DE1023847B

DE1023847B - Safety device for furnace systems

Info

Publication number: DE1023847B
Application number: DET9708A
Authority: DE
Inventors: Dr Franz Kofler
Original assignee: August Thyssen Huette AG
Current assignee: Thyssen AG
Priority date: 1954-07-07
Filing date: 1954-07-07
Publication date: 1958-02-06

Description

Sicherheitsvorrichtung für Ofenanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine halbautomatisch arbeitende Sich°rheitsvorrichtung für Ofenanlagen, bei der an einer Stelle, deren Temperatur eine Kenngröße für den Betriebszustand des Ofens oder des nachgeschalteten Aggregates, wie z. B. Rekuperatoren od. dgl., darstellt, ein Temperaturrneßgerät .=ingeführt ist, das beim Überschreiten einer zulässigen Grenzternperatur eine Anzeige und gegebenenfalls Signale auslöst.Safety device for furnace systems The invention relates to on a semi-automatic safety device for furnace systems at a point, the temperature of which is a parameter for the operating state of the Oven or the downstream unit, such as. B. recuperators or the like., Represents, a temperature measuring device. = is introduced, which when a permissible Limiting temperature triggers a display and possibly signals.

Bei Industrieöfen wird die "Zuführung von Brennstoff und Verbrennungsluft in steigendem -Maße zum Teil oder vollständig mechanisiert, vor allein um Verluste des Heizmittels oder Verbrennungen und überheizungen des Heizgutes zu verhindern.In the case of industrial furnaces, the "supply of fuel and combustion air Increasingly, partly or fully mechanized, mainly about losses of the heating medium or to prevent burns and overheating of the heating material.

Zu einer Automatisierung in der Bedienung der Öfen gehört eine verhältnismäßig umfangr;iclrzReg°1-und Meßmechanik, die zugleich auch die Funktionen einer Schutzautomatik zur Vermeidung vor allem von Überhitzungsvorgängen zu übernehmen hat. Zum Schutz von Luftrekuperatoren können dabei z. B. kleine Steigerungen der Abgastemperaturen dadurch ausgeglichen werden, daß kühles Abgas im L'mlatrf oder Luft oder zerstäubtes Wasser in das Abgas vor dein Rekuperator eingeführt wird.Automation in the operation of the ovens requires a relative degree of automation extensive; iclrzReg ° 1 and measuring mechanics, which at the same time also have the functions of an automatic protection system to avoid overheating processes in particular. For protection of air recuperators can, for. B. small increases in exhaust gas temperatures be compensated by the fact that cool exhaust gas in the L'mlatrf or air or atomized Water is introduced into the exhaust gas in front of your recuperator.

Je komplizierter eine solche Automatik aufgebaut ist, um so eher kann e> geschehen, daß Störulrgerr eintreten, die eine Regelung verhindern od°r stören und zu falschem Ansprechen der Regelorgane führen. Es geschieht dann immer wieder, daß in kürzester Zeit empfindliche Teile der Öfen, wie z. B. Rekuperatoren oder Ventile od. a., verbrennen und daß auch das Heizgut Verbrennungen erfährt. So werden schwere Schäden an Teilen der Öfen, `'erluste an Heizgut sowie Verluste durch den Ausfall der Produktion des Ofens verursacht. Die restlose Zerstörung von Stahlrekuperatoren infolge von Luft- oder Gasüberhitzung kann z. B. in der kurzen Zeit von etwa 5 bis 10 --Minuten erfolgen.The more complicated such an automatic system is, the sooner it can be It happens that disturbances occur which prevent or disrupt regulation and lead to incorrect addressing of the regulatory bodies. It happens again and again that in a very short time sensitive parts of the ovens, such. B. recuperators or Valves or a. Burn and that the heating material also experiences burns. Be like that severe damage to parts of the ovens, losses of heating material and losses due to the Caused production failure of the furnace. The complete destruction of steel recuperators as a result of air or gas overheating, z. B. in the short time from about 5 to 10 minutes.

