Способ регулирования температуры в печи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕ ОНИРЕСПУБЛИН П 9) (И) Р 27 Р 19 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов "ВНИИпромгаз"(56) Пуговкин А.Ч. Рециркуляционные пламенные печи. Л.: Машиностроение, 1975, с. 199Авторское свидетельство СССР У 585391, кл. Р 27 В 9/40, 1976. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЕЧИ, преимущественно в печи с восстановительной атмосферой, включающий подачу топлива и основного воздуха в зону горения и двустадийный дополнительный ввод остального воздуха при перераспределении егона каждую стадию в зависимости ототклонения температуры в рабочей камере печи, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения пределов регулирования температуры приподдержании постоянного давления впечи, топливо и основной воздух взону горения подают в обратной зависимости от отклонения температуры врабочей камере, дополнительный воздух на первой стадии вводят навстречу потоку дымовых газов в прямой зависимости, а на второй стадии спутно ему в обратной зависимости от отклонения температуры, при этом под" держивают постоянное соотношениесуммарного расхода основного и дополнительного воздуха к расходу топлива.1 12001Изобретение относится к способурегулирования температуры в нагревательных и термических печах, вчастности в печах с восстановительной атмосферой. 3Цель изобретения - расширениепределов регулирования температурыпри поддержании постоянного давленияв печи.На чертеже показана принципиаль Оная схема осуществления способа регулирования температуры в рабочейкаМере печи.В печи 1 установлена горелка 2,в которую поступает воздух А от вентилятора (не показан) через регули., рующую заслонку 3 и рекуператор 4,Топливо (газ) поступает в горелку 2через регулирующую заслонку 5 установочную заслонку 6. Воздух Б и Вдля дожигания и (или) разбавленияпродуктов сгорания поступает такжеот вентилятора через регулирующиезаслонки 7 и 8 на первую и вторуюстадии, соответственно, в дымоотводящий канал 9 печи 1 перед рекуператором 4. Имеется датчик 10 температуры в рабочей камере 11 печи, связанный с регулятором 12 температуры,исполнительный механизм которого соединен с регулирующей топливной заслонкой 5, а также с регулирующими воздушными заслонками 3, 7 и 8.Воздух Б направляется в дымоотводящий канал 9 навстречу потоку дымовых газов, а воздух В направляетсяспутно потоку дымовых газов черезотверстия, выходящие в дымоотводящийканал,Воздух Б и В может поступать вканал 9 одним или более потоками каж 40дый, причем потоки, воздуха Б и В могут подводиться в канал 9 несколькимипотоками в различных сечениях кана,ла. Например, воздух Б и В подают каждый двумя потоками по линиям 13 и4514 для воздуха Б, а также по линиям15 и 16 для воздуха В, В линиях 14н 16 установлены запорные заслонки17 и 18 соответственно.Тип, количество и расположениегорелок на печи не имеют значения.Также относительйое расположение стадий дожигания и (или) разбавленияможет быть произвольным по ходу дымовых газов, хотя предпочтительноих расположение, показанное на черте-же поскольку в этом случае уменьшается вероятность проникновения воэду. 09 1ха в рабочую камеру печи и имеетсядостаточный путь для дожигания иразбавления дымовых газов перед рекуператором при относительно коротком дымоотводящем канале.Во время работы печи 1.при увеличении температуры в ее рабочей камере 11 по сравнению с заданной регулятор 12 температуры своим исполнительным механизмом уменьшает подачутоплива и воздуха в горелку 2 путемприкрытия заслонок 5 и 3 соответственно. Одновременно исполнительныймеханизм открывает заслонку 7 и прикрывает заслонку 8, увеличивая .подачу воздуха Б напервой стадии навстречу потоку дымовых газов в кана"ле 9 и уменьшая подачу воздуха В навторой стадии спутно потоку дымовыхгазов, При уменьшении температуры врабочей камере 11 печи 1 система регулирования срабатывает в обратномпорядке. Во всех случаях для сохранения постоянной температуры дымовых1 газов перед рекуператором 4 и печи 1поддерживают постоянное отношениесуммарного расхода воздуха в зону .горения в рабочей камере 11 и надве стадии к расходу топлива.Имеющаяся на топливной линии установочная заслонка 6 позволяет изменять коэффициент избытка воздухав горелке 2, а значит и состав атмосферы в рабочей камере 11 печи 1.Открытие заслонки 6 приводит к уменьшению коэффициента избытка воздухаи наоборот. Заслонка 6 может иметьФиксированные упоры или указатели,соответствующие разным составам печной атмосферы - восстановительному,образующемуся при стехиометрическомсжигании топлива, или окислительному.