Способ управления нагревом металла в нагревательной печи периодического действия

(51)5 С 2 ТЕНИЯ летал является сниж ится к способа вления наг ево зобретение отн ения нагавление омпевом металл т предс ива - с канала расход твоения металломдвумя последовазвеньями. епень сплового ьно сое ото енными Первое звено ртемпература мутерстатическим инерципорядка, уравнениимеет вид сход то вки апп онным з ива -ксимируюном 1-го исте намики которо аи ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина(53) 62,533.6.721.785.1(088.8) (56) Девочкина С.И. Методические указания к расчету камерной печи периодического действия на ЭЦВМ, М, Иваново, 1974.Бровкин Л.А. и Девочкина С.И. Тепловой расчет камерных печей. - Учебное пособие, Иваново, 1978, с.37, 55Авторское свидетельство СССР 9 1089435, кл. С 01 К 17/00, 1982.Маковский В.А. и Лавренгик И.И. Алгоритмы управления нагревательными печами. М.: Металлургия, 1977,Качанов 3.10 Блинов 1 О.М. и Беленький А.М, Автоматизация управления металлургическими процессами. М,: Металлургия, 1974, с. 309-323. автоматического упра Рметалла при косвенном радиационнрежиме нагрева в нагревательныхчах периодического действия и моженайти применение в черной металлургии, машиностроении, строительнойпромышленности.На чертеже приведена схема смы управления тепловым потоком, полощенным металлом, выполненная наоснове каскаднОй системЫ регулиров 8016381(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ МЕТАЛЛА В НАГРЕВАТЕЛЪНОЙ ПЕЧИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ(57) Изобретение относится к области автоматического управления нагревом металла при косвенном радиационном режиме нагрева. Цель изобретения - снижение расхода топлив, Для этого воздействуют на скорость изменения температуры футеровки печи. Способ предусматривает определение текущего теплопоглощения металла и воздействие на расход топлива исходя из скорости изменения температуры футеровки. Новым в способе является управние скоростью воздействия на мел в зависимости от изменения теплопоглощения металла. При этом футеровка печи и нагреваемый металл рассматриваются как единая термодинамическая система. 3 з.п . ф-лы, 1 ил. Целью изобретенияние расхода топлива. В основе способа у,л ЙТрть -- -7- - + Тйь Я 1 1 9К В4где ь - постоянная времени;К, - коэффициент передачи звена;Т,рт - температура футеровки;В - расход топлива,Второе звено скорость изменения температуры футеровки - степень усвое 10 ния металлом теплового потока аппроксимируют реальным дифференцирующим звеном, уравнение динамики которого имеет вид15ЙТрут= К4С 1 л Угде с 2 - постоянная времени;Л20К - коэффициент передачи звена.Исходя из укаэанного представле ния, способ реализует скоростное воздействие со стороны ФутеровкийТ рцг 25 ( -- -) на расход топлива (В) в зайСвисимости от заданной программой (ц (ь степени усвоения металлом теплового потока. Начальное задание по скорости изменения температуры 30ЙТфг задФутеровки ( - -л-) --- устанавлиЙь начвают в начале нагрева. В процессе нагрева задание по скорости роста температуры футеровки изменяют в зависимости от разности измеренной и заданной программой степеней усвоения металлом теплового потока, поступающего на металл40Включение футеровки в объект управления по каналу расход топлива - теплопоглощение металла позволяет 45 использовать Футеровку в качестве последовательного корректирующего звена, динамические свойства которого можно целенаправленно изменять в процессе нагрева металла и за счет этого изменять. скорость воздействия на металл.,Динамические свойства футеровки по каналу расход топлива - температура футеровки описываются статическим инерционным звеном, однако в пределах длительности переходного процесса в системе регулирования футеровки ведет себя как интегрирующее звено; по мере прогрева футеровки коэффициент передачи увеличивается, т.е. скорость воздействия на металл возрастает.При установке плоскопламенных горелок в рабочем пространстве печи создается косвенный радиационный режим нагрева, при котором основным излучателем является кладка. Степень черноты ее превышает степень черноты газов, и при правильно организованном пространстве печи коэффициент излучения от кладки к металлу и тепловой поток от кладки на металл вьппе, чем при равномерно распределенном режиме теплообмена, что позволяет обеспечить управляющее воздействие со стороны кладки на металл.Система управления, приведенная на чертеже, содержит тепломер 1,через сумматор 2 соединенный с блоком 3 Формирования скорости изменения тем-. пературы Футеровки, выход которого соединен с входом сумматора 4,последний другим входом соединен с дифференциатором 5 и через него с термопарой 6. Выход сумматора 4 соединен с выходом 7 регулятора Формирования управляющего воздействия на расход топлива 7, регулятор имеет выход на горелочное устройство 8.