll формирования сигнала коррекции, Этим осуществляется дополнительное изменение входного си»нала регулятора, направленного встречно с множительного блока 6, и корректируется расход дутья на зону..Процесс регулирования продолжается до получения одинаковой величи»п,> произведения расхода дутья на содержание кислорода в нем и суммы произведения расхода топлива на удельный расход кислорода на его сжигание и произведение расхода дутья на зону, удельного расхода кислорода на сжигание смешанного топлива и концентрацию топлива в дутье. Сигналы на входе регулятора при этом взаимно компенсируются.
Работа устройства при уменьшении соотношения смешиваемое топливо — дутье ня печь, что сопровождается снижением содержания горючих компонентов в составе дутья, аналогична приведенной для случая его увеличения.
Отличие заключается лишь в няпрявле1252365 множите п,ный блок Ь вЂ” регулятор больfIre K03 3>(!>е1цllЕНТЗ уСилеиия в цЕИИ ПО:to жительной обратной С!31!зи (объект управления рзсходо11 дутья — из!>ерительный преобразователь 2 — множительньи! блок 16 — регулятор), что обеспечивает устой н11зость с: lf(. Tet!I r при любых возмущениях. Качественное сжигание топлив» 13 .зонах печи„ спи>кение удельного pacxoJta его и обеспечение техно- 10 логическс>й лдг(зиоэшой способности окалины дос T Ii.fte Tñ!E IJ этом случае за счет определения дополнительного рлс ход» кислорода 11л сжигание I îðþчих r(
0cytriecтвляется унрлвление сжигз11ие11 топлив» f3 кольцевой печи. Печь от(3111>швлстся природным 1 ззом тепло- 25 то!1 сгop(IIIII>I 34,2 Щж/мз. измеренный расход ToIIJIII13» по aoffлм при номинлзп>1>ой I I Port 3 I3<>JEEI гer 1 1<«oc 1 11 сОс гзlзлл с .т
150, 1ОО и 75> lt /
3 . дутья и;3 11« Ть в количестве 10000 м /ч осуществляетс>(эксглустером. Содержание ки(..1с>рода в дуть< 167., На смешиr3;3II«e 1!од ie-c» 400 м /ч природного .3 г;lзз. Рсэсхоз1 дутья fIo зонам составляет 6250, 2500 и 1250 м /и. При этом с дут1 е31 в snftr i пс>дается 1000, 400 з
200 11 /и кнс.пор<>дл, <гго обеспечивзе г сжигзн;1«TО»113113 I noc T pilaf(3 1О
file! о f3 ..3<>ны, и тс и чис ле с дутьем, С 3:3Д(3131>Ь1 .-!11 УЦС..ТЬИТ ° 1<Ч11 РЗСХОДЗМИ КИС лородл.
При I olfe-:Ic frit!1 ус;Товий эксплуатации ие п1 < I
I1осTr1 п(lчll vãç«.эичeние пОдсОсОв f3О.> духл по ды.(ов му тракту, падение длв.пения сме>и>1вземого топлива) ус.тaff;afr.пинаются следу! ииие и,tpлметры: расход толли>зз и > зон!I l 305 > 225 и 175> и /и, дутье нз 31«чь 10000 м-"/ч, в том чис:Те по з<>11:31! 6250, 2500 и 1250 и /ч.
Осущ сг л:Тют измерение расходов смен!»вземогo топливл (300 м /3) дутья нз 1(ечь (10000 м /ч) и нз зоэпи з (6250, 2500 « 1250 м-"/ч), топлива нз зоны (3335, 225 и 175 м /ч), кон< центр;эц13» кислорода в дут1 v t 187,) и
ofIpefJeJI
=О (=О, 03 или 37 ) . Er ремножением
100000 концентрации топлива н дутье, расхода дутья на зоны и удельного расхода кислорода определяют потребное количе< т;эо кислорода нз сжиглние топлива, поступающего с;,тьем (469; 150 и f!0 .(/ > 1.
11«ре>,ноже>зием рзсхоузл топлива и удел!,ного рлсходл кислорода определяют требуемый расход 1;ислорода на его . .,игзиие (763; 450 и 280 м з/ч) .
П Г> p;3 (>I < J f < < > E >.< T r я и Тс (> н ц е 13 т р л I EE 1 Ef к и с порода н 13«м оцениэззют фактический расход нл зоны (1! 25; 450 и 225 м /ч) . 3;3 гем производят срзвнс.шн. этих сиги»лов из входе регуляторов эон (763+
469-1125; 450+150-450; ?80+60э ..?o l1 /ч). Тзк как г.игнлл небзлзнса составляет по зонам величину,пропорциональную coo Tfre Tc.т «ино +1 76; +150;
+115 м /ч, регуляторы зон г trial(>T импульс íл повьииени«р;3.сход;I ду -ья.!!э мере изменен>зя расхода дутья в процессе регуп11ровзния описанные операции повторяются н укл.элиной последовательности до достзвэ<ения балансл сигналов на входе регуляторл.
Это соответствует подаче дутья на зоны в количестве 6500, ЗА>70 и
2000 м /ч. При этом расход дутья нз
3 !
Течь составляет 11970 м з/ч, концентр irlrfs> топлива в дутье 0,025 (2, 57, )
«соблнэдзется баланс по кислороду тр.буемому и фактичегкому, Требуемый р;!сход кислорода нл сжигание топлива в дутье 407; 174 и 80 и з/ч; сжигание г<зплива нз зоны 763; 450 и 280 м /ч, Фактически с дутьем подается на зоны
1170; 624 и 360 м /ч кислорода, т.е. ооесиечинлется клчестненное гжигание топлива с зз>цанньит удельным расходом кислорода, Применение способа и устройства и >i>1 згозошэой р«циркуляцпонной печи
<-. !<реди лрительным смешением топлива позволяет предотвратить химический
3I«, >Того, снизить удельный расход топлив.з ил 15-207, л также обеспечить техн:>логическую лдгезионную гпособность Окалины и снизит!, брак по злкзтывзнию ее н металл. 1252365 ду 1ье htr друже зоны печи Ф- «ч Топлиоо мт друеие Заны печи 11 Ф I) Составитель Т. Наумова Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни Редактор A. Шишкина Заказ 4590/28 Тираж 552 Подписное ВНИ1П1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Производств<ни< †полиграфическ предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4
