SU1262245A1 - Устройство дл регулировани подачи топлива и воздуха в нагревательную печь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к регулированию процессов сгорани  топлива и может быть использовано в металлургической , машиностроительной промышленности. Цель изобретени  - экономи  топлива за счет повьппени . теплоотдачи от сгораемого топлива при сохранении качества нагрева металла.Сущность изобретени  заключаетс  в том,что в процессе горени  осуществл ютс  колебани  расхода воздуха с необходимой амплитудой в любом режиме нагрева, обеспечива  сгорание топлива в первую половину периода с коэффициентом расхода воздуха, близким к значению, соответствующему максимальной температуре горени . В среднем за период колебаний значение коэффициента расхода воздуха W соответствует заданному по технологии . 1 ил.

Description

1 Изобретение относитс  к регулированию проц«-ссов сгорани  топлива и может быть использовано в высокотемпературных печах с факельным отоплением дл  нагрева металла под обработку давлением на заводах металлургической и машиностроительной промышленности. Целью, изобретени   вл етс  экономи  ТОПЛИВЕ за счет повьпиени  теп лоотдачи от сгораемого топлива при сохранении качества нагрева металла На чертеже изобралсена схема лагаемого устройства дл  регулирова ни  подачи топлива и воздуха в нагревательную печь. Устройство содержит .взаимосв занные вычислительный блок 1, регул рующий блок 2 и блок 3 установки коэффициента расхода воздуха на холостом ходу печи. Вычислительный блок 1 содержит линии 4 и 5 сигнало давлени  топлива и воздуха с соответственно посто нньми дроссел ми 6 и 7, линию 8 сбррсг с установленным на ней за.датчиком t,9. Лини  10 сигнала давлени  топлива за посто н ным дрбсселем 6 и лини  11 сигнала давлени  воздуха за посто нным дрос седем 7 св заны с линией 8 сброса соответственно перемеиньми дроссел  ми 12 и 13. Блок 3 холостого хода подсоединен параллельно переменному дросселю 12. Лини  10 св зана с регулирующим блоком 2 через дополнительный вычислительнвш блок 14, содержащий первое 15, второе 16, третье 17 пневмореле, причем камеры 18 и 19 управлени  соответственно пневмореле 15 и 16 соединены с выходом генератора 20 пр моугольных импудьсов, Вь::числительный блок 14 содержит также один трехмембранный элемент 21 и три п тимембранньж эле мента 22-24: первый, второй, третий и последовательно расположенные между линией 4 и линией 8 дополнительные посто нный и переменный дроссели 25 и 26, причем лини  4 с динена с минусовой камерой 27 п тимембранного элемента 22, плюсовой камерой 28 п тимембранного элемента 24 и с выключающим соплом 29 пнев мореле 15, лини  10 соединена с плю совой камерой 30 трехмембранного элемента 21, с обеими плюсовыми ка рами 31 и 32., 33 и 34 п тимембранны элементов 22 и 23, а лини  35 сигн 5 ла давлени  топлива соединена за посто нным дросселем 25 с минусовой камерой 36 и плюсовой камерой 37 п тимембранных элементов 23 и 24, а также с включающим соплом 38-пневмореле 16. Лини  выходного сигнала п тимембранного элемента 22 св зана с его минусовой камерой 39 и с .включаюпщм соплом 40 пневмореле 15, выход которого подключен к включающему соплу 41 пневмореле 17. Лини  выходного сигнала п тимембранного элемента 23 св зана с его минусовой камерой 42 и с выключакицим соплом 43 пневмореле 16, выход которого подключен к вьжлючающему соплу 44 пневмореле 17. Лини  выходного сигнала п тимембранного элемента 24 соединена с его обеими минусовыми камерами 45 и 46 и с минусовой камерой 47 трехмембранного элемента 21, выход которого подключен к камере 48 управлени  пневмореле 17. Выход пневмореле 17 св зан непосредственно с регулирующим блоком 2. Устройство работает следующим образом. На вход посто нного дроссел  7 подаетс  пневматический сигнал Р , пропорциональный расходу воздуха на горение, а на вход посто нного дроссел  6 - пневматический сигнал Р , пропорциональный расходу топлива, который поступает в минусовую камеру 27 и плюсовую камеру 28 п тимембранных элементов 22 и 24 и при отсутствии сигнала с генератора 20 пр моугольных импульсов через выключающее сопло 29 пневмореле 15 к включающему соплу 41 пневмореле 17. С помощью переменных дросселей 12 и 13, вычислительного блока 1 и блока 3 холостого хода осуществл етс  дистанционна  и автоматическа  настройка необходимого соотношени  между расходами топлива и воздуха, которое отрабатываетс  регулируюсцим блоком 2, причем при полностью закрытых переменных дроссел х 12 и 13 и отключенном блоке 3 холостого хода в лини х 10 и 11 сигналов давлений топлива и воздуха поступают неизменные пневматические сигналы Р и Pg , которые соответствуют режиму полного сгорани  