Система автоматического регулирования теплового режима нагревающей печи

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для. автоматического регулирования теплового режима нагревательных печей периодического 4 действия. Целью изобретения является по вышение экономичности процесса нагрева металла путем снижения расхода топлива. Система содержит датчик 6 и задатчик 7 температуры поверхности металла, блок 8 сравнения, логический блок 9, дискретный 11 и частотно-импульсный 12 модуляторы, J двухпозйционный переключатель 10, регулятор 13 расхода топлива, два входа которого соответственно через дискретный 11 и частотно-импульсный 12 модуляторы соединены с двумя выходами двухпозиционного переключателя 10, два управляющих входа которого соединены с двумя выходами логического блока 9, вход которого соединен с выходом блока 8 сравнения, входы которого соединены с выходом датчика 6 и задатчика 7 температуры поверхности металла. Информационный вход двухпозиционного переключателя 10 соединенс выходом блока 3 сравнения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. у Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 Р 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4803925/02, (22) 19,03.90 (46) 30;03.92. Бюл. O 12 (71) Иванавский энергетический институт им. В.И.Ленина, (72) Е.В;Захарова, С.И.Девочкина и В.И.Са-. монин, (53) 621.78.5{088.8) (56) Каганов В,Ю., Блинов О.М. и др. Автоматизация управления металлургическими процессами. M. Металлургия, 1974, с.1:19142, Авторское свидетельство СССР

М 1183811, кл. F 27 0 19/00, 1985. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА: HA=.

ГРЕВАКИЩЕЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для автоматиче-. ского регулирования теплового режима на- гревательных. печей периодического

ЯЛ „1723157 А1 действия. Целью изобретения является повышение экономичности процесса нагрева металла путем снижения расхода топлива.

Система содержит датчик 6 и задатчик 7 температуры поверхности металла, блок 8 сравнения, логический блок 9, дискретный

11 и частотно-импульсный 12 модуляторы, 1 двухпозйционный переключатель 10, регулятор 13 расхода топлива; два входа которого соответственно через дискретный 11 и частотно-импульсный 12 модуляторы соединены.с двумя выходами двухпозиционного переключателя 10, два управляющих входа которого соединены с двумя выходами логического блока 9, вход которого соединен с выходом блока 8 сравнения, входы которого соединены с выходом датчика 6 и задатчика

7 температуры поверхности металла. Информационный вход двухпоэиционного переключателя 10 соединен с выходом блока

3 сравнения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1723157

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для автоматического регулирования теплового режима нагревательных печей периодического действия.

Известна система регулирования теплового режима в нагревательной печи, содержащая датчик температуры, установленный в зоне регулирования температуры, регуляторы. температуры и соотношения расходов топлива и воздуха и исполнительные механизмы подачи топлива и воздуха.

Недостатком известной системы является отсутствие текущей информации о фактическом нагреве металла, т..е. тепловом потоке, поглощаемом металлом, что приводит к перерасходу топлива.

Наиболее близка к предлагаемой систе. ма автоматического регулирования тепло- аого режима -нагревательной печи,,содержащая задатчик и датчик регулируемого параметра, например, температуры печи, дифференциатор, вход которого соединен с выходом датчика температуры, первый.сумматор, входы которого соединены с задатчиком и датчиком температуры печи, а выход через регулятор температуры печи— с исполнительным механизмом регулировочного клапана расхода топлива, второй сумматор, входы которого соединены с выходами дифференциатора и задатчика температуры, а выход через регулятор расхода воздуха соединен с исполнительным механизмом регулировочного клапана расхода воздуха.

Однако данная система не содержит датчиков информации о количестве тепла, . получаемого металлом, поэтому регулирование теплового режима проводится неэкономично и ведет к перерасходу топлива.

Цель изобретения — повышение экономичности процесса нагрева металла путем снижения расхода топлива.

