SU1339383A1 - Способ управлени сжиганием топлива в многозонной методической печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и предназначено дл  управлени  сжиганием топлива в многозонных методических печах. Цель изобретени  - повышение эффективности сжигани  топлива, Существо изобретени  заключаетс  в том, что повьппаетс  давление в печи при снижении ее тепловой нагрузки. В результате обеспечиваетс  оптимальные форма и температура факела, а также посто нный кислородный потенциал печной атмосферы . 1 йл. ОО оо (Х оо 00 со

Description

Изобретение относитс  к системам отоплени  Нсц-ревательных печей про- катног о производства и может быть использовано в металлургической и дру- I Hx отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - повышение эффективности использовани  топлива.

На чертеже приведена схема системы автоматического регулировани , с помощью которой реализуетс  предлагаемый способ.

Система, реализующа  способ управлени  сжиг анием топлива, содержит дл  каждой из зон печи вычислитель ос тцествл ющий расчет количества воздуха , необходимого дл  обеспечени  заданного в данной зоне значени  соотношени  топливо - воздух, а также коррекцию этого значени  / вычисли- тельТ . Входы вычислител  1 соеди}{ены с выходами измерителей температуры воз-духа горени  2, теплоты сгорани  топлива 3, расхода топлива в зону 4 и корректора 5 соотношени  топливо - воздух по содержанию кислорода в продуктах горени  в данной зоне, вход которог о соединен с выходом управл емого задатчика 6, соединенного входом с выходом измерител  4. Система также содержит регул тор 7 расхода воздуха в зону, входы которого соеди неьшг с выходом 1 ычислител  1 и измерител  8 расхода воздуха в зону, а выход - с входом исполнительного механизма 9, воздействующего на регулирующий орган 10, измен ющий расход воздуха горени  в данную зону, регул тор 11 температуры в зоне, входы которого соединены с выходом задатчика 12 и измерител  13 температуры в зоне, а выход - с исполнительным механизмом 14, воздействуюш,им на регулирующий орган 15, измен ющий расход топлива в данную зону, измеритель 16 содержани  кислорода   продуктах горени  в зоне, соединенный своим выходом с входом корректора 5, а также общие дл  всей печи измеритель 17 давлени  в печи, измеритель 18 содержани  кислорода в продуктах горени  в конце печи, подключенный к первому входу корректирующего регул тора 19 содержани  кислорода в продуктах горени  в конце печи, к второму входу которого подключен задатчик 20, а к выходу - вход регул тора 21 давлени  в печи, к другим входам которого подключены выходы измерител  17, задат

5

g

чика 22 давлени  в печи и сигнализатора 23 открыти  заслонок окна выдачи металла из печи. При этом выход регул тора 21 давлени  в печи соединен с входом исполнительного механизма 24, воздействующего на регулирующий орган 25, измен юпшй сопротивление дымового тракта печи.

Способ управлени  сжиганием топлива Р многозонной методической печи осуществл етс  следующим образом.

При отклонении температуры в какой-либо зоне, измеренной измерителем 13, от заданного значени , установленного на задатчике 12, регул тор I1 с помощью исполнительного механизма 14 перемещает регулирующий орган 15, измен   расход топлива в сторону уменьшени  отклонени  температуры в зоне от заданного значени . Текущее значение расхода топлива определ етс  измерителем 4, теплота сгорани  - измерителем 3,

В вычислителе 1 рассчитываетс  количество воздуха, иеобходимое дл  сжигани  с заданным соотношением топливо - воздух измеренного количества топлива с учетом его теплоты сгорани . Результат пересчитываетс  с учетом температуры воздуха, измеренной измерителем 2.

Полученное значение поступает на вход регул тора 7, на другой вход которого поступает измеренное значение расхода воздуха от измерител  8, Регул тор с помощью исполнительного механизма 9 перемещает регулирующий орган 10, измен   расход воздуха в сторону уменьшени  отклонени  измеренного значени  от расчетного.

Одновременно определ ют содержание кислорода в продуктах горени  в зоне с помощью измерител  16 и в корректоре 5 сравнивают с заданным знаС .f

чением, поступающим от задатчика о. При наличии отклонени  на основании выходного сигнала корректора 3 в вычислителе 1 корректируют заданное значение соотношени  топливо - воздух в сторону уменьшени  отклонени  содержани  кислорода в продуктах горени  в данной зоне от заданного дл  нее значени .

При отклонении давлени  в печи, которое измер ют с помощью измерите- . л  17, от заданного значени , поступающего от задатчика 22, с помощью регул тора 21, управл ющего через

0

5

0

0

5

исполнительный механизм 24 регулирующим органом 25, измен ют сопротивление дымового тракта печи в сторону уменьшени  отклонени  давлени  в ней от заданного значени , фиксируют сопротивление на врем  открыти  заслонок окна выдачи металла из печи.

Вьшолнение перечисленных операций  вл ющихс  общими с выбранным прототипом , обеспечивает достаточно эффективное сжигание топлива, пока все зоны методической печи работают при нагрузках , близких к номинальным. По мере уменьшени  тепловой нагрузки пе чи, например при снижении производительности стана, соотношение между количеством воздуха горени  и воздуха , поступающего в печь извне, измен етс  в пользу последнего. Содержание кислорода в продуктах горени  нижних зон и в конце печи начинает возрастать. При дальнейшем снижении нагрузки этот процесс захватывает и верхние зоны. При этом начинаетс  уменьшение количества воздуха, поступающего извне, достигаемое за сче увеличени  давлени  в печи.

