CS254279B1 - Způsob řízení ohřevu vsázky v komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem - Google Patents

Abstract

způsob je určen pro řízení ohřevu vsázky v průmyslových komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem. Ohřev je zahájen přípustným tepelným příkonem. Při dosažení první hodnoty z posloupnosti přípustných hodnot teploty povrchu ohřívané vsázky anebo teploty měřené v referenčním místě pece anebo teploty spalin měřené na výstupu z ohřívací komory se příkon mění skokem na hodnotu příkonu naprázdno. Z průběhu měřených hodnot teploty se provádí vyhodnocení střední teploty vsázky a stupeň vyrovnání teplot. Po dosažení požadovaného stupně vyrovnání z předem stanovené posloupnosti těchto hodnot nebo stanovených výpočtem se příkon do pece zvyšuje na hodnotu předem stanovenou posloupností těchto hodnot anebo výpočtem anebo na původní hodnotu. Tento postup se opakuje do okamžiku zjištění, že střední hodnota vsázky je rovna nebo vyšší od žádané hodnoty. Po dosažení požadovaného stupně konečného vyrovnání je vsázka připravená k tažení. Tento stav je možno signalizovat.

Description

(54) Způsob řízení ohřevu vsázky v komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem způsob je určen pro řízení ohřevu vsázky v průmyslových komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem. Ohřev je zahájen přípustným tepelným příkonem. Při dosažení první hodnoty z posloupnosti přípustných hodnot teploty povrchu ohřívané vsázky anebo teploty měřené v referenčním místě pece anebo teploty spalin měřené na výstupu z ohřívací komory se příkon mění skokem na hodnotu příkonu naprázdno. Z průběhu měřených hodnot teploty se provádí vyhodnocení střední teploty vsázky a stupeň vyrovnání teplot. Po dosažení požadovaného stupně vyrovnání z předem stanovené posloupnosti těchto hodnot nebo stanovených výpočtem se příkon do pece zvyšuje na hodnotu předem stanovenou posloupností těchto hodnot anebo výpočtem anebo na původní hodnotu. Tento postup se opakuje do okamžiku zjištění, že střední hodnota vsázky je rovna nebo vyšší od žádané hodnoty. Po dosažení požadovaného stupně konečného vyrovnání je vsázka připravená k tažení. Tento stav je možno signalizovat .

Vynález se týká způsobu řízení ohřevu vsázky v průmyslových komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem (dále jen pecí), který umožňuje zkrácení celkové doby ohřevu, snížení měrné spotřeby tepla, snížení opálu a zlepšení vyrovnání teploty ohřáté vsázky.

Dosud známé způsoby řízení ohřevu vsázky, např. v hlubinných pecích pro ohřev ingotů, jsou založené na tom, že ve fázi intenzivního ohřevu je do pece přiváděn dovolený příkon do okamžiku, ve kterém žádaná hodnota teploty dosáhne teploty měřené v referenčním místě v peci anebo teploty spalin měřených na výstupu z pracovního prostoru pece. V následující vyrovnávací fází ohřevu je příkon do pece měněn plynule nebo skokem tak, aby teplota pece nebo spalin na výstupu z pracovní komory byla udržována v přípustném rozmezí teplot. Jsou známé i takové způsoby řízeni ohřevu, kdy příkon do pece ve vyrovnávací fázi je řízen změnou polohy regulačních orgánů, například plynu i vzduchu z polohy zavřeno do polohy otevřeno časovým členem a přepnutí do polohy zavřeno je provedeno v okamžiku, kdy teplota pece dosáhne žádané hodnoty. Jsou známé rovněž takové způsoby ohřevu, při nichž ve fázi intenzivního ohřevu je průběh nárůstu teploty řízen podle programu anebo na konstantní hodnotu.