Es ist also bekannt, den Verbrennungsvorgang bei Ofenanlagen mit Hilfe von Temperaturanzeigegeräten zu überwachen und zu steuern, wobei z. B. ein Temperaturrneßgerät einen Regler betätigen kann, der einem geeigneten Antriebsmotor Öffnungs- und Schließimpulse erteilt. Auch sind z. B. Sicherheitsvorrichtungen für gasbeheizte Geräte bekannt, welche in der Weise arbeiten, daß das Hauptgasventil beim Brennen der Zündflamme offengehalten wird und beim Erlöschen der Flamme schließt.So it is known to use the combustion process in furnace systems to monitor and control of temperature display devices, with z. B. a temperature measuring device can operate a controller that sends opening and closing pulses to a suitable drive motor granted. Also z. B. Safety devices for gas-heated devices are known, which work in such a way that the main gas valve when the pilot flame is burning is kept open and closes when the flame goes out.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß bei langzeitig durchlaufenden Ofen, wie es beispielsweise Walzwerksöfen sind, im Interesse des Betriebes allergrößte Sicherheit verlangt werden muß. Die Praxis hat gezeigt, daß vollautomatisch betriebene Ofenanlagen der bekannten Art nicht die notwendige Sicherheit bieten, um schwerwiegende Schäden verhindern zu können.The invention is based on the problem that with long-term continuous Furnaces, such as rolling mill furnaces, are the largest in the interests of the company Security must be required. Practice has shown that fully automatic Furnace systems of the known type do not offer the necessary security in order to be serious To be able to prevent damage.

Die Erfindung bezweckt daher, die Unzulänglichkeiten der Vollautomatik, die bisher nicht behoben werden konnten und die auch durch eine noch weitergehende Perfektionierung grundsätzlich nicht zu beheben sind, durch eine einfache und zuverlässige Schutzmaßnahme zu beheben.The invention therefore aims to address the shortcomings of fully automatic, which could not be remedied so far and which were also due to an even more extensive one Perfecting in principle cannot be remedied by a simple and reliable Corrective measure.

Dabei wird von folgenden Überlegungen ausgegangen: Bei den hochgezüchteten vollautomatischen Wärmeeinrichtungen, die die allgemein verwendeten Industrieöfen darstellen, ist es dem Personal nicht möglich, alle vorkommenden Fehler sofort zu erkennen:. Das Bedienungspersonal besteht meistens aus ungelernten Kräften, die keine umfassende technische Ausbildung shaben, und die daher die verwickelten Vorgänge in den Regel- und Überwachungseinrichtungen nicht beherrschen. Bei den umfangreichen und schwer zu übersehenden Einrichtungen und Schaltungen, die oft über lange Zeit reibungslos arbeiten, wird das Personal außerdem »betriebsblind«, so daß ihm das Gefühl für die technische Wirkungsweise der Regel- und Überwachungseinrichtungen fehlt.It is based on the following considerations: In the highly bred fully automatic heating devices that use the commonly used industrial furnaces it is not possible for the staff to immediately report all errors that occur recognize:. The operating staff consists mostly of unskilled workers who do not have extensive technical training, and therefore have the intricate processes not master the control and monitoring equipment. With the extensive and hard-to-miss facilities and circuits that often last for a long time work smoothly, the staff also becomes "operational blind", so that Feel for the technical mode of operation of the control and monitoring devices is missing.

Nach der Erfindung soll verhindert werden, daß besondere, im einzelnen bestimmte Temperaturen über- bzw. unterschritten werden, um den. Ofen und besondere nachgeschaltete Einrichtungen nicht zu gefährden. M-ie erwähnt, kommt es insbesondere häufig vor, daß sich örtliche Überhitzungen einstellen, so daß Beschädigungen der Anlage oder ihrer Einzelteile auftreten, wobei Rekuperatoren besonders gefährdet sind. Gerade bei Rekuperatoren ist es voll wesentlicher Bedeutung, daßentsprechende Abschaltungen frühzeitig genug erfolgen, denn man kann bei vollautomatisch betriebenen Öfen Überhitzungen zwar nachträglich aus den Temperaturdiagrammen erkennen, jedoch ist es dann für Gegenmaßnahmen zu spät, und die entsprechenden Zerstörungen und Beschädigungen sind bereits eingetreten.According to the invention should be prevented that particular, in detail certain temperatures are exceeded or fallen below by the. Oven and special downstream facilities are not endangered. As I mentioned, it comes in particular often before that local overheating occurs, so that damage to the Plant or its individual parts occur, with recuperators particularly at risk are. In the case of recuperators in particular, it is absolutely essential that the corresponding Shutdowns take place early enough, because you can operate fully automatically Detect ovens overheating retrospectively from the temperature diagrams, However it is then too late for countermeasures, and the corresponding destruction and Damage has already occurred.

