SU1180392A1 - Система регулировани состава атмосферы печи безокислительного нагрева - Google Patents

Abstract

СИСТЕМА РЕГУЛИЮВАНИЯ СОСТАВА АТМОСФЕРЫ ПЕЧИ БЕЗОКИСЛИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА, содержаща  датчик температуры , датчики расхода топлива и воздуха, регул тор коэффициента расхода воздуха, к первому входу которого подсоединен задатчик, а выход указанного регул тора подсоединен к исполнительному механизму с регулирующим органом на линии подачи воздуха к горелкам, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности и надежности регулировани  состава атмосферы, система содержит смесительную камеру, датчик концентрации азота, делитель, счетно-решающее устройство расчета коэффициента расхода воздуха, блок сравнени , ключ и электрохимический датчик, который содержит равновесные сравнительные и измерительные электроды, неравновесные сравнительные и измерительные электроды и регул тор расхода воздуха с задатчиком и исполнительным механизмом с регулирующим органом на воздухоподводе к электрохимическому датчику, причем последний выполнен в виде трубки, установленной в смесительной камере с зазором дл  выхода воздуха в ниж- нюю часть камеры, выполненную с каналами, соединенными с рабочим пространством печи, и с отвод щей трубкой в верхней части смесительной камеры, при этом датчики расхода топлива и воздуха соединены с первым и вторым входами делител , выход которого соединён с входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом счетнорешающего устройства расчета коэффициента расхода воздуха, первый и второй входы которого соединены с выходами равновесных и неравновесных электродов электрохимичес (О кого датчика, третий вход соединен с датчи (Л ком температуры в печи, а четвертый вход соединен с датчиком концентрации азота в печи, кроме того, выход делител  подсоединен также с первым входом ключа, второй вход которого соединен с вь1ходом блока сравнени , третий вход ключа соединен с вторым выходом счетно-решающего устройства , расчета коэффициента расхода воздуха, а 00 выход ключа подсоединен к второму входу о со со регул тора коэффициента расхода воздуха, кроме того, выход равновесных электродов электрохимического датчика соединен с пер1C вым входом регул тора расхода воздуха, второй вход указанного регул тора соединен с задатчиком, а выход регул тора подсоединен к исполнительному механизму с регулирующим органом на. воздухоподводе к электрохимическому датчику.

Description

Изобретение относитс  к устройствам конт рол  состава печных атмосфер и может найти применение при малоокислительном и безокис лительиом нагреве металла. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности регулировани  состава атмосферы. На чертеже представлена схема предлагаемо системы. Система состоит из смесительной камеры 1 с каналами 2, устанавливаемой в печи 3 безокислительного нагрева, датчика 4 концентрации азота в печи, электрохимического датчика с трубкой 5 из твердого электролита с измерителып 1ми равновесным электродом 6 и неравновесным электродом 7, сравнительными равновесным электродом 8 и неравновесным электродом 9, с токоотводами 10-13, катализатором 14, размещаемым в пространстве , ограниченномсеткой 15, воздухопровода 16, трубопровода 17- отход щей смеси газов, даишка 18 температуры в печи, датчика 19 расхода топлива, датчика 20 расхода воздуха, делител  21, счетно-решающего устройства 22, блока 23 сравнени , ключа 24, регул тора 25 коэффициента избытка воздуха, задатчика 26, исполнительного мехагшзма 27, заслонки 28, регул тора 29 расхода воздуха к электрохимическому датчику ЭХД, задатчика -30, исполнительного механизма 31, крана 32. Электрохимический датчик представл ет собой трубку 5 из твердого электролита с нанесенными на ней электродами. В качестве равновесного электрода 6 испольэуеТс  платиновое пористое покрытие с развитюй поверхностью . Дл  увеличени  каталитической поверхности около равновесного электрода 6 размещаетс  катализатор 14 в гранулах, огражденный металлической сеткой 15. Неравновесные электроды 7 и 9 имеют малоразвитую поверхность и изготавливаютс  из папладиевой или золотой проволоки или их сплавов. При установке датчика в зоне низких температур в качестве материала неравновесного электрода может служить медь, серебро. Токоотводы 10-13 всех электродов выполн ютс  из одного материала, например плати-i ны или ее сплавов, чтобы избежать погрешности измерени  из-за термо-ЭДС. Система работает следующим образом. В смесительную камеру I поступает воздух по электролитной трубке 5 и образует вместе с покрыти ми 8 и 9 сравнительные воздуш ные электроды ЭХД. Воздух поступает в нижнюю часть камеры, где смешиваетс  с поступающей через каналы 2 печной атмосферой. Полученна  смесь газов обтекает наружную повер хность трубки и удал етс  через трубопровод 17 в дымоотвод щую систему. Электродные покрыти  вместе со смесью газов образуют измерительные электроды 6 и 7. ЭДС, развиваемые ЭХД, согласно уравнению Нернета равны: Е - R р В Е. 4F А-Б где , Е - ЭДС, снимаема  с неравновесных и равновесных электродов соотаетственно. R - универсальна  газова  посто нна ; Т - температура. К; Р - число Фараде ; В|А - объемна  концентраци  кислорода в воздухе и в смеси газов, соответственно; Б - объемна  концентраци  кислорода , израсходованна  на реакцию окислени  горючих ком понентов около равновесных электродов. Сигналы расходов топлива и воздуха, сниаемые с датчиков 19 и 20, поступают а вход делител  21, в котором осуществл тс  операци  определени  коэффициента . збь1тка воздуха. Согласно формуле ( ,, .,,, де К - коэффициент, завис щий от ввда оплива (дл  природного газа К к 10). Таим образом, делитель 21 определ ет прибиженный козффициент избытка воздуха по асходам топлива и воздуха, поступающим к орелкам. Сигналы с датчика 4 концентрации азота печи, с датчика 18 температуры, ЭХД и елител  21 поступают нэ вход счетно-решаюего устройства 22i, которое осуществл ет асчет уточненного коэффициента расхода топива по следующему алгоритму д4.,) де -Е() N2- объемна  концентраци  азота в продуктах горени , определ ема  датчиком 4. Таким образом, система рассчитывает риближенный и уточненный коэффициенты збытка воздуха.