Это необходимо, например когда в печи производится малоокислительныйнагрев стальных заготовок или нагрев титановых сплавов в окислительной атмосфере, Также в печи можнонагревать заготовки в обычной стехиометрической атмосфере, этот режим по коэффициенту избытка воздухатакже соответствует наиболее экономичной работе печи во время ее простоя,Кожно регулировать температуру впечи при непропорциональном изменении расходов топлива Г и воздуха Ана горение.Если диапазон регулирования расхода топлива Г меньше диапазона регулирования расхода воздуха А, то при увеличении расходов коэффициент избытка воздуха возрастает, Поэтому регулирование по предлагаемому способу, когда топливо и воздух подают в зону горения в обратной зависимости от отклонения температуры, в данном случае эффЕктивно при восстановительной атмосфере в рабочей печи. В пределе можно регулировать тепловую мощность при постоянном расходе топлива Г.Если диапазон регулирования расхода топлива Г больше диапазона регулирования расхода воздуха А на горение, то при увеличении расходов коэффициентизбытка воздуха уменьшается. Поэтому регулирование по предлагаемому способу, когда топливо и воздух подают в зону горения . в обратной зависимости от отклонения температуры, в данном случае эффективно при окислительной атмосфере в рабочей камере печи. В пределе можно регулировать тепловую мощность при постоянном расходе воздуха А.В обоих случаях регулирование при непропорциональном изменении расходов топлива и воздуха в зону горения или при постоянных расходах топлива Г или воздуха А обеспечивает получение заданного диапазона регулирования тепловой мощности при меньших диапазонах 1 изменения расходов топлива и воздуха в зону горения по сравнению с их .пропорциональным изменением, поскольку тепловая мощность также зависит от коэффициента избытка воздуха. При таком регулировании облегчается поддержание заданного давления в рабочей камере печи, а также улучшается равномерность температурного поля в печи на режиме минимальной мощности за счет повышенной циркуляции атмосферы в рабочей камере печи.Подача воздуха Б на первой стадии навстречу потоку. дымовых газов способствует эффективному запиранию дымоотводящего канала печи при пониженных расходах топлива и воздуха в зону горения. Подача воздуха на второй стадии спутно потоку дымовых газов способствует их удалению за счет эжектирующего эффекта. При этом в ра 1200109 4бочей камере поддерживается практически постоянное давление, Это позволяет устанавливать в рабочей камереминимальное избыточное давление, обеспечивая качественный нагрев заготовдкза счет получения равномерного температурного поля в печи и исключенияприсосов холодного воздуха в печь,искажающих состав атмосферы и распре 10 деление температуры в рабочей камере. Также при этом имеет место минимальное выделение продуктов сгорания из рабочей камеры печи в окружающее пространство, что особенно важно при работе печи с восстановительНой атмосферой, содержащей окись углерода,При работе печи на всех режимахпо температуре и составу атмосферыв рабочей камере печи для повышенияэффективности использования топливанеобходимо, чтобы температура дымовых газов перед рекуператором печибыла постоянной и близкой к предель 25 но допустимой для материала, из которого изготовлен рекуператор,Это условие выполняется путем установкивзаимных перемещений регулирующихзаслонок 3, 5, 7 и 8,30Однако при работе печи с восстановительной атмосферой требуется подавать повышенные расходы воздуха Би В для дожигания и разбавления продуктов неполного сгорания. В этом35 случае при подаче их одним потокомна каждую стадию возможны некоторыеизменения давления в рабочей камерепечи за счет усиления запирающегои эжектирующего эффектов. Причем уси 40 ление запирающего эффекта объясняется не только повышением расхода воздуха Б, но и увеличением местногосопротивления за счет тепловыделенияпри дожигании продуктов неполного45 сгорания. В таком случае можно воздухБ и В подавать более, чем одним потоком, например двумя потоками, распределяя эти потоки по длине дымоотводящего канала. При этом, когда печь ра 50 ботает с восстановительной атмосферой, подача воздуха Б и В может осуществляться при открытых заслонках17 и 18 по линиям 13 и 14, 5 и 1 бсоответственно.1200 109 Составитель В, ОстровскийРедактор А, Шишкина Техред Т,Дубичнак КорректоР С, Черн каз 7856/ 113 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,6 Тираж 569 ВНИИПИ Государственногопо делам иэобретений и 5, Москва, Ж, Раушская Подписномитета СССРткрытийаб., д. 4/5