Способ отопления камерных нагревательных печей

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 3 (50 С 2 1 В 9 / 7 ПИС Е ИЗОБРЕТЕНИСВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ в период подъема температуры иимпульсную их подачу в период выдержки металла и сжигание топлива,при этом импульс воздуха подают сзапаздыванием после подачи импульсатоплива, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью сокращения расходатоплива и повышения качества нагре- .ва, импульсную подачу воздуха и топлива осуществляют в период выдержкипри снижении температуры до минималь.но допустимой и прекращают при достижении максимально допустимой темпе- .ратуры. Высочиный ин 2, Спосщ и й с я чение топл гдержкиием межд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) М.П.Ревун, Я.Ю.Сайфаров, Ф.Ф.Франк, В.П.Грачев и Б.Г. (71) Запорожский индустриальн ститут(56) . Свиридов 1 О.А. Автоматизация нагревательных печей, М Металлург- издат, 1965, с.78-87.2. Глинков М.А., Каганов В.Ю. и др. Исследование теплового режима нагревательного колодца с одной верхней горелкой при импульсном отоплении. -"Сталь", 1973, У 2, с.171-173. (54)(57) 1. СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ КАМЕРНЫХ 11 АГРЕВАТЕЛЬНЬГХ ПЕЧЕЙ, включающий подачу в рабочее пространство пос+ тоянного расхода топлива и воздуха б по п.1, о т л и ч а ю -тем, что подачу или отклюва и воздуха в периодуществляют с запаздывасобой на 10-30 с,108 б 023 Изобретение относится к нагревуметалла в камерных нагревательныхпечах и может быть использовано вметаллургической и других отрасляхпромышленности,5Известен способ отопления камерных нагревательных печей, включающий стабилизацию расхода топлива ивоздуха в период подъема температурыа в период выдержки металла - стабилизацию температуры рабочего пространства печи. Давление в рабочемпространстве стабилизируется на заданном значении независимым контуром управления 1 1 3.5Однако в период выдержки металлакогда температура рабочего пространства достигает заданного значения,расход топлива непрерывно сиикается.Известно, что КПД печи достигаетмаксимального значения только приоптимальном расходе топлива, который соответствует максимально допустимому значению в период подъематемпературы. Поэтому работа при поникенных расходах топлива приводит кснижению КПД печи и соответственноувеличению удельного расхода топлива,Недостатком известного способа30является также непрерывность подачитоплива в зону горения в период выдержки металла. Так как температураего поверхности в этот период достигает 1320-1350 С, то имеет местооплавление окалины и пережог меПостаьленная цель достигается тем что согласно способу отопления камерных нагревательных печей, включающему подачу в рабочее пространство постоянного расхода топлива и возцуха в период подъема температуры и импульсную их подачу в период выдержки металла и сжигание топлива, при этом импульс воздуха подают с запаздыванием после подачи импульса топлива импульсную подачу воздуха и топлива осуществляют в период выдержки при снижении температуры дс минимально допустимой и прекращают при достижении максимально допустимой температуры. талла,Кроме того, изменение расходавоздуха относительно подачи топливасоставляющее 20-60 с, запаздывает.Поэтому в период увеличения расхода"- 40топлива или его включения в печьвначале подается гаэ без воздуха,.Это приводит к непроизводительнымпотерям тепла и противоречит требованиям техники безопасности возможно Образование взрывоопасной смеси ),А в период отключения топлива задержка отключения воздуха более 30 сприводит к длительной продувке печи воздуХом, что увеличивает потери 5:Ртепла,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способотопления камерных нагревательныхпечей, включающий подачу в рабочее 55пространство постоянного расходатоплива и воздуха в период подъематемпературы, импульсную их подачу в период выдержки металла и сжигание топлива, при этом импульс воздуха подают с запаздыванием после подачи импульса топлива 23.Для реализации этого способа отопления применяется специальный регулятор, который уг,равляется по заданной программе или по команде от вычислительной машины.Алгоритм определения длительности импульсов в известном способе получен на основе расчетов, которые не учитывают теплотехнические особенности печей. Поэтому при реализации способа на действующих агрегатах длительность. импульсов и пауз не соответствует текущему тепловому состоянию системы.Возникают ситуации, при которых температура рабочего пространства печи превышает допустимое значение, а в печь по программе подают топливо и воздух. Зто приводит к перерасходу тепла, оплавлению окалины и появлению брака по нагреву. Для данного способа также характерно запаздывание подачи воздуха в начале импульса на 20-б 0 с, что приводит к отрицательным последствиям, В начале импульса всегда имеет место недожог топлива из-за стставания поступления воздуха в рабочее пространство, что приводит к потерям топлива и нарушению требований техники безопасности. В начале паузы имеет место длительная продувка печи воздухом за счет запаздывания отключения воздуха, что вызываетпотери тепла,Целью изобретения является сокращение расхода топлива и повышениекачества нагрева металла,з 1086Подачу или отключение топлива ивоздуха в период выдержки осуществляют с запаздыванием между собойна 10-30 с,Для устранения недостатков из 5вестных способов отопления предлагается осуществлять выбор длительности импульсов и пауз по тепловому:остоянию системы металл-печь и до;Юстимому диапазону отклонения тем -пературы выдержки печи относительнозаданного значения,Обычно в печах допускается диапазон колебаний температуры выдержкив пределах 15-20 С, поэтому в инострукции по нагреву указывают верхний и нижний допустимые пределы заданной температуры печи. Это условиепозволяет реализовать на печах импульсное отопление с учетом изменения теплового состояния системы металл-печьИзвестно, что при импульсном отоп лении имеет место периодический нагрев и охлаждение рабочего пространства печи, что приводит к соответствующим циклам подъема и снижения температуры, Если металл плохо прогрет по сечению в начале периода выдержки), то скорость подъема температуры30 меньше, чем в условиях прогретого металла в конце периода выдержки ).