CS257607B1

CS257607B1 - Apparatus for automatically regulating firing mode in fuel tunnel kilns

Info

Publication number: CS257607B1
Application number: CS864457A
Authority: CS
Inventors: Josef Borovicka; Vaclav Erbek
Original assignee: Josef Borovicka; Vaclav Erbek
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1986-06-17
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS445786A1

Abstract

Účelem řešení je zlepšení automatické regulace teplotních a současně tahových poměrů v tunelových pecích. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že do tunelové pece je hořáky vháněno konstantní látkové respektive objemové množství spalin v čase. Zařízení sestává z čidla teploty v peci, regulátoru průtoku topného média a okysličovadla a obvodu pro nastavení regulačního rozsahu hořáků. Regulační odchylka odvozená z čidla teploty způsobuje změnu průtoku topného média. Tato změna je přes vhodný převodník převáděna jako signál pro změnu průtoku okysličovadla tak, aby průtoky topného média a okysličovadla se měnily v opačném smyslu. Charakteristiky regulačního obvodu jsou voleny tak, aby při regulaci teploty bylo látkové respektive objemové množství spalin vháněných do pece konstantní.The purpose of the solution is to improve the automatic control of temperature and simultaneously draft conditions in tunnel kilns. The stated purpose is achieved by the fact that a constant substance or volume amount of flue gas is blown into the tunnel kiln by the burners over time. The device consists of a temperature sensor in the kiln, a heating medium and oxidizer flow controller and a circuit for setting the burner control range. The control deviation derived from the temperature sensor causes a change in the heating medium flow rate. This change is converted via a suitable converter as a signal for changing the oxidizer flow rate so that the heating medium and oxidizer flows change in the opposite direction. The characteristics of the control circuit are chosen so that during temperature control the substance or volume amount of flue gas blown into the kiln is constant.

Description

Vynález se týká zařízení pro automatickou regulaci pálicího režimu v palivových tunelových pecích. Při tepelném zpracování předmětů v tunelové peci je nutné dodržovat vhodný pálicí režim to je zejména předepsanou vypalovací křivku a tahové poměry.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for automatically controlling the firing mode in fuel tunnel ovens. During the heat treatment of objects in a tunnel furnace, it is necessary to observe a suitable firing regime, especially the prescribed firing curve and tensile conditions.

Vypalovací křivka udává teplotní změny, kterými musí v čase projít předmět tepelného zpracování od předehřevu k maximálním teplotám až po chlazeni. Vypalovací křivku, to znamená průběh vypalovacích teplot ovlivňují tahové poměry v peci.The firing curve indicates the temperature changes that the object of heat treatment must undergo in time from preheating to maximum temperatures up to cooling. The firing curve, i.e. the course of the firing temperatures, is influenced by the draft conditions in the furnace.

Požadovaných teplot je dosahováno spalováním vhodného paliva. Spaliny jsou hořáky vháněny do prostoru tunelové pece, kde předávají svou enthalpii předmětům tepelného zpracování.The required temperatures are achieved by burning suitable fuel. The flue gases are blown into the space of the tunnel furnace, where they pass their enthalpy to the objects of heat treatment.

Předepsaná teplota spalin, respektive příkon hořáků se řídí například pomocí zařízení na poměrovou regulaci, kdy se sice mění množství spalovaného média, ale zachovává se stejný objemový respektive látkový poměr spalovaného média a okysličovadla. Podstatnou nevýhodou zařízení pro poměrovou regulaci je proměnné množství spalin vháněných do pece.The prescribed flue gas temperature or the power input of the burners is controlled, for example, by means of a ratio control device, whereby the amount of the combustion medium varies, but the same volume / mass ratio of the combustion medium and oxidant is maintained. A substantial disadvantage of the ratio control device is the variable amount of flue gas blown into the furnace.

Změna objemu, respektive látkového množství spalin v peci se nepříznivě projevuje na tahových poměrech pece tak, že může dojít až k přesunu žhavých spalin v podélném směru pece do předehřívacího nebo chladicího pásma pece, a tím může dojít k poškození předmětů tepelného zpracování. Kromě toho dochází k přesunu spalin v příčném směru pece, což má za následek přepalování předmětů tepelného zpracování na okrajích pecního vozu, tedy blíže u hořáků a nedopalování předmětů tepelného zpracování uprostřed pecního vozu, tedy dále od hořáků. S proměnným množstvím spalin se mění i doba reakce na regulační zásah.The change in the volume or mass of the flue gases in the furnace is adversely affected by the furnace draft ratios so that the hot flue gases in the longitudinal direction of the furnace can be transferred to the preheating or cooling zone of the furnace and thereby damage the heat treatment objects. In addition, the flue gas is moved in the transverse direction of the furnace, resulting in the burning of the heat treatment articles at the edges of the furnace, i.e. closer to the burners, and the non-burning of the heat treatment articles in the middle of the furnace, further away from the burners. With the variable amount of flue gas, the response time to the control intervention also changes.