Störungen können durch menschliches Versagen, durch Ändern des Einsatzes oder des Heizmittels oder durch Ausfall bestimmter Regel- und Schaltelemente oder technische Fehlleistungen auftreten. Zum Beispiel kann auch der Bruch von Thermoelementen zu Fehlleistungen des automatisierten Systems führen. Zwar ist es möglich, die einzelnen Thermoelemente durch entsprechende Sicherungskreise gegen Fehlleistungen dieser Art abzuschirmen, jedoch decken Sicherheitsvorkehrungen .dieser Art nur ganz bestimmte Betriebsfälle, und um sicherzugehen, wäre es notwendig, jede einzelne Funktion abzuschirmen, diese wiederum mit entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen zu versehen usw. Indessen lassen sich alle überhaupt denkbaren Störungsfälle nicht im einzelnen abschirmen.Malfunctions can be caused by human error, by changing the use or the heating medium or due to failure of certain control and switching elements or technical errors occur. For example, thermocouples can also break lead to failures of the automated system. True, it is possible for the individual Thermocouples by means of appropriate safety circuits against failure of these Type of shielding, but safety precautions of this type only cover very specific ones Operational cases, and to be sure, it would be necessary to shield each individual function, to provide these in turn with appropriate safety precautions, etc. In the meantime all conceivable malfunctions cannot be shielded individually.

Die Erfindung zeigt einen Weg, diese Vielzahl der Sicherungsvorkehrungen .erheblich herabzusetzen und die geforderte Sicherheit auf einen Wert zu bringen, der einer absoluten Sicherheit nahekommt.The invention shows one way of eliminating this multitude of safety precautions . to reduce significantly and to bring the required security to a value, which comes close to absolute security.

Gemäß der Erfindung ist eine halbautomatisch arbeitende Sicherheitsvorrichtung für Ofenanlagen vorgesehen, bei der an einer Stelle, deren Temperatur eine Kenngröße für den: Betriebszustand des Ofens oder des nachgeschalteten Aggregates, wie z. B. Rekuperatoren od. dgl., darstellt. ein Temperaturmeßgerät eingeführt ist, das beim Überschreiten einer zulässigen Grenztemperatur eine Anzeige und gegebenenfalls Signale auslöst, und welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die halbautomatische Sicherheitsvorrichtung zusätzlich in an sich vollautomatisch betriebenen Ofenanlagen derart eingebaut ist, daß sie bei Überschreiten der vorgegebenen Temperatur das Ofenaggregat abschaltet.According to the invention is a semi-automatic safety device intended for furnace systems in which at one point the temperature of which is a parameter for: the operating status of the furnace or the downstream unit, such as B. recuperators od. Like., Represents. a temperature measuring device is introduced which if a permissible limit temperature is exceeded, a display and, if applicable Triggers signals, and which is characterized in that the semi-automatic Additional safety device in fully automatic furnace systems is installed in such a way that when the specified temperature is exceeded, the The furnace unit switches off.

Zusätzlich zu der Abschaltung kann auch eine entsprechende Anzeige ausgelöst werden. Ebenso kann man auch bei Unterschreiten ,einer bestimmten Temperatur die Anzeige und Ofenabschaltung herbeiführen lassen.In addition to the shutdown, a corresponding display can also be displayed to be triggered. Likewise, you can also fall below a certain temperature cause the display and the furnace to switch off.

Bei Öfen, bei denen die höchst- oder tiefstzulässigen Temperaturen nur wenig oberhalb oder unterhalb der üblicherweise eingeregelten Temperatur liegen dürfen, werden die kurzzeitigen unvermeidbaren Temperaturschwankungen immer wieder an dies° zulässigen Temperaturen heranreichen und würden dann zu unerwünschten und unnötigen Abschaltungen führen. Um das zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Temperaturanzeige mit einer solchen Trägheit arbeiten zu lassen, daß derart kurzfristige Schwankungen nicht mehr registriert werden. Das ist bei Temperaturmeßgeräten, die über das Prinzip der Wärmeausdehnung arbeiten., durch entsprechende Bemessung der Thermometermaße zu erreichen, bei Thermoelementen durch Verwendung an sich bekannter Drosseln usw.For ovens where the highest or lowest permissible temperatures are only slightly above or below the usually regulated temperature are allowed, the short-term unavoidable temperature fluctuations are repeated reach this ° permissible temperatures and would then become undesirable and unnecessary shutdowns. To avoid this, it is advisable to use the temperature display to work with such inertia that such short-term fluctuations can no longer be registered. That is with temperature gauges that use the principle the thermal expansion work., by appropriate dimensioning of the thermometer dimensions to achieve, in the case of thermocouples by using throttles, which are known per se, etc.

Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist darin zu sehen, daß hohe Verluste an Einrichtungen, Material und Produktion vermieden werden und nicht erst auftretende Schäden auf die Störungen hinweisen. Die Beseitigung von Störungen in der Ofen-Regelanlage kann vielmehr stets rechtzeitig erfolgen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich also nicht um die Nutzung der Thermokraft zum Regeln der Ofenbeheizung, sondern das Thermoelement hat ausschließlich und ganz ausgesprochen eine Schutzaufgabe im Ofen :erhalten. Eine Regelaufgabe kann somit diesem Thermoeleinent nicht auferlegt werden.The advantage of the subject matter of the invention is that high Losses of facilities, material and production are avoided and not only point out any damage that occurs. The elimination of errors in Rather, the furnace control system can always take place in good time. In the inventive Device is therefore not about the use of thermoelectric power to regulate the furnace heating, but the thermocouple has exclusively and wholly pronounced a protective task in the furnace: received. A control task can therefore be performed by this thermal element not be imposed.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Schutze von Ofeneinrichtungen, insbesondere Rekuperatoren, gegen Verbrennung ist in der Zeichnung dargestellt (wobei die Betätigung der Schnellschlußklappen pneumatisch gezeichnet ist. In derselben Weise lassen sich die Klappen auch hydraulisch bzw. rein elektrisch betätigen).An embodiment of the device for protecting furnace equipment, in particular recuperators, against combustion is shown in the drawing (where the actuation of the quick-closing flaps is drawn pneumatically. In the same The flaps can also be operated hydraulically or purely electrically).

Über eine Zuleitung 2 wird Gas zum Brenner 4 zugeführt, und in einer Zuleitung 3 wird die Verbrennungsluft dem Brenner 4 zugeleitet. Brenner 4 liefert das Brenngas für den Ofen 5, aus welchem über Abgaskanal 6 die Abgase an einem Therinoelement 7 vorbei in den Rekuperator 8 und weiterhin in den Kamin 9 gelangen. Das Thermoeleinent 7 gibt die Steuerspannung über einen Kleinregler 10 zu Magnetventilen 12. Durch diese wird die Preßluftleitung 11 geregelt. so daß Preßluft-Arbeitszvlinder 13 die Schnellschlußklappen.l bei Überschreiten der zulässigen Temperatur schließen können. Ebenso kann der Kleinregler auch so eingestellt sein, daß er bei Unterschreiten einer vorgeschriebenen niedrigstzulässigen Temperatur die Anzeige auslöst und/oder den Ofen abschaltet. Die Stromzuführung für den Kleinregler bzw. für die ?Magnetventile erfolgt über die entsprechenden Zuleitungen 14.Gas is fed to the burner 4 via a feed line 2, and in one In feed line 3, the combustion air is fed to the burner 4. Burner 4 delivers the fuel gas for the furnace 5, from which the exhaust gases to a Therino element via exhaust gas duct 6 7 pass into the recuperator 8 and continue to get into the chimney 9. The thermal element 7 gives the control voltage via a small regulator 10 to solenoid valves 12. Through this is regulated by the compressed air line 11. so that compressed air Arbeitszvlinder 13 the Quick-closing flaps. L can close when the permissible temperature is exceeded. Likewise, the small regulator can also be set so that it falls below the limit a prescribed lowest permissible temperature triggers the display and / or turns off the oven. The power supply for the small controller or for the? Solenoid valves takes place via the corresponding feed lines 14.

Die Schnellschlußklappen können selbstverständlich nicht nur durch Preßluftaggregate, sondern auch z. B. durch hydraulisch bediente oder auch rein elektrisch betätigte Apparate bewegt werden.The quick release flaps can of course not just go through Compressed air units, but also z. B. by hydraulically operated or purely electrically operated apparatus are moved.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Semi-automatic safety device for furnace systems, where at one point, the temperature of which is a parameter for the Operating condition of the furnace or the downstream unit, such as B. recuperators Od. Like.,. A temperature measuring device is introduced, which when exceeded a permissible limit temperature triggers a display and, if necessary, signals, characterized in that this semi-automatic safety device in addition is installed in fully automatically operated furnace systems in such a way that they the furnace unit switches off when the specified temperature is exceeded.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that the disconnection when the value falls below the specified temperature takes place.

3. Safety device according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature transfer takes place sluggishly, so that display and shutdown when the permissible temperature is exceeded or not reached cannot be triggered by usual short-term fluctuations. -1. Safety device according to claim 1 or 3, characterized in that the temperature measuring device is arranged in the exhaust gas flow in front of the furnace part to be protected. Considered Publications: German Patent Nos. 5-10 711, 690 543, 722 058; magazine "Feinwerktechnik", Volume 56, Issue 8, 1952, pp. 230 to 234 and 236.