Nevýhodou stávajících způsobů řízení ohřevu vsázky v komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem, při němž ve vyrovnávací fázi se tepelný příkon do pece snižuje postupně nebo skokem tak, aby teplota pece nebo spalin na výstupu z ohřívací komory byla v přípustném rozmezí teplot, je to, že čas ohřevu je delší, s vyšší spotřebou tepla a vyšším množstvím vzniklého opálu, než by bylo možné. Mezi další nevýhody patří i to, že stanovení střední teploty ohřívané vsázky nebo střední povrchové teploty vsázky je složité a určení těchto hodnot vyžaduje znalost matematického modelu, počátečních podmínek rozložení teplot, tepelnětechnických vlastnosti ohřívaného materiálu, velikosti, tvaru, množství kusů vsázky, údajů o palivu, změně příkonu a další. Přesnost výpočtu závisí rovněž na přesnosti zadávaných hodnot jednotlivých údajů.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob řízení ohřevu vsázky v průmyslových komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že vyrovnávací fáze ohřevu se zahájí, po dosažení první přípustné teploty povrchu ohřívané vsázky anebo přípustné teploty pracovního prostoru anebo přípustné teploty spalin měřené na výstupu z pracovního prostoru anebo jejich kombinací z posloupnosti přípustných hodnot těchto veličin předem nebo průběžně stanovených, snížením tepelného příkonu do pece skokem na hodnotu tepelných ztrát pece naprázdno, která může být v rozmezí +12 % a -12 %.

Při takto sníženém příkonu do pece dochází ke klesání teploty povrchu vsázky, teploty pracovního prostoru pece i teploty spalin měřené na výstupu z ohřívací komory anebo jejich kombinace, z jejichž průběhu je možné stanovit střední teplotu anebo tepelný obsah vsázky i stupeň vyrovnání teploty vsázky, aniž by bylo nutné znát další údaje.

Je-li takto stanovena hodnota střední teploty nebo tepelný obsah ohřívané vsázky nižší než požadovaná konečná hodnota, potom po dosaženi první hodnoty v posloupnosti požadovaných hodnot stupně vyrovnání se zvýší tepelný příkon do pece skokem na hodnotu předem určenou z posloupnosti požadovaných hodnot tepelných příkonů do pece anebo průběžné stanovené anebo na původní hodnotu. Hodnoty stupně vyrovnání a tepelných příkonů mohou být průběžně vypočítávány na základě aktuálního skutečného průběhu ohřevu nebo výsledku hodnoceni předcházejících ohřevů. Střídání ohřevu plným přípustným tepelným příkonem a příkonem na úrovni ztrát naprázdno se provádí do doby dosažení požadované konečné hodnoty střední teploty vsázky nebo její enthalpie.

Další postup ohřevu ve vyrovnávací fázi do okamžiku výdeje může probíhat podle známých způsobů, např. udržování na konstantní hodnotě teploty v peci nebo teploty spalin na výstupu z pracovního prostoru.

Střední teplotu vsázky je možno určit např. z průběhu teplot spalin měřených na výstupu z ohřívací komory jako ustálenou hodnotu teploty spalin při změně velikosti tepelného příkonu z aktuální hodnoty na hodnotu tepelných ztrát naprázdno bez potřeby znalosti údajů o vsázce a historií ohřevu, přičemž tuto hodnotu je možno vypočítat použitím známých matematických metod, aniž dojde k jejímu ustálení. Stupeň vyrovnání teplot je možno aproximovat podle poklesu teplot za časový úsek z průběhu teplot spalin měřených na výstupu z ohřívací komory.

Jak ukazují výsledky dlouhodobých zkoušek a výsledky teoretického řešení je možné pro studenou vsázku při správném nastavení hodnot teplot spalin, měřených na výstupu z pracovního prostoru pece, docílit ukončení ohřevu po třech dílčích vyrovnáních příkonem naprázdno.

Výhodou způsobu řízení ohřevu v průmyslových komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem podle vynálezu je zkrácení doby ohřevu.proti dosud používaným způsobům, snížení měrné spotřeby energie a snížení množství vznikajícího opálu, možnost přesného určení střední teploty vsázky bez dalších údajů. Dále způsob řízení ohřevu dle vynálezu umožňuje průběžnou diagnostiku ohřívací pece a zjištění špatné funkce řídicího systému, jestliže počet cyklů vyrovnání je větší než obvyklé tři. Tento způsob řízení ohřevu je vhodný pro všechny typy hořáku používaných např. pro hlubinné pece. Je vhodný i pro pece s vysokorychlostními hořáky, protože příkon na hořáky je konstantní na dovolené hodnotě i při vyrovnání a příkon do pece na úrovni příkonu naprázdno může být realizován např. jedním hořákem.

