DE3203230A1

DE3203230A1 - Verfahren und vorrichtung zur temperatursteuerung in glueh- oder warmhalteoefen

Info

Publication number: DE3203230A1
Application number: DE19823203230
Authority: DE
Inventors: Toshio Niihama Matsuoka
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1981-03-09
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1982-09-30
Also published as: US4424023A; JPS57148186A; JPS6411689B2

Description

20 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Temperatur in Glüh- oder Warmhalteöfen.

Bei herkömmlichen Glühofen kommen große Mengen £vn feuerfesten und isolierenden Bauteilen zur Anwendung, die eine hohe thermische Kapazität haben, was es in vielen Fällen schwierig macht, die Temperatur im Ansprechen auf ein vorbestimmtss Schema lediglich mit Hilfe einer Regelung der Brennstoffverbrennung zu steuern. Der Grund hierfür liegt darin, daß eine Änderung in der Menge an Strahlungswärme durch Übertragung von Berührungswärme nicht ausreichend oder kaum auf der Grundlage einer Änderung im Volumen des Verbrennungsgases vorausgesagt werden kann.

Ii Liio sup;. Vorhronnungsstcuerung ist in einem Fall wirkungsvoll, in dein das Volumen des Verbrcrinungsgases durch das Verbrennungsvolumen geändert werden kann, oder wenn die Flammengröße geregelt werden kann, wie das in großen Zoneu einer B erührungswärtneüb er tragung, wie bei Dampfkesseln od.dgl., der Fall ist. Jedoch kann eine Regelung der Temperatur des zu erhitzenden Materials nicht in einem Glühofen mittels Änderung im Verbrennungsvolumen bewerkstelligt werden.

In derartigen Glüh- oder Warmhalteöfen ist es häufig üblich, daß der Beitrag an Berührungswärmeübertragung aufgrund dor kleinen Heizfläche des zu erhitzenden Materials so klein und die Wärmeleistung pro Ofenvolumen ebenfalls

Ib so klein ist, daß keinerlei Raum bleibt, um eine Temperatursteuerung durch Änderung der Flammengröße damit in Einklang zu bringen.

Mit Blick auf die oben beschriebenen Umstände wurde die vorliegende Erfindung konzipiert, deren Ziel es ist, ein Verfahren für eine Temperatursteuerung in einem Glühofen anzugeben und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, wonach die Temperatursteuerung leicht bewerkstelligt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch ein Verfahren, zui· Temperatursteuerung erreicht, wonach die Emissionsfähiglceit der Flamme im Glühofen geregelt wird, um die Menge der an das zu erhitzende Material zu übertragenden Wärme ^ zu ändern, was zum Ergebnis hat, daß die Temperatur dieses Materials mit Leichtigkeit eingeregelt werden kann.

Ferner wird das oben genannte Ziel erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Temperatursteuerung erreicht, die gekennzeichnet ist durch eine Zufuhrleitung für gasförmigen Ilauptbrennstoff sowie eine Verbrennungsluft-Zufuhrleitung für diesen Hauptbrennstoff, durch eine Zufuhr-

leitung für einen gasförmigen Zusatzbrennstoff sowie eine Verbrennungsluft-Zufuhrleitung für diesen Zusatz- j brennstoff, durch einen Temperaturfühler; dessen die ! Temperatur erfassender Teil innerhalb des Ofengestoils angeordnet ü, durch eine Verhältnis-Einstellvorrichtung, die auf der Basis der vom Temperaturfühler erfaßten Temperatur betätigbar ist, durch ein die Zufuhr von gasfor—j niigein - Ztisatzbrenhstof f regelndes Ventil., dan im iVasprtvchcii auf ein von der Verhältnis-Einstollvorrichtung geliefertos jQ Signal betätigbar jst, und durch ein die Zufuhr der mit dem Zusatzbrennstoff zu vermischenden Verbrennungsluft regelndes Ventil.

Der Erfindungsgegenstand, d.h. Verfahren und Vorrichtung zur Temperatursteuerung, wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Temperatursteuerung gemäß der Erfindung; Pig· 2 eine Graphik einer Temperatursteuerkurve;

Fig. 3 eine Graphik einer tatsächlichen Temperatursteuerkurve ;
Fig. 4 und 5 graphische Darstellungen, die die Steigerung in der Emissionsfähigkeit in einem Fall zeigen·, in dem dem Brennstoff Ruß (Carbon-Black) zugemischt wurde.