Menší nevýhody má zařízení, které u předem seřízených hořáků s pevným množstvím okysličovadla řídí pouze přítok spalovaného média. Změna objemu, respektive látkového množství spalin v peci je menší než u předcházejícího zařízení.There are minor disadvantages of a device which only controls the inflow of the combustion medium in the pre-adjusted burners with a fixed amount of oxidant. The change in the volume and / or the mass of the flue gas in the furnace is less than in the previous apparatus.

Z obou výše uvedených zařízení vycházejí v podstatě všechna zařízení pro automatickou regulaci pálicího režimu v tunelových pecích.In principle, all the devices for automatic regulation of the firing mode in tunnel furnaces are based on the above two devices.

Uvedené nevýhody odstraňuje nebo značně potlačuje zařízení podle vynálezu. Postata vynálezu je v tom, že výstup regulátoru spalovaného média je připojen současně na první pohon akčního členu spalovaného média a na vstup převodníku poměru, jehož výstup je připojen na druhý pohon akčního členu okysličovadla, přičemž první vstup regulátoru spalovaného média je připojen na čidlo teploty a druhý vstup regulátoru spalovaného média je připojen na výstup obvodu pro nastavení regulačního rozsahu hořáků, jehož vstup je připojen na potrubí spalovaného média.These disadvantages are avoided or greatly suppressed by the device according to the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The combustion medium regulator output is connected simultaneously to the first drive of the combustion medium actuator and to the ratio converter input whose output is connected to the second oxidant actuator drive, wherein the first combustion medium regulator input is connected to the temperature sensor and the second inlet of the combustion medium regulator is connected to the output of the burner control circuit, whose input is connected to the combustion medium pipe.

Toto zařízení umožňuje udržet konstantní objem, respektive látkové množství spalin v každé části pece. Dosahuje se toho tak, že při regulaci teploty regulací množství spalovaného média se v hořácích přírůstek, respektive úbytek objemu, respektive látkové množství spalovaného média kompensuje odpovídajícím úbytkem, respektive přírůstkem objemu, respektive látkového množství okysličovadla.This device makes it possible to maintain a constant volume and / or fabric amount of flue gas in each part of the furnace. This is achieved by compensating for the temperature in the burners by increasing or decreasing the volume or mass of the medium in the burners, respectively, by correspondingly decreasing or increasing the volume or mass of the oxidant.

Vyšší účinek vynálezu oproti dosavadním řešením dosažený udržením konstantních množství spalin ve všech částech pece je v tom, že při regulaci teploty nedochází ke změnám tahových poměrů v peci a nemůže tak dojít k přesunu žhavých plynů do předehřívacího nebo chladicího pásma. Tím je také zajištěno, že v každé části a průřezu pece je teplota předepsaná vypalovací křivkou. Ohřívání většího množství okysličovadla v době, kdy regulátor snižuje teplotu pecní atmosféry způsobuje její rychlejší pokles a naopak ohřívání menšího množství okysličovadla v době, kdy ragulátor zvyšuje teplotu pecní atmosféry umožňuje její rychlejčí nárůst.The greater effect of the invention compared to the prior art achieved by maintaining constant amounts of flue gas in all parts of the furnace is that temperature control does not change the furnace draft ratios and thus does not transfer the hot gases to the preheating or cooling zone. This also ensures that in each part and cross section of the furnace the temperature is prescribed by the firing curve. Heating a larger amount of oxidizer while the regulator is lowering the furnace atmosphere temperature causes it to decrease more quickly, and heating a smaller amount of oxidant while the ragulator increases the furnace atmosphere temperature allows it to rise more quickly.

To znamená, že reakce soustavy pec - regulační zařízení je rychlejší oproti dosavadním regulačním zařízením, což je další výhodou řešení.This means that the reaction of the furnace-control device is faster than the existing control device, which is another advantage of the solution.

Příklad zařízení podle vynálezu je na obrázku číslo 1 a na obrázku číslo 2 je jeho varianta.An example of a device according to the invention is shown in Figure 1 and Figure 2 is a variant thereof.

Zařízení sestává z regulačního obvodu pro řízení průtoku spalovaného média a obvodu pro řízení průtoku okysličovadla.The device consists of a control circuit for controlling the flow of combustion medium and a circuit for controlling the flow of oxidant.

