SU1691397A1

SU1691397A1 - Method for measuring heat loss power of off gases

Info

Publication number: SU1691397A1
Application number: SU864112194A
Authority: SU
Inventors: Юрий Олегович Сургучев; Святослав Сергеевич Политковский
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Систем Автоматизации И Управления
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1991-11-15

Abstract

Изобретение относитс к металлургическому производству, а именно к техническим средствам контрол и регулировани . св занным с тепловыми процессами, происход щими в печах. Целью изобретени вл етс повышение оперативности измерений. Дл этого в участок газохода ввод т воздух в количестве, ограниченном полным сгоранием содержащегос в нем кислорода при реакции с СО отход щих газов . Мощность тепловых потерь с отход щими газами определ ют по формуле, приведенной в тексте описани . Устройство дл реализации способа содержит датчики температур газов на входе и выходе участка газохода и выходе печи, датчики измерени расхода и температуры воздуха, блок ввода данных, два детектора, два блока вычислени , два ключа и индикатор, обеспечивающие все измерени и преобразвоани сигналов в соответствии со способом. 1 ил, СП сThe invention relates to metallurgical production, in particular to technical means of control and regulation. associated with thermal processes occurring in furnaces. The aim of the invention is to increase the efficiency of measurements. For this purpose, air is introduced into the section of the flue in an amount limited by the complete combustion of the oxygen contained in it during the reaction with the CO of the exhaust gases. The heat loss rate with waste gases is determined by the formula given in the description text. A device for implementing the method includes sensors for gas temperature at the inlet and outlet of the gas duct section and furnace exit, flow and air temperature measurement sensors, a data entry unit, two detectors, two calculation units, two keys and an indicator providing all the measurements and conversion of signals in accordance with in a way. 1 silt, joint venture with

Description

Изобретение относитс к металлургическому производству, конкретнее к техническим решени м контрол и регулировани , св занным с тепловыми процессами, происход щими в печах (конверторе, электросталеплавильных ).The invention relates to metallurgical production, more specifically to control and regulation technical solutions related to thermal processes occurring in furnaces (converter, electric steel-smelting).

Цель изобретени - повышение оперативности измерений.The purpose of the invention is to increase the efficiency of measurements.

Согласно предлагаемому способу измерени мощности тепловых потерь с отход щими газами, заключающемус в измерении температур ТВх, и ТВых газов на входе и выходе измерительного участка и температуры Тг отход щих из печи газов, дополнительно в измерительный участок подают воздух, измер ют расход FB и температуру Тв воздуха, сравнивают измеренныеAccording to the proposed method for measuring the power of heat losses with waste gases, consisting in measuring temperatures Txx and TW gases at the inlet and outlet of the measuring section and temperature Tj of the gases leaving the furnace, additionally air is supplied to the measuring section, the flow rate FB and temperature Tv are measured air, compare measured

на входе и выходе измерительного участка температуры между собой и определ ют мощность Рг тепловых потерь с отход щими газами по выражению: Риat the inlet and outlet of the measuring section of the temperature between each other and determine the power Pg of heat loss with waste gases by the expression:

Рг- Pr-

ТгTg

Твых ТвхTvyh Tvyh

где при отрицательной разности Твых и Твхwhere with a negative difference between yours and tvh

Ри Св Рв(), где Св теплоемкость воздуха, и при положительной разности Т8ых и ТвхRe Sv Rv (), where Sv is the heat capacity of the air, and with a positive difference T8s and Tvh

Ри | б - Св (Твых - Твх) FB ,Ri | b - Holy (Yours - Twh) FB,

где/9 -- количество тепловой энергии, выдел емой при горении СО;where / 9 is the amount of thermal energy released during combustion of CO;

А - молекул рный вес кислорода;A is the molecular weight of oxygen;

д - процентное содержание кислорода в воздухе.d - the percentage of oxygen in the air.

ОABOUT

юYu

дd

OJOj

о VIabout VI

По способу в выделенный измерительный участок газохода подают воздух на дожигание с отход щих из печи газов.According to the method, air is supplied to the dedicated measuring section of the flue for the afterburning from the gases leaving the furnace.