Происходит то следующим образом, При увеличении содержани  кислорода в конце печи, измеренного измерителем 18, выше значени , установленного на задатчике 20, с помощью корректирующего регул тора 19 увеличивают задание регул тору 21 давлени  в печи. За счет роста давлени  мень шаетс  количество воздуха, поступающего в печь извне. При этом происходит восстановление до прежнего значени  соотношени  между количеством воздуха горени  и воздуха, поступающего в печь извне. Содержание кислорода в продуктах горени  в зонах и в конце печи восстанавливаетс  до заданного, в результате чего обеспечиваетс  полное сгорание топлива в активной области и при заданном соотношении топливо - воздух сохран етс  прежн   высока  температура факела и его расположение по отношению к металлу, исключаетс  неорганизованное догорание топлива в конце зон и печи.

При дальнейшем снижении тепловой нагрузки, начина  с некоторого ее значени  (15-20Z), скорости истечени  из горелок станов тс  недостаточными дл  качественного перемешивани 

0

5

0

5

0

5

0

5

воздуха и топлива и эффективность сжигани  последнего начинает падать,

Согласно предлагаемому способу, начина  с некоторого расхода топлива (пор дка 15-20%), определ емого измерителем 4, с помощью управл емого задатчика 6 измен ют выходной сигнал корректора 5, в результате чего заданное значение соотношени  топливо - воздух дл  данной зоны уменьшаетс . Начинаетс  сжигание топлива с избытком воздуха, что приводит к увеличению содержани  кислорода в продуктах горени . По сигналу измерител  16 выходной сигнал корректора 5 стабилизируетс  на новом значении, завис щем от расхода топлива.

Сжигание топлива с избытком воздуха ведет к снижению температуры фа- кола, т,е, к снижению эффективности использовани  топлива. Однако за счет восстановлени  формы факела и улучшени  перемешивани  топлива и воздуха это снижение меньше, чем возникающее при плохом перемешивании и нарушении формы факела. Кроме того , так как при снижении тепловой нагрузки печи возрастает температура воздуха горени , использование его в большем количестве повьпиает степень рекуперации химического тепла топлива, т,е, эффективность его использовани ,

Увеличение содержани  кислорода в продуктах г орени  по зонам вызывает увеличение его и в конце печи, в результате чего увеличиваетс  заданное значение давлени  в ней и уменьшаетс  количество воздуха, поступающего извне. Этот процесс может быть продолжен вплоть до по вле ни  выбивани  продуктов горени  из неплотностей печи, т.е, полного исключени  поступлени  в печь воздуха извне,

Поскольку описанна  ситуаци  возникает при малых расходах, а следовательно , и малых объемах и скорост х продуктов горени , которые, кроме того, не содержат вредных и опасных дл  здоровь  окислов (за счет сжигани  топлива с избытком воздуха и хорошего перемепшвани ), предельное допустимое верхнее значение давлени  в печи может быть установлено достаточно высоким. Это в свою очередь пвиведет к повышению эффектна51

ностн использовани  топлива, котора  растет с ростом давлени .

При открытии заслонок окна выдачи металла из печи содержание кислорода в продуктах горени  увеличиваетс , а давление падает. Инерционность измерителей 16 и 18 позвол ет избежать срабатывани  корректора 5 и регул тора 19, Дл  исключени  срабатывани  регул тора 21, которое в данной ситуации не имеет смысла, а только приводит к выходу из стро  регулирующего органа 25, по сигналу сигнализатора 23 прекращают регулирование давлени  в печи на врем  открыти  заслонок окна выдачи металла,

Таким образом, применение изобретени  позвол ет в широком диапазоне изменени  тепловой нагрузки печи сжигать топливо с оптимальным соотношением топливо - воздух, обеспечить температуру факела, близкую к максимальной , при устойчивом его положе- НИИ и форме, избежать попадани  извне в печь излишнего холодного воздуха и повысить коэффициент рекуперации химического тепла топлива. Все зто обеспечивает повьш1ение эффективности использовани  топлива при одновременном ограничении концентрации окислов азота и продуктов неполного сгорани  топлива в отход щих газах.

393836

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ управлени  сжиганием топлива в многозонной методической печи , включающий измерение температуры в зонах, теплоты сгорани  топлива и его расхода в каждую зону, температуры воздуха и его расхода в каждую зону, содержание кислорода в продук10 тах горени  по зонам и в конце печи, давление в печи, изменение расхода воздуха в сторону уменьшени  отклонени  содержани  кислорода в продук- так горени  в данной зоне от задан15 ного дл  нее значени , изменение расхода топлива в каждую зону в сторону уменьшени  отклонени  температуры в ней от заданного значени , изменение сопротивлени  дымового тракта пе2Q чи в сторону уменьшени  отклонени  давлени  в ней от задаваемого значени , стабилизацию этого сопротивлени  на врем  открыти  заслонок окна выдачи металла из печи, о т л и ч а 25 ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  эффективности использовани  топлива, дополнительно измен ют значение давлени  в печи в сторону уменьшени  отклонени  содержани 

   20 кислорода в продуктах горени  в конце печи от заданного значени  и при уменьшении расхода топлива в зоны менее 15-20% от максимальных значений снижают заданное значение соотношени  топливо - воз35

   дух,

   U lv||Jl