Výstup regulátoru 2 spalovaného média je připojen na první pohon £ akčního členu 6 spalovaného média. První vstup regulátoru 2_ spalovaného média je připojen na čidlo £ teploty. Druhý vstup regulátoru 2 spalovaného média je přes obvod £ pro nastavení regulačního rozsahu hořáku 4 připojen na potrubí 10 spalovaného média, vedoucí z akčního členu £ do hořáku £. Výstup regulátoru 2 spalovaného média je ještě dále připojen na vstup převodníku 7 poměru, jehož výstup je přes druhý pohon £ spojen s druhým akčním členem £ okysličovadla. Druhý akční člen £ okysličovadla je zařezen v potrubí 11 okysličovadla, vedoucím do hořáku £.The output of the combustion medium regulator 2 is connected to the first drive 6 of the combustion medium actuator 6. The first input of the combustion medium regulator 2 is connected to a temperature sensor 6. The second input of the combustion medium regulator 2 is connected to the combustion medium conduit 10 leading from the actuator 6 to the burner 6 via the adjusting range of the burner control range 4. The output of the combustion medium regulator 2 is further connected to the input of the ratio converter 7, the output of which is connected to the second oxidant actuator 6 via a second drive 6. The second oxidant actuator 6 is cut in the oxidant line 11 leading to the burner 6.

Čidlo £ teploty, regulátor 2, pohony £ a £ a akční členy £ a £ jsou běžného provedení. Obvod £ pro nastavení regulačního rozsahu hořáku £ určuje v závislosti na teplotě požadované v peci a skládce materiálu na pecních vozících dolní a horní met množství přiváděného spalovaného média. Může být tvořen např. prstencovým manometrem s koncovými spínači pro dolní a horní mez přiváděného množství spalovaného média, dvěma manostaty opět pro dolní a horní mez, případně jiným tlakoměrem s elektrickým spínáním nastavených mezí apod. Převodník £ poměru je zařízení; které v závislosti na výstupním signálu regulátoru 2 spalovaného média určuje množství okysličovadla.The temperature sensor 6, the controller 2, the drives 6 and 6 and the actuators 6 and 6 are conventional. The burner control range 5 determines, depending on the temperature required in the furnace and the material dump on the furnace carriages, the lower and upper met amounts of the incoming combustion medium. It may consist of, for example, an annular pressure gauge with limit switches for the lower and upper limits of the supply volume of the combustion medium, two manostats again for the lower and upper limits, or another pressure gauge with electrical switching of the set limits, etc. which, depending on the output signal of the combustion medium regulator 2, determines the amount of oxidant.

Může být vytvořen například jednoduchým elektronickým převodníkem se stálým nastaveným přenosem, nebo složitějším převodníkem, který řídicí signál pohonu £ počítá na základě výstupu regulátoru £ a na základě charakteristik akčních členů £ a £. V nejjednodušším případě je převodník £ tvořen mechanickou převodovkou mezi hřídelem prvního akčního členu £ a hřídelem druhého akčního členu £.It can be formed, for example, by a simple electronic transducer with a fixed set transmission, or by a more complex transducer, which calculates the drive signal of the drive £ based on the output of the regulator a and on the characteristics of the actuators a and £. In the simplest case, the transducer 6 is formed by a mechanical transmission between the shaft of the first actuator 6 and the shaft of the second actuator 6.

Příklad takového provedení je na obr. 2, kde je druhý pohon £ vynechán, přičemž označení a funkce ostatních prvků odpovídají obr. 1.An example of such an embodiment is shown in Fig. 2, where the second actuator 6 is omitted, the designation and function of the other elements corresponding to Fig. 1.

Zařízení podle obr. 1 pracuje takto: dojde-li k vzestupu teploty spalin v peci, pak vyšší signál z čidla £ teploty umístěného v peci způsobí přes regulátor 2 spalovaného média a pohon £ přivírání akčního členu £ spalovaného média, a tím snížení dodávaného množství spalovaného média do hořáku £ až do okamžiku, kdy obvod £ pro nastavení regulačního rozsahu hořáku £ zjistí dolní mez dodávaného 'množství spalovaného média a další přivírání akčního členu £ spalovaného média zastaví. Současně výstup regulátoru 2 spalovaného média způsobí přes převodník £ poměru a druhý pohon £ otevírání akčního členu 5. okysličovadla, a tím zvyšování dodávaného množství okysličovadla do hořáku £. Okamžik zastavení otevírání akčího členu £ okysličovadla je shodný s okamžikem zastavení akčního členu £ spalovaného média. V těchto polohách akční členy £ a £ zůstanou; těmto polohám odpovídající množství spalovaného média a okysličovadla jsou dodávána do hořáku, dokud teplota spalin v peci nepoklesne pod požadovanou hodnotu.The device according to FIG. 1 works as follows: if the temperature of the flue gas in the furnace increases, a higher signal from the temperature sensor 6 in the furnace causes the combustion medium regulator 2 and the drive 6 to close the combustion medium actuator. The burner adjusting circuit 6 detects the lower limit of the supply volume of the combustion medium and stops further closure of the combustion medium actuator. At the same time, the output of the combustion medium regulator 2 causes the oxidizer actuator 5 to open via the ratio converter 6 and the second drive 6, thereby increasing the amount of oxidant supplied to the burner. The instant of stopping the opening of the oxidant actuator 6 is the same as the moment of the combustion medium actuator 6 being stopped. In these positions, the actuators 6 and 6 remain; the corresponding amounts of combustion medium and oxidant are supplied to the burner until the flue gas temperature in the furnace has fallen below the desired value.