топлива с коэффициентом расхода воздуха п. При работе нагревательной печи с произво3 дительностью, меньшей номинальной, переменный дроссель 12 настраивает с  на,заданную по технологии величину коэффициента расхода воздуха Пр, меньшую номинального значени  что обеспечивает неполное сгорание топлива. В режиме холостого хода соотношение расходов топлива и воз духа определ етс  настройкой блока 3 холостого хода, котора  также приводит к неполному сгоранию топл ва. Блок холостого хода обеспечива уменьшение коэффициента расхода воздуха до на период снижени  тепловой нагрузки. При работе с ко фициентом расхода воздуха п. пневм тический сигнал Рр, соответствуюпщ этой настройке, поступает в плюсовые камеры 31-34 п тимембранных элементов 22, 23 и в плюсовую каме ру 30 трехмембранного элемента 2-1. При уменьшении коэффициента расход воздуха может возникнуть такой режим ,при котором концентраци  образующихс  сажистых частиц будет :СТоль высока, что они не успеют все догореть в рабочем пространств нагревательной печи. Дл  ограничени  нижнего минимально возможного значени  коэффициента расхода воздуха служат посто нный 25 и переменный 26 дроссели, на которых формируетс  ограничивающий пневмати ческий сигнал , подаваемый в минусовую 36 или плюсовую 37 камеры п тимембранных элементов 23 и 24 и к включакицему соплу 38 пневмореле 16. Св зь линии выходного сигнала п тимембранного элемента 22 с его шнycoвoй камерой 39 обеспечивает формирование пневматического сигнала (2Рр-Р), подаваемого к включающему соплу 40 пневмореле 15. Аналогично на выходе п тимембранного элемента 23 формируетс  пневматичес кий сигнал (2Рр-Р„;„), подаваемый к выключающему соплу 43 пневмореле 16 и далее при отсутствии сигнала с генератора 20 пр моугольных импульсов - к выключающему соплу 44 пневмореле 17.. Св зь линии выходног сигнала п тимембранного элемента 24с его обеими минусовыми камерами 45 и 46 обеспечивает формирование среднеарифметического значени  0,5 (Р +Р „;„ ) . Этот пневматический сигнал, которому соответствует сред нее значение коэффициента расхода 45 воздуха п , поступает в минусовую камеру 47 трехмембранного элемента 21, выходной сигнал которого подаетс  в камеру 48 управлени  пневмореле 1 7. Если согласно технологии нагрева пневматический сигнал Р, , формируемый вычислительным блоком 1 и бло ком 3 холостого хода, больше среднеарифметического значени  0,5(Р.г Р. ). т.е. соответственно п- п..., П „ то выходной сигнал трехмембранного элемента 21 равен единичному и он, поступа  в камеру 48 управлени  пневмореле 17, соедин ет его включающее српло 41 с выходом, обеспечива  поступление на регулирующий блок 2 выходного сигнала пневмореле 15, причем во врем  паузы между импульсами генератора 20 пр моугольных импульсов на этот выход поступает пневматический сигнал Р, а во врем  импульса - пневматический сигнал (2Р,-Р), Это приводит к тому, что в первую половину периода колебаний происходит полное сгорание топлива, а во вторую половину регулирующим блоком 2 поддерживаетс  такое значение коэффициента расхода воздуха, определ емое пневматическим сигналом (.j.), чтобы в среднем за период обеспечивалась величина, равна  П.. Если пневматический сигнал Р. меньше среднеарифметического значени  0,5(Рт+Р,п;п ), т-е. , то на выходе трехмембранного элемента 21 - нулевой сигнал, и к регулирующему блоку 2 подаетс  через вьжлючающее сопло 44 пневмореле 17 выходной сигнал пневмореле 16. При этом в первую половину периода колебаний обеспечиваетс  сгорание топлива с коэффициентом расхода воздуха , соответствующим пневматическому сигналу (2Рр-Р „;,), во вторую половину - соответствующим пневматическому сигналу , а в среднем за период осуществл етс  сгорание топлива с заданным по технологии коэффициентом расхода воздуха Пр. Таким образом, введение трехмембранного элемента 21, третьего п тимембранного элемента 24 и третьего пневмореле 17 позвол ет сжигать топливо с заданным по технологии коэффициентом расхода воздуха п, что сохран ет качество нагрева металла . Применение дополнительных посто нного 25 и переменного 26 дроселей ограничивает минимально возможное значение п„- коэффициента расхода воздуха, ниже которого возникает неполное выгорание образуювр хс  сажистых частиц в нагревательной печи и резко снижаетс  теплоотдача . Введение первого 22, второго 23 п тимембранных элементов, первого 15, второго 16 пневмореле и генератора 20 пр моугольньЕХ импульсов позвол ет осушествить колебательный режим в нагревательной печи, что обеспечивает наибольшую теплоотдачу от сгораемого топлива и первую половину периода колебаний, и в среднем за период - сгорание топлива с задзнньм коэффициентом расхода воздуха Пр.