Известно, что отход щие газы-печи содержат СО, процентное содержание которого в газах мен етс в широких пределах в процессе плавки. Известно также, что горение СО при подсосе воздуха происходит примерно при 25 и более процентах его содержани в газах. Показателем горени СО в подаваемом воздухе вл етс разность измеренных на входе и выходе измерительного участка температур ТВх. ТВых. Способ предусматривает два режима измерени в зависимости от характера взаимодействи окиси углерода в отход щих газах и подаваемого на дожигание кислорода воздуха , причем первый режим характеризуетс недостатком СО в отход щих газах и отсутствием его горени , а второй - достаточным дл горени содержанием СО.It is known that furnace flue gases contain CO, the percentage of which in gases varies widely during the smelting process. It is also known that the burning of CO when air suction occurs at approximately 25 and more percent of its content in gases. The indicator of CO burning in the supplied air is the difference measured at the inlet and outlet of the measurement section of temperatures Тх. Tvyh. The method involves two measurement modes, depending on the nature of the interaction of carbon monoxide in the exhaust gases and the oxygen of the air supplied to the afterburning, the first mode characterized by a lack of CO in the exhaust gases and the absence of its combustion, and the second is sufficient for burning CO.

Тогда, при первом режиме температура газов Твых на выходе из измерительного участка меньше температуры Твх на входе за счет передачи части тепловой энергии газами вводимому в газоход воздуху. При этом разность температур ТВых и Твх отрицательна и теплова мощность Ри, отдаваема газами, соответствует выражениюThen, in the first mode, the temperature of your gases at the outlet of the measuring section is lower than the temperature Txx at the inlet due to the transfer of part of the thermal energy by the gases introduced into the gas duct. At the same time, the temperature difference between Tvyh and Tvh is negative and the thermal power of Pu, given off by gases, corresponds to the expression

Ри Св F8 СГвыг-Тв),(1)Ree St F8 SGGig-TV), (1)

где Св - теплоемкость воздуха (справочна величина);where Sv is the heat capacity of the air (reference value);

FB - расход воздуха (измер ема величина );FB - air flow (measured value);

ТВых - температура газов, измеренна на выходе измерительного участка; .TVyh - gas temperature, measured at the outlet of the measuring section; .

Тв - температура подводимого воздуха (измер ема величина).TV is the temperature of the supplied air (measured value).

Во втором режиме в измерительном участке происходит горение СО. В этом длу- чае, за счет выдел ющейс тепловой энергии горени СО температура Твых газов на выходе из измерительного участка выше, чем на входе ТВх, что приводит к положительной их разности. При этом количество подаваемого воздуха должно быть ограничено из услови полного участи его кисло- рода в реакции горени СО (допустим, из услови участи всего содержащегос в воздухе 02 в реакции при содержании СО в газах 20%).In the second mode, CO is burning in the measuring section. In this sense, due to the released thermal energy of burning CO, the temperature of your gases at the outlet of the measuring section is higher than at the input of TVx, which leads to a positive difference between them. At the same time, the amount of air supplied must be limited due to the condition of the complete participation of its oxygen in the reaction of burning CO (suppose, from the condition of the participation of all contained in air 02 in the reaction when the CO content in gases is 20%).

Теплова мощность Ри, выдел ема в измерительном участке, определитс тогда с учетом выражени химической реакцииThe heat capacity of Pu, released in the measuring section, will then be determined taking into account the expression of the chemical reaction

2СО + 02 2С02 + В и равна2CO + 02 2С02 + В and is equal to

Р„ | б - Св (ТВых - Твх) FB , (2)Р „| b - Sv (Tvyh - Tvkh) FB, (2)

где /3- количество тепловой энергии, выдел емой при горении СО;where / 3 is the amount of heat energy released during the combustion of CO;

А - молекул рный вес кислорода; д - процентное содержание кислорода в воздухе,A is the molecular weight of oxygen; d - the percentage of oxygen in the air,

Величины А, /3 , «5 , Св вл ютс справочными величинами, которые должны быть заданы (можно предусмотреть их ввод в любом возможном варианте реализующего способ устройства).Values A, 3, 5, Sv are reference values that must be specified (you can provide for their input in any possible variant of the device implementing the method).