С первого выхода счетно-решающего устройства 22 поступает сигнал на вход блока 23 сравнени , на который поступает также сигнал с делител  21. Разность сигналов поступает на вход ключа 24. Если эта разность не превышает определенную заданную величину, то ключ 24 подключает второй выход счетно-решающего устройства 22 на вход регул тора 25, который сравнивает расчетное значение коэффициента избытка воздуха с заданным на задатчике 26 и ликвидирует возникшее отклонение изменением расхода воздуха к горелкам .

При выходе из стро  датчиков и элементов счетно-решающего устройства отклонение на блоке 23 сравнени  превышает заданную величину и регул тор 25 подключаетс  к делителю 21 через ключ 24.

Сигнал с равновесных электродов 6 и 8 ЭХД подаетс  на регул тор 29, где сравниваетс  с заданным значением, поступающим с задат чика 30, и при наличии рассогласовани  регул тор измен ет расход воздуха, поступающий к ЭХД, обеспечива  таким образом полное сжигание горючих газов в продуктах горени  около равновесного электрода ЭХД.

У///////////////////////У.

Claims (1)

1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА АТМОСФЕРЫ ПЕЧИ БЕЗОКИСЛИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА, содержащая датчик температуры, датчики расхода топлива и воздуха, регулятор коэффициента расхода воздуха, к первому входу которого подсоединен задатчик, а выход указанного регулятора подсоединен к исполнительному механизму с регулирующим органом на линии подачи воздуха к горелкам, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и надежности регулирования состава атмосферы, система содержит смесительную камеру, датчик концентрации азота, делитель, счетно-решающее устройство расчета коэффициента расхода воздуха, блок сравнения, ключ и электрохимический датчик, который содержит равновесные сравнительные и измерительные электроды, неравновесные сравнительные и измерительные электроды и регулятор расхода воздуха с задатчиком и исполнительным механизмом с регулирующим органом на воздухоподводе к электрохимическому датчику, причем последний выполнен в виде трубки, установленной в смесительной камере с зазором для выхода воздуха в ниж- нюю часть камеры, выполненную с каналами, соединенными с рабочим пространством печи, и с отводящей трубкой в верхней части смесительной камеры, при этом- датчики расхода топлива и воздуха соединены с первым и вторым входами делителя, выход которого соединен с входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом счетнорешающего устройства расчета коэффициента расхода воздуха, первый и второй входы которого соединены с выходами равновесных и неравновесных электродов электрохимического датчика, третий вход соединен с датчиком температуры в печи, а четвертый вход соединен с датчиком концентрации азота в печи, кроме того, выход делителя подсоединен также с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, третий вход ключа соединен с вторым выходом счетно-решающего устройства, расчета коэффициента расхода воздуха, а выход ключа подсоединен к второму входу регулятора коэффициента расхода воздуха, кроме того, выход равновесных электродов электрохимического датчика соединен с первым входом регулятора расхода воздуха, второй вход указанного регулятора соединен с задатчиком, а выход регулятора подсоединен к исполнительному механизму с регулирующим органом на. воздухоподводе к электрохимическому датчику.

   SU ,1180392