SU1062475A1

SU1062475A1 - Method of controlling heat condition of continuous furnace

Info

Publication number: SU1062475A1
Application number: SU823377278A
Authority: SU
Inventors: Леонид Александрович Шульц; Михаил Сергеевич Богоявленский; Леонид Иванович Орел; Дмитрий Дмитриевич Шишлов; Илья Самуйлович Воловик; Эммануил Иосифович Розенфельд; Анатолий Александрович Кяргес; Вячеслав Васильевич Лосев; Владислав Иванович Кузнецов; Владислав Аркадьевич Клевчишкин; Владимир Кузьмич Прокофьев
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Вечерний Металлургический Институт; Московский металлургический завод "Серп и молот"
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1983-12-23

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОЫМ РЕЖИМСМ ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ путем регулировани оптимального коэффициента избытка воздуха в горелках по показани м датчика, характеризующего процесс горени , о т л и ч а юг г щ и и с тем, что, с целью повьанени КПД печи путем уменьшени недожога, в процессе наладки печи определ ют зону установки датчика, в пределах которой настраивают горелки на сжигание топлива с коэффициентом избытка воздуха меньшим на величину 0,0050 ,05 оптимального коэффициента избытка воздуха, и по этой величине осуществл ют управление тепловым режимом . «ЛTHE METHOD OF MANAGING THE HEATED REGIME OF THE PASSAGE FURNACE by adjusting the optimal coefficient of air excess in the burners according to the sensor indicative of the combustion process, in order to improve the efficiency of the furnace by reducing the burn-in, adjusting the furnace determines the sensor installation area, within which the burners are set to burn fuel with an air excess factor of less than the value of 0.0050, 05 of the optimum air excess factor, and control this value by this value sexually-mode. "L

Description

Изобретение относитс к способам автоматического управлени нагревательньами печами металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности.The invention relates to methods for automatically controlling heating furnaces in metallurgical, machine-building and other industries.

Известен способ регулировани теп- 5 левого режима нагревательных печей с использованием непрерывнодействую1ДИХ датчиков горени , позвол ющих фиксировать величину коэффициента избытка воздуха ClJ.10There is a known method of controlling the heat mode of heating furnaces using continuously operating combustion sensors, which make it possible to fix the value of the air excess factor ClJ.10

Непременным условием успешной реализации этих способов дл проходных печей ставитс отсутствие разброса параметров горелок, необходимость их одинаковых показателей по расходу 5 газа и коэффициенту избытка воздуха при одинаковых, параметрах: горелочных тоннелей, степени открыти кранов , давлени х в коллекторах газа и воздуха. 20An indispensable condition for the successful implementation of these methods for passage furnaces is the absence of scatter of burner parameters, the need for their identical indicators for gas consumption 5 and air excess factor at the same parameters: burner tunnels, degree of opening of valves, pressures in gas and air collectors. 20

Наиболее близким к изобретению вл етс способ управлени тепловым режимом проходной печи путем регулировани оптимального коэффициента избытка воздуха в горелках по пока- 25 зани м датчика, характеризующего процесса горени С2.The closest to the invention is a method of controlling the thermal regime of a continuous furnace by adjusting the optimum coefficient of air excess in the burners according to the gauge of the sensor characterizing the C2 combustion process.

При определенной величине оптимального коэффициента избытка воздуха и соответствующем показании дат- зО чика печь имеет Kilfl, близкий к. максимуму . В случае нарушени процесса сгорани топлива, т.е. при отклонении коэффициента избытка воздуха, « сигнал от датчика поступает в .систе- -эс му регулировани , котора восстанавливает работу печи в прежнем режиме, близком к максимальному КПД. Врем работы печи в неоптимальном режиме определ етс временем регулировани ир т.е. отрезком времени, которое требуетс системе автоматического регулировани (САР) дл восстановлени прежнего режима.At a certain value of the optimal coefficient of excess air and the corresponding reading of the sensor, the furnace has a Kilfl close to the maximum. In case of violation of the combustion process, i.e. when the excess air ratio deviates, the signal from the sensor enters the control system, which restores the operation of the furnace in the previous mode, close to the maximum efficiency. The operating time of the furnace in the non-optimal mode is determined by the control time ip, i.e. the length of time it takes the automatic control system (ACS) to restore the previous mode.