Указанная цель достигается тем, что система автоматического регулирования теплового режима нагревательной печи, содержащая задатчик и. датчик теплопоглощения металла, два блока сравнения, первые входы которых соединены с выходом датчика теплопоглощения металла, а вторые — с выходом задатчика, выход второго блока сравнения соединен с регулятором расхода воздуха, дополнительно содержит датчик и задатчик температуры поверхности металла, третий блок сравнения, логический блок, дискретный и частотно-импульсный модулятор, двухпозиционный переключатель, регулятор расхода топлива, два входа которого через соответственно дискретный и частотно-импульс35. фиг.2 — временные диаграммы работы сис40

5

30 ный модуляторы соединены с двумя выходами двухпозиционного переключателя, два управляющих входа которого соединены с двумя выходами логического блока, вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения, вход которого соединены с выходом датчика и задатчика температуры поверхности металла, информационный вход двухпазиционного переключателя соединен с выходом первого блока сравнения, Датчик-тепломер представляет собой физическую модель нагрева металла, в цен-. тре образца, выполненного иэ того же металла, что и нагреваемый; установлена термопара, датчик не требует дополнительной градуировки и формирует сигнал по теплопоглощению qom = f (т) . Датчик-тепломер устанавливается на уровне нагреваемого металла.

Предлагаемая система отличается наличием новых элементов: блока сравнения,логического блока. дискретного модулятора, частотно- импульсного модулятора, двухпоэиционного переключателя, датчика и задатчика поверхности металла.

Предлагаемое устройство для регулирования теплового режима нагревательной печи позволяет оценить текущее теплопог-„ лощение металла и вести нагрев по заданной программе оопп = f (т), формируя регулирующее воздействие с минимальными потерями топлива.

На фиг.1 представлена блок-схема системы регулирования теплового режима; на. темы АСР.

Система содержит датчик-тепломер 1, состоящий из тепломера и дифференциатора, вход которого соединен с выходом тепломера, а выход является выходом датчика теплопоглощения металла; эадатчик теплопоглощения 2; два блока 3 и 4 сравнения, первые входы которых соединены с выходом датчика I теплопоглощеиия металла, а вторые входы — с выходом задатчика 2 теплопоглощения, выход блока 4 сравнения соединен с регулятором 5 расхода воздуха: датчик 6 и задатчик 7 температуры поверхности металла, блок 8 сравнения, логический блок 9, дискретный модулятор 11, частотно-импульсный модулятор 12, двухпоэиционный переключатель 10, регулятор 13 расхода топлива, даа входа которого через соответственно дискретный модулятор 11 и частотно-импульсный модулятор 12 соединены с двумя выходами двухпозиционного переключателя 10, два управляющих входа которого соединены с двумя выходами логического блока 9, вход которого соединен с

1723157 выходом блока 8 сравнения, входы которого (момент AW фиг.2a), пока знак разности соединены с выходом датчика 6 и эадатчика не изменится на противоположный (фиг 2б)

7 температуры повеРхности металла, ин- Пр„это„.„с„,„ал „а ри этом сигнал на входе в регулятор 13 формационный вход двухпоэиционного пе- расхода топлива равен нулю (импульсный реключателя 10 соединен с»«дОМ блока 5 механизм (ИМ) отключен фиг.2в), регулятор

3 сравнения. расхода топлива и регулятор расхода воздуха находятся в неподвижном состоянии, работу системы автоматического ре у- Обеспечивая постоянный расход тОплива и лированиЯ Рассмотрим, использУЯ времен- воздуха. Далее цикл повторяется до дости"0 жения заданной максимальной температуНа фиг.2а дан гРафик изменения Pacxo.- ры поверхности металла 7„„, (фиг.2г), При да топлива Вт = т (7) в период нагрева.и t(R r ) = тмин логический блок 9 через двухвыдержки металла. На фиг.26 изображена зависимость теплопоглощения металла от времени нагрева металла цм"" = 1 (х); за- 15 теплопоглощения е ко входу частотно-имтехнико-экономическим расчетом на ЭВМ регулятор 5 расхода воздуха уменьшает по стандаР™0 прогРаМме по минимуму подачу воздуха (Им включен на меньшение тоимости операции нагрева металла при 20 фиг 2â) При непрерывном изменении велиасхо е топлива минимальном расходе топлива цм чины разности ясигнал на реверс исполни- (г)- текущее теплопоглощение металла; за- . тельного механизма появляется только в меряемое датчиком-тепломером 1; е = q>" " (r). q э " (7)- разность текущего и заданно- момент А71 (фиг,2а) пРи изменении знака