Способ осуществляется следующим образом.При достижении верхнего допустимого значения температуры печи отключают топливо и через 10-30 с воздух, а после снижения температуры печи до нижнего допустимого предела подают вначале воздух и через 10-30 с - топливо, обеспечивая при40 этом стабилизацию давления в рабочем пространстве печи. Скорости падения температуры печи в период паузы и подъема в период импульса зависят от степени прогрева металла и кладки, максимального значения тепловой мощности и мощности холостого хода печи, т.е. от теплотехнических характеристик металла и печи.Диапазон задержки сигнала определяется теплотехническими и конструктивными особенностями агрегата. Минимальный диапазон, составляющий 10 с, необходим для того, чтобы воздух в начале или конце импульса вы теснил горючие компоненты из рабочего пространства печи и боровов. Подача воздуха в течение 10 с ис 023 4ключает возможность образования варывоопасной смеси,Верхний предел диапазона задержкисигнала, составляющий 30 с, определяется условиями охлаждения металлаи кладки. Экспериментально установлено, что через 30 с после подачивоздуха в печь начинает снижатьсятемпература поверхности металла икладки. Для исключения этого явленияограничивают верхний диапазон задержки сигнала значением 30 с.Для реализации способа камернаянагревательная печь предварительнооснащается следующими элементами автоматики:системами стабилизации расхода топлива и давления, измерительным комплектом приборов расходавоздуха и исполнительным механизмомс регулирующим органом на воздушномтрубопроводе, а также двухпоэиционным регулятором температуры, выходкоторого подключен на входы исполнительных механизмов расхода топлива и воздуха. В каналы связи регулятора и исполнительных механизмоврасхода топлива и воздуха включаютреле задержки сигнала по времени,что позволяет обеспечить выбранныйинтервал задержки. Вторичный приборрасхода воздуха подключают на входрегулятора давления в рабочем пространстве печи, что позволяет осуществлять одновременное перемещение регулирующего органа подачи воздуха и дымового шибера.Такая система управления позволяет реализовать режим работы следующим образом. Когда температура печи достигает верхнего допустимого значения, регулятор температуры подает команду на закрытие регулирующего органа расхода топлива, а затем с задержкой 10-30 с - на закрытие органа расхода воздуха, и одновремен-. ное закрывается дымовой шибер, С момента прекращения подачи топлива температура рабочего пространства печи падает до минимально допустимого значения температуры выдержки, Скорость падения температуры зависит от теплового состояния системы металл-печь и мошности холостого хода.В момент достижения минимального значения температуры рабочего пространства печи регулятор температуры подает команду на исполнительные механизмы расхода топлива и воздуха.1086023 Составитель В.БербеневРедактор Н.11 выдкая Техред В.Далекорей Корректор В.Синицкая Заказ 2188/26 Тираж 540 Подписное ВН 111 ПИ Государственного комитета ССГР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, )К, Раушская наб д. 4/5Физикал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 При этом срабатывает реле задержкиподачи сигнала на исполнительный иханизм подачи топлива на 10-30 с,Поэтому вначале открывается регулирующий орган подачи воздуха и дымавой шибер, а после этого подаетсятопливо в печь. Скорость подъема тем;.пературы печи зависит от степенипрогрева металла по сечению и тепловой мощности печи в период им-.пульса.П р и м е р. Промышленную проверку способа производят на рекуператив-ных нагревательных колодцах с центральной горелкой. 15Задатчиком температуры устанавливают температуру выдержки 1320 С изону чувствительности регулятора 10 Г,а давление в рабочем пространствеколодца О Па. В этом случае верхний допустимый предел температурысоставляет 1325 оС, а нижний - 1315 С.После посада металла в колодеци закрытия крышки подают в рабочеепространство 1500 м 5/ч топлива и 25500 м /ч воздуха. В качестве топлива применяют коксодоменную смесь калорийностью 2200 ккал/м,В период подъема температуры расходы топлива и воздуха, а также давление в рабочей камере не изменяют,После достижения заданной температуры отключается газ, а через 20 своздух. Затем закрывается дымовойшибер, Когда температура в рабочем.,)пространстве печи снижается до 135 С,регулятор температуры подает команду на подачу воздуха, а через 20 с"топлива, Дымовой шибер открывается одновременно с открытием регулирующег о органа для подачи воздуха.В начале каждого импульса и паузы осуществляется задержка сигналана отключение воздуха или подачу топлива на 20 с. Длительность импульсов и пауз изменяется в зависимостиот степени прогрева слитков по сечению. Так, средняя скорость подъема температуры в начале периода выдержки составляет 60 град/ч,через30 мин от начала выдержки - 90 град/ччерез 140 мин после начала выдержки - 180 град/ч, Поэтому длительность импульсов для указанных периодов времени составляет соответственно 10, 6 и 3 мин, скорость охлаждения - соответственно 300, 240 и150 град,/ч, а поэтому длительностьпауз - соответственно 2, 2,5 и 4 мин,На нагревательном колодце по известному способу отопления нагревсадки массой 100 т и температуройопосада 800 С длится 4 ч 10 мин. Расход условного топлива составляет25 кг на 1 т стали, а угар металла1,5 Е от веса садки,Нагрев опытной садки массой100 г с температурой посада 800 Сс применением предлагаемого способаотопления показал, что длительностьнагрева не изменяется, расход условного топлива составил 23-25 кг,угарметалла 1,г.ЖТаким образом, предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом,за который принят прототип, обеспечивает снижение расхода топлива на7 и угара металла на 202.