Недостатком этого способа вл етс то, что при по влении отклоне- 45 ни в нормальной подаче топлива и воздуха на общем входе в течение времени регулировани Трвс печь полностью будет работать в неоптимальном режиме - с недожогом топлива 50 или с большим избытком воздуха.При недожоге по всей печи продукты нгполного сгорани - СО, сажа и др. вместе с отход щими газами будут неизбежно попадать в окружающую атмос- Fi феру,-загр зн ее. КПД печи в этот период снижаетс , увеличиваетс удельный расход топлива. Причиной всего этого (естественно, при ка- . чественной настройке горелок) вл ет- 60 с только одинаковый режим работы всех горелок, посто нство состава гРгмосферы по длине печи и одинаковое значение коэффициента избытка воздуха как в районе расположени дат- 5The disadvantage of this method is that when a deviation of 45 in the normal supply of fuel and air at the common inlet occurs during the time of regulation of the TRVS, the furnace will fully operate in a non-optimal mode — with underburning of 50 or with a large excess of air. throughout the kiln, the products of complete combustion - CO, soot, etc., together with the exhaust gases will inevitably get into the surrounding atmosphere, - a load of it. The efficiency of the furnace during this period decreases, the specific fuel consumption increases. The reason for all this (of course, with a qualitative setting of the burners) is only 60 seconds with the same operation mode of all the burners, the constancy of the composition of the hydrogenosphere along the length of the furnace and the same value of the air excess coefficient as in the area of the location of the burners.

чика горени , так и на остальной части печи.chick burning, and the rest of the furnace.

Целью изобретени вл етс повышение КПД печи путем уменьшени недожога .The aim of the invention is to increase the efficiency of the furnace by reducing underburning.

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу управлени тепловым режимом проходной печи путем регулировани оптимального коэффициента избытка воздуха в горелках по показани м датчика, характеризующего процесс горени , в процессе наладки печи опреде г ют зону установки датчика, в пределах которой настраивают горелки на сжигание топлива с коэффициентом избытка воздуха меньшим на величину 0,005-0,05 оптимального коэффициента, и по этой величине осуществл ют управление тепловым режимом.This goal is achieved by the fact that according to the method of controlling the thermal mode of a continuous furnace by adjusting the optimal coefficient of air excess in the burners according to the sensor indicative of the combustion process, during the process of setting up the furnace, the sensor installation zone is determined, within which the burners are set to burn the excess air ratio is lower by the value of 0.005-0.05 of the optimal coefficient, and the thermal regime is controlled by this value.

На фиг. 1 приведена схема расположени горелок и распределени коэффициента избытка воздуха - оС. вдоль проходной печи; на фиг. 2 кривые процессов изменени коэффициента избытка воздуха после однократного внешнего воздействи .FIG. Figure 1 shows the arrangement of the burners and the distribution of the excess air coefficient — ° C. along the stove; in fig. 2 curves of the processes of changing the coefficient of excess air after a single external exposure.

Схема содержит проходную печь 1 с зоной 2 установки датчика (выделена пунктиром), в пределах которой настраивают горелки 3 на сжигание топлива с коэффициентом об избытка воздуха, меньшим на величину &cL, равную 0,005-0,05 оптимального коэффициента Ы избытка воздуха. В остальных горелках 4 сжигают топливо с оптимальным коэффициентом oiизбытка воздуха , определ емым по результатам пуско-наладочных работ. Датчик 5,-характеризующий процесс горени: , по линии 6 св зи соединен с регул тором 7 соотношени топливо-воздух.The scheme contains a feedthrough furnace 1 with a sensor installation zone 2 (highlighted by a dotted line), within which burners 3 are set to burn fuel with an excess air ratio less by ccL equal to 0.005-0.05 optimal airflow coefficient Ы. In the remaining burners 4, fuel is burned with an optimal ratio of air oi excess determined by the results of commissioning works. Sensor 5, which characterizes the combustion process:, is connected via line 6 to regulator 7 of the fuel-air ratio.