Выражени 1 и 2 соответствуют модели,Expressions 1 and 2 correspond to the model,

0 описывающей процессы в измерительном участке, как механическое смешение воздуха с печными газами, сопровождающеес их теплообменом и введением дл второго режима в измерительный участок тепловой0 describing the processes in the measuring section, as mechanical mixing of air with furnace gases, accompanied by their heat exchange and the introduction of a second mode into the measuring section of thermal

5 мощности, соответствующей энергии, выдел емой при сгорании СО, т.е. моделью не учитываетс изменение химического состава газов. Погрешность способа, вызываема упрощени ми модели, не превышает 3%.5 power corresponding to the energy released during the combustion of CO, i.e. the model does not take into account the change in the chemical composition of the gases. The error of the method caused by simplifying the model does not exceed 3%.

0 Мощность Рг тепловых потерь с отход щими из печи газами может быть определена дл каждого из режимов по соответствующим дл них значени м Тг, ТВых-Твх и Ри по выражению0 The power of heat loss with waste gases from the furnace can be determined for each of the modes by the corresponding values of Tr, Tvyh-Twx and Pu by the expression

5 РР . т (т,5 PP. t (t,

- Tr V. 5J - Tr V. 5J

Iвых IвхJIout IinhJ

На чертеже представлено устройство определени мощности тепловых потерь с отход щими из печи газами,The drawing shows a device for determining the power of heat losses with gases coming from the furnace,

0 Устройство содержит датчик 1 измерени температуры Тг отход щих из печи газов , датчики 2 и 3 измерени температуры Твых, Тех газов соответственно на входе и выходе измерительного участка 4 газохода0 The device contains a sensor 1 measuring the temperature Tg of gases leaving the furnace, sensors 2 and 3 measuring the temperature of Tvykh, Tekh gases respectively at the inlet and outlet of the measuring section 4 of the flue

5 5, элемент 6 сравнени , датчики 7 и 8 измерени температуры Тв и расхода FB воздуха на дожигание, блок 9 ввода данных, детектор 10 отрицательных значений, детектор 11 положительных значений, блок 12 вычисле0 ни , первый и второй ключи 13 и 14, второй блок 15 вычислени и индикатор 16.5 5, comparison element 6, sensors 7 and 8 for measuring temperature Tv and air flow FB for afterburning, data entry unit 9, negative value detector 10, positive value detector 11, calculation unit 12, first and second keys 13 and 14, second calculating unit 15 and indicator 16.

Выходы датчиков 2 и 3 измерени температуры газов на входе и выходе измерительного участка 4 соединены соответственно сThe outputs of the sensors 2 and 3 for measuring the temperature of the gases at the inlet and outlet of the measuring section 4 are connected respectively to

5 первым и вторым входами элемента 6 сравнени . Выход элемента 6 сравнени соединен с детекторами 10 и 11. Выход первого и выход второго детекторов 10 и 11 соединены с первыми входами соответственно пер0 вого и второго ключей 13 и 14. Выходы датчика 3 измерени температуры ТВых на выходе измерительного участка 4 и датчиков 7,8 измерени температуры Тв и расхода FB воздуха на дожигание окиси углерода5 by the first and second inputs of the comparison element 6. The output of the comparison element 6 is connected to the detectors 10 and 11. The output of the first and the output of the second detector 10 and 11 are connected to the first inputs of the first and second keys 13 and 14, respectively. The outputs of the sensor 3 for temperature measurement at the output of the measuring section 4 and sensors 7.8 measure temperature tv and air consumption fb for afterburning of carbon monoxide

5 соединены последовательно с трем первыми входами первого блока 12 вычислени ; последующие четыре входа которого, начина с четвертого, соединены последовательно с выходами, начина с первого, блока 95 are connected in series with the first three inputs of the first calculation unit 12; the next four inputs of which, starting from the fourth, are connected in series with the outputs, starting from the first, block 9

ввода данных. Первый и второй выходы пер- вого блока 12 вычислени соединены со вторыми входами соответственно первого и второго ключей 13 и 14. Выходы ключей 13 и 14 соединены с входом второго блока 15 5 вычислени , три последующих входа которого , начина с второго, соединены с выходами соответственно датчиков 1-3 измерени температур Тг. ТВх, ТВых.data entry. The first and second outputs of the first calculation unit 12 are connected to the second inputs of the first and second keys 13 and 14, respectively. The outputs of the keys 13 and 14 are connected to the input of the second calculation unit 15 5, three subsequent inputs of which, starting from the second, are connected to the outputs sensors 1-3 temperature measurements Tg. Tvh tvyh.

