Способ управления сжиганием топлива в многозонной методической печи

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для управления сжиганием топлива в многозонных методических печах. Цель изобретения - повышение эффективности сжигания топлива, Существо изобретения заключается в том, что повьппается давление в печи при снижении ее тепловой нагрузки. В результате обеспечивается оптимальные форма и температура факела, а также постоянный кислородный потенциал печной атмосферы . 1 йл. ОО оо (Х оо 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИН (бо 4 Г 27 0 !9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3957987/22-02 (22) 30,09. 85 (46) 23.09,87, Бюл, М 35 (71) Научно-производственное объединение нЧерметавтоматика" (72) Л, И. Буглак, М. Д. Климовицкий, А. М. Сединкин, А. Д, Белянский и А. Г. Картшевский (53) 669.046 (088. 8) (56) Свиридов Ю, А. Автоматизация нагреваемых печей. — М., Металлургия, 1965, с, 92-107.

Бутак Л. И, и др. Автоматизация методических печей. — М.: Металлургия, 1981, с. 183, „„SU„„1339383 А1 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СЖИГАНИЕМ

ТО!ПИВА В МНОГОЗОННОЙ МЕТОДИЧЕСКОЙ

ПЕЧИ (57) Изобретение относится к металлургии и предназначено для управления сжиганием топлива в многоэонных методических печах. Цель изобретения — повышение эффективности сжигания тогтина. Существо изобретения заключается в том, что повьппается давление в печи при снижении ее тепловой нагрузки, В результате обеспечивается оптимальные форма и температура факела, а также постоянный кислородный потенциал печной атмосферы, 1 ил.

1 133938

Изобретение относится к системам отопления нагревательных печей прокатного производства и может быть использовано н металлургической и дру6

) их отраслях промышленности °

Цель изобретения — повышение эффективности использования топлива.

На чертеже приведена схема системы автоматического регулирования, с помощью которой реализуется предлагаемый способ °

Система, реализующая способ управления сжиганием топлива, содержит для каждой из зон печи вычислитель 1, 15 осущестнляющий расчет количества воздуха, необходимого для обеспечения заданного н данной зоне значения содух в сторону уменьшения отклонения содержания кислорода в продуктах горения в данной зоне от заданного для нее значения.

При отклонении давления в печи, которое измеряют с помощью измерителя 17, от заданного значения, поступающего от задатчика 22, с помощью регулятора 2!, управляющего через отношения топливо — воздух, а также коррекцию этого значения (вычиечитель . Входы нычислителя 1 соединены с выходами измерителей температуры воздуха горения 2, теплоты сгорания топлива 3> расход» топлива в зону 4 и корректора 5 соотношения топливо воздух по содержанию кислорода в продуктах горения н данной зоне, вход котор го соединен с ныходом управляемого задатчика 6, соединенного входом с выходом измерителя 4. Система также содержит регулятор 7 расхода воздуха в зону, входы которого соединены с выходом вычислителя 1 и измерителя 8 расхода воздуха н зону, а выход — с входом исполнительного механизма 9, воздействующего на регулирующий орган 10, изменяющий расход воздуха горения в данную зону, регулятор 11 температуры н зоне, входы которого соединены с выходом задат40 чика 12 и измерителя 13 температуры в зоне, а выход — с исполнительным механизмом 14, воздействуюшим на регулирующий орган 15, изменяющий расход топлива в данную зону, измеритель

16 содержания кислорода н продуктах

45 горения в зоне, соединенный своим выходом с входом корректора 5, а так— же общие для всей печи измеритель 17 давления в печи, измеритель 18 содержания кислорода в продуктах горения в конце печи, подключенный к первому входу корректирующего регулятора 19 содержания кислорода в продуктах горения в конце печи, к второму входу которого подключен задатчик 20, а к 55 выходу — вход регулятора 21 давления в печи, к другим входам которого подключены выходы измерителя 17, эадат3 2 чика 22 давления в печи и сигнализатора 23 открытия заслонок окна выдачи металла из печи, При этом выход регулятора 21 давления в печи соединен с входом исполнительного механизма 24, ноздействующего на регулирующий орган 25, изменяющий сопротивление дымового тракта печи.

Способ управления сжиганием топлива в многозонной методической печи осуществляется следующим образом.

При отклонении температуры в какой-либо зоне, измеренной измерителем 13, от заданного значения, установленного на задатчике 12, регулятор 11 с помощью исполнительного механизма 14 перемещает регулирующий орган 15, изменяя расход топлива в сторону уменьшения отклонения температуры н зоне от заданного значения, Текущее значение расхода топлива определяется измерителем 4, теплота сгорания — измерителем 3, В вычислителе 1 рассчитывается количество воздуха, необходимое для сжигания c. заданным соотношением топливо — воздух измеренного количества топлива с учетом его теплоты сгорания. Результат пересчитывается с учетом температуры воздуха, измеренной измерителем 2, Полученное значение поступает на вход регулятора 7, на другой вход которого поступает измеренное значение расхода воздуха от измерителя 8.

Регулятор с помощью исполнительного механизма 9 перемещает регулирующий орган 10, изменяя расход воздуха в сторону уменьшения отклонения измеренного значения от расчетного, Одновременно определяют содержание кислорода в продуктах горения в зоне с помощью измерителя 16 и в корректоре 5 сравнивают с заданным значением, поступающим от задатчика 6.

При наличии отклонения на основании выходного сигнала корректора 5 в вычислителе 1 корректируют заданное значение соотношения топливо — воэ39383

15

55 эон и печи, 3 13 исполнительный механизм 24 регулирующим органом 25, изменяют сопротивление дымового тракта печи в сторону уменьшения отклонения давления в ней от заданного значения, фиксируют сопротивление на время открытия заслонок окна выдачи металла иэ печи.