Na připojeném výkresu je znázorněn způsob ohřevu vsázky v průmyslových komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem podle vynálezu a to na příkladu hlubinné pece s použitím měření teploty spalin na výstupu z ohřívací komory. Obr. 1 znázorňuje průběh teplot spalin a vypočtených středních teplot vsázky 8 a obr. 2 znázorňuje odpovídající průběh tepelného příkonu do pece A v závislosti na čase τ_. . Fáze intenzivního ohřevu s dovoleným příkonem A^ končí v okamžiku τ, ve kterém je dosaženo první z posloupnosti přípustných teplot spalin 9^. V tomto okamžiku dojde skokem ke změně tepelného příkonu do pece na hodnotu A_n, odpovídající hodnotě příkonu naprázdno. Měřená hodnota teploty spalin klesá.

Z průběhu změny teploty spalin se vyhodnocuje střední teplota ohřívané vsázky 9* a stupeň vyrovnání S. Protože zjištěná hodnota střední teploty 9^ je nižší než žádaná konečná střední hodnota 3 potom po dosažení požadovaného stupně vyrovnání S^, prvního z posloupnosti žádaných hodnot, který byl průběžně vyhodnocován, dojde v čase opět ke změně příkonu skokem na původní hodnotu A^. Po dosažení přípustné teploty spalin 9.₂ ^se postup opakuje do doby, ve které z průběhu teploty spalin 9 měřené na výstupu z ohřívací komory, bude zjištěno, že střední teplota vsázky 9^S je rovna nebo vyšší než žádaná konečná střední hodnota teploty 9*ohřívané vsázky. Potom po dosažení požadovaného stupně vyrovnání z posloupnosti žádaných hodnot v čase je vsázka připravena k tažení. Tento stav může být signalizován.

Další postup řízení ohřevu do doby τ_^ vytažení vsázky z pece probíhá podle dosud známých způsobů například na konstantní hodnotu teploty spalin měřené na výstupu z pece.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob řízení ohřevu svázky v komorových ohřívacích pecích s periodickým pracovním cyklem, přičemž fáze intenzivního ohřevu se provádí dovoleným tepelným příkonem a během vyrovnávací fáze se tepelný příkon do pece snižuje postupně nebo skokem, vyznačený tím, že vyrovnávací fáze ohřevu se zahájí, po dosažení první přípustné teploty povrchu ohřívané vsázky anebo přípustné teploty pracovního prostoru anebo přípustné teploty spalin měřené na výstupu z ohřívacího prostoru pece anebo jejich kombinací z posloupnosti přípustných hodnot těchto veličin předem nebo průběžně stanovených snížením tepelného příkonu do pece skokem na hodnotu tepelných ztrát pece naprázdno v rozmezí +12 % a -12 %, načež při takto sníženém příkonu do pece klesá teplota povrchu vsázky, teplota pracovního prostoru pece i teplota spalin měřená na výstupu z ohřívací komory anebo jejich kombinace, z jejichž průběhu se stanoví střední teplota anebo tepelný obsah vsázky i stupeň vyrovnání teploty vsázky a je-li takto stanovena hodnota střední teploty nebo tepelný obsah vsázky nižší než požadovaná konečná hodnota, potom po dosažení první hodnoty v posloupnosti požadovaných hodnot stupně vyrovnání anebo po dosažení požadované hodnoty stupně vyrovnání průběžně stanovené, se skokem

   zvýší tepelný příkon do pece na hodnotu předem určenou z posloupnosti požadovaných hodnot tepelných příkonů do pece anebo průběžně stanovené anebo na původní hodnotu, přičemž se tento postup opakuje do doby, ve které střední teplota nebo tepelný obsah vsázky dosáhne žádané hodnoty, načež po dosažení požadovaného konečného stupně vyrovnání z posloupnosti žádaných hodnot nebo výpočtem se vsázka vytáhne.