В результате исследований вы влен оптимальный диапазон частоты генератора 20 импульсов. В общем случае период колебаний составл ет 10-120 с.

Предлагаемое устройство позвол е осуществл ть колебани  коэффициента расхода воздуха с необходимой амплитудой в любом режиме нагрева, обеспечива  сгорание топлива в первую половину периода с коэффициентом расхода воздуха, близким к значению соответствующему максимальной температуре горени , и позвол ет также ограничивать нижнк о границу значений коэффициентов расхода воздуха, за пределами которой из-за неполного выгорани  образующихс  сажисты:х частиц снижаетс  теплоотдача от сгораемого топлива. Кроме того,, устройство обеспечивает поддержание в среднем за период колебаний значени  коэффициента расхода воздуха соответственно заданному по техноло:гии , т.е. без снижени  качества нагрева металла.

Использование предлагаемого устройства позвол ет снизить удельный расход природного газа за счет боле высокой теплоотдачи от сгораемого топлива при сохранении качества нагрева металла.

Формула и 3 .0 б р е т е н и

Устройство дл  регулировани  подачи топлива и воздуха в нагревательную печь, содержащее соединенные между собой регулирующий и вычислительный блоки, последний из которых состоит из линий сигналов давлени  топлива и воздуха с посто нHbw и переменными дроссел ми и установленного на линии сброса задатчика , а также блок установки коэффициента расхода воздуха на холостом ходу печи, причем лини  сигнала давлени  воздуха за посто нным дросселем

вычислительного блока соединена с регулирующим блоком, а блок установки коэффициента расхода воздуха на холостом ходу печи подсоединен параллельно переменному дросселю,

отличающеес  тем, что, с целью экономии топлива за счет повышени  теплоотдачи от сгораемого топлива при сохранении качества нагрева металла, оно снабжено дополнительным вычислительным блоком

с одним трехмембраннын и трем  п твмембранными элементами, трем  пневмореле и последовательно расположенными между лини ми сигнала давлени 