Выполнение перечисленных операций, являющихся общими с выбранным прототипом, обеспечивает достаточно эффективное сжигание топлива, пока все зоны методической печи работают при нагрузках, близких к номинальным, По мере уменьшения тепловой нагрузки печи, например при снижении производительности стана, соотношение между количеством воздуха горения и воздуха, поступающего в печь извне, изменяется в пользу последнего, Содержание кислорода в продуктах горения нижних зон и в конце печи начинает возрастать. При дальнейшем снижении нагрузки этот процесс захватывает и верхние зоны, При этом начинается уменьшение количества воздуха, поступающего извне, достигаемое эа счет увеличения давления в печи, Происходит это следующим образом, При увеличении содержания кислорода в конце печи, измеренного измерителем 18, выше значения, установленного на задатчике 20, с помощью корректирующего регулятора 19 увеличивают задание регулятору 21 давления в печи. 3а счет роста давления уменьшается количество воздуха, поступающего в печь извне, При этом происходит восстановление до прежнего значения соотношения между количеством воздуха горения и воздуха, поступающего в печь извне, Содержание кислорода в продуктах горения в зонах и в конце печи восстанавливается до заданного, в результате чего обеспечивается полное сгорание топлива в активной области и при заданном соотношении топливо — воздух сохраняется прежняя высокая температура факела и его расположение по отношению к металлу, исключается неорганизованное догорание топлива в конце

При дальнейшем снижении тепловой нагрузки, начиная с некоторого ее значения (15-207), скорости истечения из горелок становятся недостаточными для качественного перемешивания воздуха и топлива и эффективность сжигания последнего начинает падать, Согласно предлагаемому способу, начиная с некоторого расхода топлива (порядка 15-207), определяемого измерителем 4, с помощью управляемого эадатчика 6 изменяют выходной сигнал корректора 5, в результате чего заданное значение соотношения топливо— воздух для данной зоны уменьшается, Начинается сжигание топлива с избытком воздуха, что приводит к увеличению содержания кислорода в продуктах горения, По сигналу измерителя 16 выходной сигнал корректора 5 стабилизируется на новом значении, зависящем от расхода топлива °

Сжигание топлива с избытком воздуха ведет к снижению температуры факела„ т,е, к снижению эффективности использования топлива, Однако за счет восстановления формы факела и улучшения перемешивания топлива и воздуха это снижение меньше, чем возникающее при плохом перемешивании и нарушении формы факела, Кроме того, так как при снижении тепловой нагрузки печи возрастает температура воздуха горения, использование его в большем количестве повышает степень рекуперации химического тепла топлива, т, е, эффективность его использования.

Увеличение содержания кислорода в продуктах горения по зонам вызывает увеличение его и в конце печи, в результате чего увеличивается заданное значение давления в ней и уменьшается количество воздуха, поступающего извне, Этот процесс может быть продолжен вплоть до появле ния выбивания продуктов горения из неплотностей печи, т.е. полного исключения поступления в печь воздуха извне, Поскольку описанная ситуация возникает при малых расходах, а следовательно, и малых объемах и скоростях продуктов горения, которые, кроме того, не содержат вредных и опасных для здоровья окислов (за счет сжигания топлива с избытком воздуха и хорошего перемешивания), предельное допустимое верхнее значение давления в печи может быть установлено достаточно высоким, Это в свою очередь приведет к повышению эффектив1339383 ности использования топлива, которая растет с ростом давления, При открытии заслонок окна выдачи металла иэ печи содержание кислорода в продуктах горения увеличивается, а давление падает. Инерционность измерителей 16 и 18 позволяет избежать срабатывания корректора 5 и регулятора 19. Для исключения срабатывания регулятора 21, которое в данной ситуации не имеет смысла, а только приводит к выходу из строя регулирующего органа 25, по сигналу сигнализатора 23 прекращают регулирование давления в печи на время открытия заслонок окна выдачи металла.

Таким образом, применение изобретения позволяет в широком диапазоне изменения тепловой нагрузки печи сжигать топливо с оптимальным соотношением топливо — воздух, обеспечить температуру факела, близкую к максимальной, при устойчивом его положении и форме, избежать попадания извне в печь излишнего холодного воздуха и повысить коэффициент рекуперации химического тепла топлива.

Все это обеспечивает повышение эффективности использования топлива при одновременном ограничении концентрации окислов азота и продуктов неполного сгорания топлива в отходящих газах, Формула изобретения

Способ управления сжиганием топлива в многозонной методической печи, включающий измерение температуры в зонах, теплоты сгорания топлива и его расхода в каждую зону, температуры воздуха и его расхода в каждую зону, содержание кислорода в продуктах горения по зонам и в конце печи, давление в печи, изменение расхода воздуха в сторону уменьшения отклонения содержания кислорода в продуктах горения в данной зоне от заданного для нее значения, изменение расхода топлива в каждую зону в сторону уменьшения отклонения температуры в ней от заданного значения, изменение сопротивления дымового тракта печи в сторону уменьшения отклонения давления в ней от задаваемого значения, стабилизацию этого сопротивления на время открытия заслонок окна выдачи металла из печи, о т л и ч а—

2б ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности использования топлива, дополнительно изменяют зна1 чение давления в печи в сторону уменьшения отклонения содержания кислорода в продуктах горения в конце печи от заданного значения и при уменьшении расхода топлива в зоны менее 15-207. от максимальных значений снижают заданное значение соотношення топливо — воз3 дух.

1339383

Составитель И, Абросимов

Редактор А. Шишкина Техред M,Äðäûê Корректор И. Эрдейи

Заказ 4184/17 Тираж 542 Подписное

BHKfIK Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4