ro теплопоглощения, На фиг.2в представле- 25 Разности e "+" Ha " " nP 3TQM Ре У ОР на работа исполнительного механизма, 13 Расхода топлива увеличивает подачутопкогда он работает с увеличением расхода . лива(фиг.2e), а РегУлЯтор 5 Расхода воздУха топлива с постоянной скоростью (включен увеличивает подачу воздуха При измене. на увеличение), стоит на месте (отключен), нии знака о с "-" на "+" в момент времени работает с уменьшением расхода топлива;30 Ы осуществляется реверс исполнитель(включен на уменьшение), На фиг.2г даны ногомеханизма регулятороврасходатоплиграфики изменения температуры поверхно- - ва и воздуха и далее цикл повторяется до сти металла t(R, r) = f (r), теплового центра достижения заданного перепада темпераметалла t(0; r) = f (<) в период нагрева и тур по сечению металла ЛТ(фиг,2г). максимальное значение поверхности ме- 35 Использование предлагаемой системы талла t(R, 7) = tMgg(в период выдержки; ЬТ регулирования теплового режима нагрева-, — заданный перепад температур по сечению тельной печи позволяет учесть количество металла. тепла, идущего на нагрев металла, т.е, осуСистема работает следующим образом. ществлять по параметру, отражающему диСигнал датчика температуры поверхно- <0 намику внутреннего нагрева — тепловому сти металла бт(Я, r ) поступает на блок 8 .. потоку, поглощенному металлом (теплопогсравнения, При температуре поверхности лощение) qpny = f 7, следствием чего являетметалла меньше максимальной заданной ся снижение расхода топлива.

t(R,r)

- эиционный переключатель 10 подключает 45, 1. Система автоматического регулиросигнал разности текущего теплопоглоще- вания теплового режима нагревающей пения(полученного отдатчика 1) и заданного чи, содержащая задатчик и датчик теплопоглощения (полученного от задатчи- теплопоглощения металла,. два блока сравка 2) 8 gTe (r) .g ë г71 х входу дискрет-, нениЯ, пеРвые входы котоРых соединены с

50 ного модулятора 11. При непрерывноМ . выхоДОМ Датчика теплопоглоЩениЯ метализменении величины разности я сигнал на ла, а втоРь1е-с вь1ходом задатчика, выход входе дискретного модулятора 11 появляет- втоРого блошка сРавнениЯ соединен с РегУлЯтором расхода воздуха, отличающаяся ся в момент Ь4 при изменении знака о с тем, что, с целью сокращения расхода топ"+" "a "-". Регулятор 13 Расхода топлива 65 лива, îíà снабжена датчиком и эадатчиком увеличивает подачу топлива, а регулятор 5 температуры поверхности металла, третьим

Расхода воздуха Увел чивает соответствен- блоком сравнения, логическим блоком; дисно поДачу возДуха. Увеличение поДачи Toll кретным и частотно-импульсным модулятолива и воэДУха происхоДит Ао тех поР рами, двухпозиционным переключателем, 1723157 уееоьшеоиб г

QKC

4Т

Фиг,2 ... регулятором расхода топлива, два входа которого через соответственно дискретный и частотно-импульсный модуляторы соединены с двумя выходами двухпозиционного переключателя, два управляющих входа 5 .которого соединены с двумя выходами логического блока, вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения, входы которого соединены с выходами датчика и задатчика темпеоатуры поверхности метал- 10 ла, информационный вход двухпозиционного переключателя соединен с выходом первого блока сравнения.

2. Система поп.1, отл ича ющаяс я тем, что датчик теплопоглощения металла содержит тепломер и дифференциатор, вход которого соединен с выходом тепломера, а выход является выходом датчика теп-, лопоглощения металла.