Es wird zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen, wonach an einen Glüh- oder Warmhalteofen 1 eine Hauptheizgas-Zufuhrleitung Ll, eine Verbrennungsluft-Zufuhrleitung L2 für das Hauptheizgas, eine Zusatzheizgas-Zufuhrleitung L5 und eine Vorbrennungsluft-Zuführleitung iA für das Zusatzheizgas angeschlossen sind.

®° Die Zufuhrleitung L3 und ΙΛ sind mit Regelventilen 2 und 3 ausgestattet, von denen jedes seinerseits mit Mengenreglern 4 bzw. 5 zur Betätigung der jeweiligen Regelven-

-St-

tile verbunden ist.

Am oberen Teil des Glühofens 1 ist ein Temperaturfühler 6 vorhanden, dessen Fühlteil innerhalb des Ofens angeordnot ist. Der Temperaturfühler 6 erzeugt ein für die Ofentcmporatur konnnzoichnendes Signal, das er an den Mcngcnroglοχ- k sowie an eino Schoma-Einstellvorrichtung 7 und an eine Verhältnis-Einstellvorrichtung 8 übermittelt.

Das hier erwähnte Heizgas wird aus Heizgasen ausgewählt, deren Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis H/C relativ hoch ist, wie z.B. Erdgas, Progangas, Koksofengas und Butan.

Das Zusatzheizgas wird andererseits aus solchen Gasen ausgewählt, dessen Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis relativ niedrig ist, wie z.B. Azetylen.

Xm allgemeinen ist in einem Glühofen, in dem ein gasförmiger Brennstoff zur Anwendung kommt, die Emissionsfähigkcit aufgrund der Transparenz der Flamme so niedrig, daß die Temperatur der zu erhitzenden Materialien trotz des bemerkenswerten Anstiegs in der Abgastemperatür überhaupt nicht das Bestreben zum Ansteigen hat.

Es ist bekannt, daß die Emissionsfähigkeit der Flamme stark ansteigt, wenn nur ein sehr kleiner Gehalt an Ruß - in der Größenordnung von 200 ppm - in der Flamme vorhanden ist. Deshalb wird gemäß der Erfindung die Tempe- ratxiT des zu erhitzenden Materials durch Veränderung der Emissionsfähigkoit der Flamme geregelt, um damit die Größe der Wärmeübertragung zu ändern.

Diese Verfahren der Wärmesteuerung können folgendermaßen aufgeführt werden:

1. Das einfachste Verfahren ist, den Ruß in der Flamme zu erzeugen, indem die Verbrennungsluft für das Ilauptheizgas so eingeregelt wird, daß cirygeriiigfügigcr Mangel hinsichtlich der gesamten Flamme oder eines Teils dieser vorhanden ist.

2« Das Zusatzheizgas für die Rußerzeugung und dessen Verbrennungsluft werden in Abhängigkeit von dem vom Temperaturfühler 6 abgegebenen Fühlsignal mit Hilfe der Mengenregler 4, 5 und der Regelventile 2, 3 durch die Verhältnis-Einstellvorrichtung 8 geregelt. In diesem Fall wird die dem Zusatzheizgas zuzuführende Verbrennungsluft auf einen unzureichenden Wert in Übereinstimmung mit dem speziellen Erfordernis eingestellt. Die Verbrennungsluft für das Hauptheizgas wird auf einen Wert eingeregelt, der für das Hauptheizgas annähernd äquivalent ist. . 3· Es wird allein das Hilfsheizgas erhöht oder vermindert, ohne die Hilfsluft in irgendeiner Weise einzuregeln. Dieses Verfahren ist in anderen Beziehungen dem unter 2. oben angeführten Verfahren ähnlich.

km Im Gegensatz zum 3· Fall wird die Hilfsluft vermindert, wenn es erwünscht ist, die Wärmemenge zu erhöhen, ohne die Menge an Hilf sheizgas zu verändern. DJ.oscr Wog erhöht die Menge an Ruß, um die auf das zu erhitzende Material übertragene Wärmemenge wirksam zu steigern. 5· In den obigen Fällen 2. und 3· wird die Temperatur nicht nur auf einem konstanten Wert gehalten, sondern wird auch durch die Schema-Einstellvorrichtung 7 auf das vorbestimmte Heizschema eingeregelt.

Die Fig. 2 zeigt die Wärmesteuerkurve, die Fig* 3 zeigt die tatsächliche Regelkurve, die bei Handbetrieb in einem Fall erreicht wird, da C^H, als Hauptheizgas und C₂H₂ Zusatzheizgas verwendet werden.

