Система автоматического регулирования теплового режима рекуперативной нагревательной печью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1090 30 ОМИТЕТ СССЕНИЙ И 01 НРЬ ГОСУДАРСТВЕННПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ЕТЕНИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ство СССР1973.во СССР(71) Украинский государственныйпроектный институт "Металлургавтома.тикаф и Донецкий ордена Ленина иордена Октябрьской Революции металлургический завод им. В.Я. Ленина .(54)(57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА РЕКУПЕРАТИВНОЙ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧЬЮ,содержащая датчики расхода топлйваи инжектирующего воздуха, соединенные с регулятором соотношения топливо-воздух, выход которого подсоединен к .исполнительному механизму регулировочного клапана, установленногб на трубопроводе инжектирукщего воздуха, газоаналнзатор продуктов сгорания и переключающее устройство, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью понавгения точности поддержания топливного режима, снижения окалинообразования и повышения производительности, она содержит корректирующий блок, включенный между газоанализатором и третьим входом регу.лятора соотнавгения топливо-воздух, дополнительный регулнровочный клайан с исполнительным механизмом, установленным на всасывающем патрубке рекуператора, регулирующий блок, включенный между выходом корректирующего блока и входом исполнительного меха:низма дополнйтельного клапана через переключающее устройство, встроенное в исполийтельный механизм, установленный на трубопроводе инжектирующего воздуха.2. Система по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем,что исполнител ный механизм дополнительного клапан подключен к выходу регулирующего блока через переключатель вторичного прибора датчиков расхода топлива.45 Изобретение относится к автома. тическому регулированию тепловых объектов и может применяться в металлургической и машиностроительной промышленностях, например, в отделениях нагревательных колодцев, 5Известна система автоматического регулирования теплового режима печи, содержащая инжекционные горелки, датчик температуры, регулятор температуры, измеритель расхода инжекти О рующего агента, который посредством порогового элемента управляет включением-выключением отдельных групп горелок 1.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и ожидаемому эффекту является система автоматического регулирования теплового режима, содержащая датчики расхода топлива и инжектирующего воздуха, соединенные с регулятором со-. 2 О отношения топливо-воздух, выход которого подсоединен к исполнительному механизму регулировочного клапана, установленного на трубопроводе инжекирующего воздуха, газоанализатор 25 и; перЕ.;ключающее устройство 2 3.-,:Иэвьстная система применительно к уевуперативным нагревательным печам не обеспечивает необходимую тсчноать поддержания малоокисли тельной атмосферы в период томления.В .рекуперативных нагревательных печах, например в нагревательных колодцах, в период топления производится постепенное снижение расхода топлива и воздуха. При этом существует значительное самопроизвольное поступление воздуха в рабочее пространство через рекуператор за счет имеющегося перепада по высоте между всасывающим отверстием реку О ператора и инжектором горелки, а также за счет разности температур окружающего и нагретого в рекуператоре воздуха. Кроме того, при снижении расхода топлива до значения 35-40 от максимального производится прекращение подачи инжектирующего воздуха и горение поддерживается за счет 5 О воздуха, поступакицего самопроизвольно : через рекуператор. При дальнейшем снижении расхода топлива количество воздуха, самопроизвольно поступающего через рекуператор становится, 55 избыточным, что вызывает повышение коэффициента расхода воздуха до 1,55, В то время как в режиме томления он должен составлять 1,0-1,05Это вызывает чрезмерное окисление нагреваемого металла, обеэуглеро- , 6 О живание его поверхности и зашлакование пода печи.Целью изобретения является повышение точности поддержания топливно. го режима в период томления для сни женки окалинообраэования и повышение производительности.Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую датчики расхода топлива и инжектнрующего воздуха, соединенные с регулятором соотношения топливо-воздуха кото 7 рый управляет исполнительным механизмом регулировочного клапана, установленного на трубопроводе инжектирующего воздуха, газоаналиэатор продуктов сгорания и переключающее устройство, вводятся корректирующий блок, включенный между газоанализатором и третьим входом регулятора соотношения топливо-воздух, дополнительный исполнительный регулировочный клапан с исполнительным.ме- ханизмом, установленный на всасывающем патрубке рекуператора, регулирующий блок, включенный между выходом корректирукнцего блока и входом исполнительного механизма дополнительного клапана через переключающее устройство.В качестве переключающего устройства может быть использован конечный выключатель исполнительного механизма регулировочного клапана, установленного на трубопроводе инжектирующего воздуха или на подводе топлива.Исполнительный механизм может быть подключен к Выходу регулирующего блока через переключатель, встроенный во вторичные приборы датчиков расхода инжектирующего воздуха или топлива.