На фиг. 2 изображены кривые процессо изменени коэффициента избытка воздуха после однократного внешнего воздействи по способу управлени с равномерной настройкой горелок 8,.и по способу управлени с различной настройкой горелок: в зоне установки датчика 9; в зоне остальных горелок 10. На временной оси т имеютс следующие обозначени : момент по влени возмущени ; т, - врем г редварени сигнала датчика; врем регулировани по способу управлени с равномерной настройкой горелок; Тр - врем регулировани по способу управлени насто щего изобретени .FIG. Figure 2 shows the curves of the process of changing the coefficient of excess air after a single external action by the control method with uniform adjustment of the burners 8, and by the method of control with different settings of the burners: in the installation zone of the sensor 9; in the zone of the remaining burners 10. On the time axis t there are the following notations: the moment of disturbance; t, is the time g of the sensor signal digestion; control time according to the control method with uniform adjustment of the burners; Tr is the adjustment time according to the control method of the present invention.

Способ управлени тепловым режимом проходной печи осуществл етс следующим образом.The method of controlling the thermal regime of a continuous furnace is as follows.

В процессе нгшадки печи определ ют зону 2 установки датчика 5, характеризукщего процесс горени , в пределах которой настраивают горелки 3 на сжигание топлива с коэффициентом избытка воздуха, меньшим на величину Act., равную 0,005-0,05 оптимального коэффициента избытка возду ха. Диапазонов выбран исход из того, что настроить горелки так, чтобы.4ot было меньше чем 0,005 практически трудно, а настройкадз больше 0,05 приведет к необходимости работать на основной части печи с коэффициен том избытка воздуха, большим 1,1, т.е. с отклонением от оптимального коэффициента избытка воздуха. В общем случае неоптимальными могут быть режимы работы с коэффициентом избытка воздуха как большим так и меньшим оптимального. Однако наиболее нежелателен последний , так как при этом веро тны забросы ot в областьо6 1,0, харак теризующуюс вным недожогом топлива и значительно более сильным сни .жением КПД, увеличением вредных выбросов в атмосферу. Поэтому дл достижени поставленной цели необходимо в зоне установки датчика сжигать топливо именно с отрицательным значением о.- упреждением или предварением, а не с положительным значением лсС. При это в случае уменьшени оСпо всей печи в зоне установки датчика будет достигнуто значение ct X1,0 более рано и датчик горени соответственно ран не даст импульс на восстановление требуемого режима горени . В резуль тате в период регулировани будет работать с недожогом не вс печь, а только зона установки датчика, однако и от нее продукты недожога пол ностью догор т в остальной большей части печи. В итоге устран тс случаи работы всей печи с недожогом, исключитс по вление продуктов недо жога на выходе из печи, уменьшитс врем работы в неоптимальном режиме увеличитс ее общий КПД. При снижении коэффициента избытк воздуха в сторону уменьшени это снижение дл выбранной зоны и дл остальных горелок начинаетс с различньк уровней (фиг. 1), в св зи с ЭТИМ значение коэффициента избытка воздуха, равное единице, при котором срабатывает датчик,будет достигнуто в зоне установки датчика раньше,чем на основной части печи на врем предварени f . Поэтс лу датчик более рано, а именно на врем ff, даст импульс на общий-регул тор соотношени топливо-воздух, т.е. более рано начнетс коррекци режима работы горени дл всей печи,и главное,с достаточно высокого ypOBHHot l ,0.Положительным вл етс то,что в основной части печи величина ,0 и тем более 1,0 Так и не будет достигнута . В итоге более рано включитс регул тор соотношени топливо-воздух и процесс будет проходить с меньшей амплитудой колебаний и меньшим временем регулировани Tf. Регулировка величины предварени г осуществл етс таким образом, что на основной части печи, кроме зоны регулировани , гарантированно не будет недожога. Таким образом, при осуществлении способа прдукты недожога могут по витьс только в ограниченной по длине зоне установки датчика, а не по всей печи, как в известном способе При этом небольшее количество продуктов недожога из зоны .