Устройство работает следующим обра- 10 зом.The device works as follows.

В участок 4 газохода 5 подаетс дл дожигани СО воздух, температура Тв и расход FB которого измер ютс соответственно датчиками 7,8.15In section 4 of the duct 5, air is supplied for the CO afterburning, the temperature TV and the flow rate FB of which are measured respectively by sensors 7.8.15.

Датчики 2 и 3 измер ют температуру Tax, Твых газа на входе и выходе участка 4, а их разность Твых-Твх определ етс элементом 6 сравнени .Sensors 2 and 3 measure the temperature Tax, Your gas input and output of section 4, and their difference Tvyh-Twx is determined by element 6 of the comparison.

Дл каждого из режимов способа пер- 20 вый вычислительный блок 12 в соответствии с выражени ми (1) и (2) рассчитывает тепловую мощность Ри, выделенную на измерительном участке в результате реакции1 дожигани СО в подаваемом в газоход 4 25 воздухе.For each of the modes of the method, the first computing unit 12, in accordance with expressions (1) and (2), calculates the thermal power Pu discharged at the measuring site as a result of the afterburning of the CO into the air supplied to the gas duct 4 25.

При этом все необходимые дл расчетов по выражени м (1), (2) значени Тв и FB поступают на входы блока 12 от датчиков соответственно 7 и 8, а значени Св, А, /, д 30 с выхода блока 9 ввода данных.All the necessary for calculating expressions (1), (2) the values of TV and FB are fed to the inputs of block 12 from sensors 7 and 8, respectively, and the values of St, A, /, d 30 from the output of block 9 of data entry.

В зависимости от значени разности - элемента 6 сравнени срабатывает один из детекторов 10 и 11 соответственно отрицательных и положительных значений, откры- 35 ва ключи 13 и 14 дл передачи тепловой мощности Ри. рассчитанной дл каждого режима способа, на входы второго вычислительного блока 15, Блок 15 по поступившим значени м Ри производит расчет по выра- 40 жению (3) мощности Рт тепловых потерь с отход щими из печи газами.Depending on the difference value - the comparison element 6, one of the detectors 10 and 11, respectively, of negative and positive values, is triggered by opening 35 keys 13 and 14 for transmitting thermal power Pu. calculated for each mode of the method, to the inputs of the second computational unit 15, the unit 15 calculates, using the received values of Pu, by the expression (3) of the power Pt of heat loss with the gases leaving the furnace.

Таким образом, способ поззол ет с достаточной точностью проследить за ходом процесса дожигани окиси углерода СО и получить значени мощности тепловых потерь с отход щими газами, опира сь в своем алгоритме на температурные режимы горени СО, вытекающие из взаимодействи вступающих в реакцию горени веществ .Thus, the method allows with sufficient accuracy to follow the progress of the process of afterburning carbon monoxide CO and to obtain the values of heat loss power with waste gases, based on the temperature regimes of CO burning, resulting from the interaction of the burning substances.

Claims

Invention Formula

A method for measuring the power of heat losses, with waste gases, which consists in measuring the temperatures Txxx, Gases in the gas duct section and the temperature Tg of the exhaust gases from the furnace, characterized in that, in order to increase the efficiency of the measurements, air in an amount that ensures complete combustion of the oxygen contained in it, and determines the power Pg of heat losses, based on the ratios

Ri Rg Tg. When you Tvykh - T in Oh

out I in

where Ri SvRv (Tvykh-Tv);

Sv - heat capacity of air; FB - air flow;

() -Rv,

at Yours - Those 0,

where is the amount of heat energy released when burning CO;

A is the molecular mass of oxygen;

d - the percentage of oxygen in the air.

As for the claimed device, in this part the proposal cannot be considered a complete technical solution due to the lack of information about the structure of the computing units 12 and 15.

Bake

L.J