топлива и сброса дополнительными

посто нным и переменным дроссел ми, а также генератором пр моугольньк импульсов, соединенным с камерами управлени  первого и второго пневмореле дополнительного вычислительного блока, причем лини  сигнала дав-i лени  топлива соединена с минусовой камерой первого, плюсовой камерой третьего п тимембранных элементов

и выключающим соплом первого пневмореле , лини  сигнала давлени  топлива за посто нньв дросселем вычислительного блока соединена с плюсовой камерой трехмембранного и

плюсовыми камерами первого и второго п тимембранных элементов, лини  сигнала давлени  топлива за дополнительным посто нным дросселем сое-. динена с минусовой камерой второго

и плюсовой камерой третьего п тимембранных элементов и включакнцим соплом второго пневмореле, лини  выходного сигнала первого п тимембран-него элемента, соединена с его минусовой камерой и с включающим

соплом первого пневмореле, выход которого подсоединен к включающему соплу третьего пневмореле, лини  выходного сигнала второго п тимембраннего элемента соединена с его минусовой камерой и с выключаюпр м соплом второго пневмореле, выход кс торого подсоединен к выключающему

712622458

соплу третьего пневмореле, а лини  та, лини  выходного сигнала которого выходного сигнала третьего п ти- подсоединена к, камере управлени  мембранного элемента соединена с его третьего пневмореле, соединенного обеими минусовыми камерами и с мину- своим выходом непосредственно с ресовой камерой трехмембранного элемен- s гулирующим блоком.

Claims (1)

1. Формула из.обретения

   Устройство для регулирования по- 55 дачи топлива и воздуха в нагревательную печь, содержащее соединенные между собой регулирующий и вы262245 « числительный блоки, последний из которых состоит из линий сигналов давления топлива и воздуха с постоянньм и переменными дросселями и уста5 новленного на линии сброса задатчика, а также блок установки коэффициента расхода воздуха на холостом ходу печи, причем линия сигнала давления воздуха за постоянным дросселем 10 вычислительного блока соединена с регулирующим блоком, а блок установки коэффициента расхода воздуха на холостом ходу печи подсоединен параллельно переменному дросселю, 15 отличающееся тем, что, с целью экономии топлива за счет повышения теплоотдачи от сгораемого топлива при сохранении качества нагрева металла, оно снабжено допол20 нительным вычислительным блоком с одним трехмембранным и тремя пятимембранными элементами, тремя пневмореле и последовательно расположенными между линиями сигнала давления топлива и сброса дополнительными постоянным и переменным дросселями, ' а также генератором прямоугольных импульсов, соединенным с камерами управления первого и второго пневмореле дополнительного вычислительного блока, причем линия сигнала дав-* ления топлива соединена с минусовой камерой первого, плюсовой камерой третьего пятимембранных элементов и выключающим соплом первого пневмореле, линия сигнала давления топлива за постоянным дросселем вычислительного блока соединена с плюсовой камерой трехмембранного и обеими плюсовыми камерами первого и второго пятимембранных элементов, линия сигнала давления топлива за дополнительным постоянным дросселем сое-. динена с минусовой камерой второго и плюсовой камерой третьего пятимембранных элементов и включающим соплом второго пневмореле, линия выходного сигнала первого пятимембран-’ ного элемента соединена с его минусовой камерой и с включающим соплом первого пневмореле, выход которого подсоединен к включающему соплу третьего пневмореле, линия выходного сигнала второго пятимембранного элемента соединена с его минусовой камерой и с выключающим соплом второго пневмореле, выход кр торого подсоединен к выключающему

   7 1262245 8 соплу третьего пневмореле, а линия выходного сигнала третьего пятимембранного элемента соединена с его обеими минусовыми камерами и с минусовой камерой трехмембранного элемен та, линия выходного сигнала которого подсоединена к. камере управления третьего пневмореле, соединенного своим выходом непосредственно с регулируюпщм блоком.