Способ реализуется следующим образом.Используя математическую модель расчета камерных печей периодического действия с помощью стандартной программы, составленной применительно к математическому обеспечению ЭВМ Мтехнико-экономическим расчетом, исходя из минимума расхода топлива, находят температурные поля металла и кладки и тепловой поток,л усвоенный металлом ц" = Е(ь). Стемпень усвоения металлом теплового потока ц " = 2(ь) - теплопоглощениязад лмвводится в систему в качестве программного задания. Текущее значение степени усвоения металлом теплового потока с 1 = Г измеряе"ся с поиьм лМмощью тепломера 1, который представляет собой Физическую модель нагреваемого металла и устанавливается на уровне нагреваемого металла.Начальное задание по скорости роста определяется по экспериментальйтюцт 4 А Кон ной зависимости ( - -Ф,-) = Е(ТЯ 4 ( Т 6 цц ц) и устанавлива(рчт ф о ф о516 ется на выходе блока 3. Сигнал по измеренной степени усвоения металлом теплового потока от тепломера 1 поступает на сумматор 2, сюда же поступает сигнал по заданному теплопоглощению. Полученный на сумматоре сигнал ошибки Я, = с- с (ь) постуЗМ А ИЗМ лпает на вход блока 3.Блок 3 по разности заданной программой и измеренной теплометром 1 степеней усвоения металлом теплового потока формирует сигнал текущего задания по скорости изменения температуры футеровки, который поступает на сумматор 4, сюда же поступает сигнал по измеренной скорости изменения температуры футеровки от дифференциатора 5, регулятор 7 формирует управляющее воздействие на расход топлива в зависимости от разности измеренной и заданной скоростей роста температуры футеровки 38184 6снизить расход топлива на печь,так как согласно предлагаемому способу формируют управляющее воздействие на расход топлива по скорости измене ния температуры футеровки в зависимости от степени усвоения металлом теплового потока, поступающего на металл.Формула изобретения1. Способ управления нагревом металла в нагревательной печи периодического действия косвенного радиационного режима нагрева, предусматривающий измерение регулируемого параметра и воздействие на расход топлива, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения расхода топлива, в качестве регулируемого параметра используют скорость изменениятемпературы футеровки печи.ат рт измл ат (С) задСт=( О ) ( а Приведенная блок - схема системы управления теплопоглощением может быть реализована на технических средствах автоматизации системы "Каскад" в режиме локальной автоматики или в системе АСУ с использованием управляющей вычислительной машины.В процессе управления нагревом металла задание по скорости роста температуры футеровки изменяется в зависимости от разности измеренной тепломером 1 и заданной программой степеней усвоения металлом теплового потока, поступающего на металл, Задание по скорости изменения температуры футеровки поступает на сумматор 4. Замеряется температура футеровки Т,р , сигнал по Т,р- поступает на дифференциатор 5, который формирует сигнал измеренной скорости изменения температуры футеровки ЯТ и 5 мГ(Т ) который посту- ИТ 3пает на суммирующий блок 4.По разности измеренной и заданной скоростей изменения температуры футеровки регулятор 7 формирует управляющее воздействие на расход топлива.Использование предлагаемого способа управления нагревом металла в нагревательных печах косвенного радиационного режима нагрева позволяет 2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, расход топливаизменяют в зависимости от разностискорости изменения температуры футеровки печи и заданной по программе.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что заданнуюпрограмму изменения скорости температуры футеровки печи устанавливаютв зависимости от заданной по технологии программы изменения теплового 355 потока, поглощаемого металлом.4. Способ по пп, 1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что значениеначальной скорости изменения температуры футеровки Т,р т печи вычисляютпо формулекоя дцнауч- продолжительность нагревапредыдущей заготовки; температуры футеровки в начале и в конце нагрева предыдущей заготовки соответственноо; в . заданные начальные тепловыепотоки усвоенные металломпредыдущей и последующейзаготовок соответственно.1638184 Составитель Е.Анисимоведактор Л.Веселовская Техред Л.Сердюкова Корректор А.Осауленко иэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгоро агарина, 101 Закаэ 902НИИПИ Государст Тираж 387 нного комитета по и 3035, Москва, Ж,Подписноебретениям и открытиям при Гаушская наб., д. 4/5