На Фиг. 1 представлена функциональная схема, первый вариант исполнения; на фиг. 2 - то же, второй вариант исполнения. Система автоматического регулирования теплового режима содержит датчики 1 и 2 расхода топлива и инжектирующего воздуха соответственно, соединенные через вторичные приборы 3 и 4 с регулятором 5 соотношения топливо-воздух, который через пускатель б управляет исполнительным механизмом 7 регулировочного клапана 8 расхода инжектирующего воздуха. Второй пускатель 9 подключен к исполнительному механизму 10 регулировочного клапана 11, который установлен на всасывающем отверстии 12 рекуператора 13. При этом исполнительный механизм 10 подключен к пускателюф 9 двумя входами, причем одним из входов - непосредственно к выходу пускателя 9, а другим - через переключатель 14, механически сопряженный с исполнительным механизмом 7На первый вход исполнительного механизма поступает команда "Открыть", а на второй - команда "Закрыть". Вход пускателя 9 подключен к выходу регулирующего15 блока 15, который своим входом подключен к выходу корректирующего блока 16, последний своим входом черезвторичный прибор 17 соединен с газоанализатором 18 отходящих .продуктовсгорания из рабочего пространства 19нагревательного колодца, в которомнаходятся нагреваемые слитки 20 иимеется инжектор 21. Выход корректи-рующего блока 16 соединен также стретьим входом регулятора 5. 10Сплошными стрелками обозначенпоток отходящих горячих газов, отдающих тепло рекуператору, прерывистыми -поток входящего воздуха, нагреваемого в рекуператоре.Система работает следующим образом.В период нагрева металла в печи(фиг. 1) сигналы датчиков 1 и 2расходов топлива и воздуха черезсоответствующие вторичные приборы3 и 4 поступают в регулятор 5, В регулятор также поступает корректирующий сигнал по качеству сгораниятоплива через последовательно соединенные гаэоанализатор 18, еговторичный прибор 17 и корректирующий блок 16. На основании полученных сигналов регулятор 5 вырабатывает управляющий сигнал, который поступает через пускатель б в исполнитель ный механизм 7, последний поворачива. ет клапан 8 и изменяет расход инжектирующего воздуха, а вместе с ним и расход общего количества воз:духа через горелку в зону горения. Этим поддерживается процесс горения на заданном уровне. При этом конечный переключатель 14 разомкнут, а регули.ровочный клапан 11 полностью открыт.При переходе в режим томленияэ . 40 расход топлива .постепенно снижается. Вместе с этим снижается и расход воздуха под действием сигнала с выхода регулятора 5, При снижении расхода топлива до значения 35-40 от максимального подача инжектирующего 45 воздуха прекращается регулировочным клапаном 8 и конечный переключатель 14, замыкаясь при этом, подключает пускатель 9 к исполнитель. ному механизму 10. Дальнейшее регулирование горения производится исполнительным механизмом 1 О регулировочного клапана 11 на основании сигнала газоанализатора 18.При необходимости поднять температуру в рабочем пространстве 19 подача топлива увеличивается, происходит открывание регулировочного клапана 8 и размыкание переключателя 14 а также полное открытие регуР60 лировочного клапана 11. Подключение пускателя 9 к исполнительному механизму 10 может производиться также через конечный переключатель исполнительного механизма клапана подачи топливане показан ) при значении расхода топлива, соответствующего моменту включения-выключения исполнительного механизма 7Система работает следующим образом.В период нагрева слитков 20 в печифиг. 2 сигналы датчиков 1 и 2 через соответствующие вторичные приборы 3 и 4 поступают в регулятор 5. В регулятор также поступает сигнал по качеству горения топлива через последовательно соединенные газоаналиэатор. 18, его вторичный прибор 17 и корректирующий блок 16На основании полученных сигналов регулятор 5 вырабатывает управляющий сигнал, который поступает через пускатель б в исполнительный механизм 7, последний поворачивает клапан 8 и изменяет расход инжектирующего .воздуха, а вместе с. ним и расход общего количества воздуха через горелку в зону горения. Этим поддерживается процесс горения на заданном уровне. При этом конечный переключатель 14 разомкнут, что соответствует полностью открытому регулировочному клапану 11.При переходе в режим томления расход топлива постепенно снижается.Вместе с этим снижается и расход воздуха под действием сигнала регулятора 5. При снижении расхода топлива до значения 35-40 от максимального подача инжектирующего воздуха прекращается регулировочным клапаном 8, а переключатель 14 замыкается, при этом подключается пускатель 9 к исполнительному механиз-. .му 10. Дальнейшее регулирование, горения производится исполнительным механизмом 10 регулировочного клапана 11 на основании сигнала газоаналиэатора 18.При необходимости повысить температуру в рабочем пространстве 19 подача топлива увеличивается, происходит открывание регулировочного клапана 8 и размыкание переключателя 14, а также полное открытие регулировочного клапана 11.Предлагаемая система позволяет точнее вести процесс нагрева при малых расходах топлива и сократить до 2,2 потери металла с окалиной эа счет устранения или снижения самопроизвольных подсосов воздуха через рекуператор./28 Тираж 568 Подписи НИИ акаэ иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4