-ΚΙ Die I'iy;. ¹I und 5, «lie einem Aufsatz von E.II. Hubbard in "Journal of the Institute of Fuel", Bd. 22, Nr. 222, Juli 1959, S. 338-3^3 entnommen sind, verdeutlichen den Unterschied zwischen der Emissionsfähigkeit von normalem Brennstoff und von einem Brennstoff, dem Ruß (Carbon-Black) zugesetzt ist. In beiden Figuren bezeichnet die gestrichelte Linie den Fall, in dem Kohlenstoff durch Zugabe von Ruß zum Brennstoff vermehrt wird.

Iⁿ Fig. 4 ist ein Fall gezeigt, wobei Leichtöl mit einem C/lI-Wert von 6,^7 und Leichtöl, das Ruß enthält, mit einem C/H-Wert von 7»66 angewendet werden. Die Fig. 5 zeigt einen Fall, wobei Schweröl mit einem C/H-Wert von 7,25 und Schweröl, das Riiß enthält, mit einem C/H-W_ert von 7'i7'* angewendet werden. Wie die Figuren klar erkennen lassen, kann die Strählungszahl oder Emissionsfähigkeit durch Erhöhen des Kohlenstoffgehalts vergrößert werden.

Aus Obigem ergibt sich, daß bei dem Teraperatursteuerverfahren gemäß der Erfindung die Menge an Kohlenstoff in der Flamme erhöht wird, um erfindungsgemäß Ruß au erzeugen, wobei die Emissionsfähigkeit der Flamme verändert wird, um die auf das zu erhitzende Material übertragene Wärmemenge zu ändern. Damit ist die Temperatursteuerung in sehr einfacher Weise durchzuführen. Darüber hinaus hat die Vorrichtung zur Temperatursteuerung einen sehr einfachen, oben beschriebenen Aufbau, so daß die Temperatursteuerung leicht mit Hilf« einer vergleichsweise einfachen Anordnung ausgeführt worden kann.
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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung der Temperatur in einem Glühofen , gekennzeichnet durch Verändern der Emissionsfähigkeit der Flamme im Glühofen, um die auf ein im Ofen untergebrachtes, zu erhitzendes Material übertragene Wärmemenge zxi ändern.

2. Verfahren nach Anspruch 1,gekenn ζ e i c-h η et durch Veränderung der Emissionsfähigkeit der Flamme im Glühofen durch Einregeln der Menge des Rußgehalts in der Flamme.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, g e k e η η zeichnet durch Einführen sowohl eines gasförmigen Hilfsbrennstoffs wie auch eines gasförmigen Hauptbrennstoffs in den Glühofen zur Erzeugung des Rußes.

Ί. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der gasförmige Hilfsbrennstoff eine Kohlenwasserstoffsubstanz ist, wobei das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff (H/C) relativ hoch ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rußgehalt durch Änderung des Verhältnisses von gasförmigem Hilfsbrennstoff und Verbrennungsluft für diesen eingestellt wird.

, 6 Λ Vorrichtung zur Regelung der Temperatur in einem.Glühofen , gekennzeichnet durch eine Zufuhrleitung (Ll) für gasförmigen Hauptbrennstoff, durch eine Verbrennungsluft-Zufuhrleitung (L2) für den Hauptbrennstoff, durch eine Zufuhrleitung (L3) für einen gasförmigen Zusatzbrennstoff, durch eine Verbrennungsluft-Zufuhrleitung (L^) für den Zusatzbrennstoff, durch einen Temperaturfühler (6), dessen die Temperatur erfassender Teil innerhalb des Glühofengestolls eingeordnet ist und der ein für die Ofentemperatur kennzeichnendes Signal erzeugt, durch eine auf der Basis der vom Temperaturfühler erfaßten Tempera- ^'° tür botätigbare Verhältnis-Einstellvorrichtung (8) , durch ein erstes, die Menge des gasförmigen Zusatzbrennstoffs regelndes, in Abhängigkeit von dem von der Verhältnis-Einstellvorrichtung (8) erzeugten Signal be.tätigbares Regelventil (2) und durch ein zweites, die Menge der mit dem Zusatzbrennstoff zu vermischenden Verbrennungsluft regelndes Ventil (3)-

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Schema-Einstellvorrichtung (7)» die ...

in Abhängigkeit von dem vom Temperaturfühler (o) erzeugten Signal betätigbar und mit dem ersten Regelventil (2) verbunden ist.