Jakmile se tak stane, signál z čidla £ teploty přes regulátor 2 spalovaného média a první pohon £ způsobí otevírání akčního členu £ spalovaného média, a tím zvyšování množství spalovaného média do hořáků až do okamžiku, kdy obvod £ pro nastavení regulačního rozsahu hořáku £ zjistí horní mez dodávaného množství spalovaného média a další otevírání akčního členu £ spalovaného média se zastaví. Současně je výstupním signálem regulátoru 2 spalovaného média pře převodník £ poměru a druhý pohon £ přivírán akční člen £ okysličovadla až do' zastavení v okamžiku zastavení akčního členu £ okysličovadla. V těchto polohách akční členy £ a 9 zůstanou; těmto polohám odpovídající množství spalovaného média a okysličovadla jsou dodávána do hořáků, až do okamžiku, kdy teplota spalin v peci stoupne nad požadovanou hodnotu.Once this happens, the signal from the temperature sensor 6 via the combustion medium regulator 2 and the first actuator causes the combustion medium actuator 6 to open, thereby increasing the amount of combustion medium to the burners until the burner control range setting circuit 6 detects an upper the limit of the amount of combustion medium to be supplied and the further opening of the combustion medium actuator 6 is stopped. At the same time, the output signal of the combustion medium regulator 2 is passed through the ratio converter 6 and the second drive 6 to the oxidizer actuator 6 until it stops at the moment the oxidizer actuator stops. In these positions, the actuators 6 and 9 remain; the corresponding amounts of combustion medium and oxidant are supplied to the burners until the flue gas temperature in the furnace rises above the desired value.

Množství dodávaného okysličovadla je dáno přenosem převodníku £ poměru, který je nutno určit v závislosti na chemické rovnici spalování a v závislosti na charakteristikách akčních členů.The amount of oxidant to be supplied is determined by the transmission of the ratio converter, which is to be determined according to the chemical combustion equation and the characteristics of the actuators.

Obdobně pracuje i zařízení podle obr. 2. Jediným pohonem 5 je ovládán první akční člen £ spalovaného média a současně také druhý akční člen £ okysličovadla přes převodník 7_ poměru - mechanickou převodovku, jejíž převod je nutno opět určit v závislosti na chemické rovnici spalování a charakteristikách akčních členů.The device according to FIG. 2 operates similarly. A single actuator 5 controls the first combustion medium actuator 6 and the second oxidant actuator 7 via a ratio converter 7 - a mechanical transmission whose transmission must be determined again depending on the chemical combustion equation and characteristics actuators.

Tímto způsobem je jednak udržována teplota v peci na požadované hodnotě, jednak je v pecním prostorou udržován konstantní objem/látkové množství spalin.In this way, on the one hand, the furnace temperature is maintained at the desired value, and on the other hand, a constant volume / mass of flue gas is maintained in the furnace space.

Hořák £ respektive hořákové sekce a obvod £ pro nastavení regulačního rozsahu hořáku £ se seřizují při nabíhání pece ze studeného stavu do stavu technologického.The burner or burner section and the burner control range are adjusted when the furnace is started from a cold state to a technological state.

Další využití vynálezu se naskýtá u některých rotačních a vozokomorových pecí.A further use of the invention is provided in some rotary and car-chamber furnaces.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for automatically controlling the firing mode in fuel tunnel ovens, comprising a temperature sensor, a regulator and a circuit for adjusting the burner control range, characterized in that the output of the combustion medium regulator (2) is connected simultaneously to the first actuator (5). 6) of the combustion medium and at the input of the ratio converter (7), the output of which is connected to the second oxidizer actuator (8), the first input of the combustion medium regulator (2) being connected to the temperature sensor (1) and the second input The combustion medium regulator (2) is connected to the output of the burner control circuit (3), whose inlet is connected to the combustion medium pipe (10).

Device according to claim 1, characterized in that the ratio converter (7) is a mechanical transmission.