установки датчика догорит в остальной части печи за счет большей величины d и избытка кислорода в ней. Таким образом, в целом на выходе из печи недожог уменьшаетс до минимальной величины. Дл осуществлени способа управлени тепловым режимом наиболее целесообразно в качестве датчика, характеризующего процесс горени , использовать оксидный датчик горени -, обладакщий большой чувствительностью и малой инерционностью в области коэффициента избытка воздуха близкого к единице.In the furnace process, zone 2 is installed of the sensor 5, which characterizes the combustion process, within which burners 3 are set to burn fuel with an air excess factor smaller than Act. Equal to 0.005-0.05 optimal air excess factor. The ranges were chosen based on the fact that setting the burners so that .4ot was less than 0.005 is practically difficult, and setting up more than 0.05 will result in the need to work on the main part of the furnace with an air excess factor greater than 1.1, i.e. with a deviation from the optimal coefficient of excess air. In the general case, non-optimal modes can be with an excess air ratio both greater and less than optimal. However, the latter is most undesirable, since in this case, casting ot in the region of 6 1.0, characteristic of underburning of fuel and a much stronger decrease in efficiency, an increase in harmful emissions into the atmosphere are likely. Therefore, to achieve this goal, it is necessary in the installation zone of the sensor to burn the fuel with a negative o.-lead or precursor, and not with a positive ls value. In this case, if the entire furnace decreases in the sensor installation zone, the value of ct X1.0 will be reached earlier and the combustion sensor, respectively, will not give an impulse to restore the required combustion mode. As a result, during the adjustment period, not the entire furnace will work with underburning, but only the sensor installation area, however, from it, the underburning products will be completely consumed in the rest of the majority of the furnace. As a result, the cases of operation of the entire furnace with underburning are eliminated, the occurrence of products of undervoltage at the exit of the furnace is eliminated, the operating time in the non-optimal mode is reduced, its overall efficiency will increase. When the excess air ratio decreases downwards, this decrease for the selected zone and for the rest of the burners begins with different levels (Fig. 1). In connection with the ITEM, the value of the excess air coefficient at which the sensor is triggered will be achieved in the installation zone. sensor before the main part of the furnace at the time of anticipation f. Therefore, the sensor earlier, namely for the time ff, will give an impetus to the common-fuel-air ratio controller, i.e. Correction of the combustion mode for the whole furnace will begin earlier, and most importantly, with a sufficiently high ypOBHHot l, 0. It is positive that the value in the main part of the furnace, 0 and especially 1.0, will not be reached. As a result, the fuel-air ratio controller turns on earlier and the process will take place with a smaller oscillation amplitude and a shorter Tf adjustment time. The adjustment of the magnitude of the preload is carried out in such a way that on the main part of the furnace, except for the control zone, there is guaranteed no underburning. Thus, with the implementation of the method, underburning products can appear only in the limited zone of the sensor installation, and not throughout the furnace, as in the known method. At the same time, a small amount of underburning products from the sensor installation area will burn out in the rest of the furnace due to the larger value d and excess oxygen in it. Thus, in general, at the exit of the furnace, the underburning is reduced to a minimum value. To implement the method of controlling the thermal regime, it is most advisable to use an oxide combustion sensor, which has a high sensitivity and low inertia in the area of the air excess factor close to unity, as a sensor characterizing the combustion process.

Claims

(.57) METHOD FOR CONTROLLING THERMAL MODE OF PASS OVEN FURNACE by adjusting the optimum coefficient of excess air in the burners according to the readings of the sensor characterizing the combustion process, with the exception of the fact that, in order to increase the efficiency of the furnace by to reduce the burn, in the process of setting up the furnace, the sensor installation zone is determined, within which the burners are set to burn fuel with an excess air coefficient of 0.0050.05 less than the optimal excess air coefficient, and heat is controlled by this value th mode.