Устройство для регулирования подачи топлива и воздуха в нагревательную печь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 9 Я 0ЕТЕНИЯ таллургической, м промышпенности. Ц экономия топлива лоотдачи от сгора хранении качеств ность изобретени вляют с необхо" режиме ание топлиода с коэфблизким ему макения. В ий значе" воздух технолоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР У 464761, кл. Р 23 И 1/02, 1975.Авторское свидетельство СССР У 1109453, кл. С 21 0 1/00, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА И ВОЗДУХА В НАГРЕВА ТЕЛЬНУЮ ПЕЧЬ(57) Изобретение относится к регулированию процессов сгорания топли ва и может быть использовано в ме(50 4 Р 27 0 19/00 Г 23 К 1/ОА шиностроительной ль изобретения - счет повышения теп. ого топлива при соагрева металла. Сущаключается в том,чт в процессе горения осущес колебания расхода воздуха димой амплитудой в любом нагрева, обеспечивая сгор ва в первую половину пери фициентом расхода воздуха к значению, соответствующ симальной температуре гор среднем за период колебан ние коэффициента расхода соответствует заданному п гии. 1 ил.Изобретение относится к рег улировацию процессов сгорания топлива и может быть использовано в высокотемпературных печах с факельным отоплением для нагрева металла под обработку давлением ца заводах металлургической и машиностроительной промышленности.Целью изобретения является экономия топлива за счет цовышеция теп -лоотдачи от сгораемого топлива при сохранении качества нагрева металла.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства для регулирования подачи топлива и воздуха в нагревательную печь.Устройстве содержит взаимосвязанные вычислительный блок 1, регулирующий блок 2 и блок 3 установки коэффициента расхода воздуха на холостом ходу печи. Вычислительныйблок 1 содержит линии 4 и 5 сигналов давления топлива и воздуха с соответственно псстоянными дросселями 6 и 7, линию 8 сброса с установлен 25 ным ца ней задатчиком 9. Линия 10 сигнала давления топлива за постоянным дросселем 6 и линия 11 сигнала давления воздуха за постоянным дросседем 7 связаны с линией 8 сброса30 соответственно переменными дросселями 12 и 13. Елок 3 холостого хода подсоединен параллельно переменному дросселю 12. Линия 10 связана с регулирующим блоком 2 через дополни: - тельный вычислительный блок 14, содержащий первое 15, второе 16,третье 17 пневмореле, причем камеры18 и 19 управления соответственнопневмореле 15 и 16 соединены с вы ходом генератора 20 прямоугольных импудьсов. Вьчислительный блок 14содержит также один трехмембранныйэлемент 21 и три пятимембранцых элемента 22-24: первый, второй, третийи последовательно расположенныемежду линией 4 ц линией Я дополнительные постоянный и переменныйдроссели 25 и 26, причем линия 4 соединена с минусовой камерой 27 пяти вмембранного элемента 22, плюсовойкамерой 28 пятимембрацного элемента24 и с выключающим соплом 29 пневмореле 15, линия 10 соединена с плюсовой камерой 30 трехмембранцого55элемента 21, с обеими плюсовыми каме -рами 31 и 32, 33 и 34 пятимембраццыхэлементов 22 и 23, а линия 35 сигцала давления топлива соединена запостоянным дросселем 25 с минусовойкамерой 36 и плюсовой камерой 37пятимембранцых элементов 23 и 24,а также с включающим соплом 38 пневмореле 16, Линия выходного сигналапятимембранного элемента 22 связанас его минусовой камерой 39 и с,включающим соплом 40 пневмореле 15, выход которого подключен к включающему соплу 4 1 пневмореле 17, Линиявыходного сигнала пятимембранногоэлемента 23 связана с его минусовойкамерой 42 и с выключающим соплом43 пневмореле 16, выход которогоподключен к выключающему соплу 44пневмореле 17. Линия выходного сигнала пятимембранного элемента 24соединена с его обеими минусовымикамерами 45 и 46 и с минусовой камерой 47 трехмембранного элемента 21,выход которого подключен к камере48 управления пневмореле 17. Выходпневмореле 17 связан непосредственно с регулирующим блоком 2. Устройство работает следующимобразом,На вход постоянного дросселя 7подается пневматический сигнал Рпропорциональный расходу воздуха нагорение, а ца вход постоянного дросселя 6 - пневматический сигнал Рпропорциональный расходу топлива,который поступает в минусовую камеру 27 и плюсовую камеру 28 пятимембранных элементов 22 и 24 и приотсутствии сигнала с генератора 20прямоугольных импульсов через выключающее сопло 29 пневмореле 15к включающему соплу 41 пневмореле 17.С помощью переменных дросселей 12и 13, вычислительного блока 1 и бло-ка 3 холостого хода осуществляетсядистанционная и автоматическая настройка необходимого соотношения между расходами топлива и воздуха, которое отрабатывается регулирующим блоком 2, причем при полностью закрытых переменных дросселях 12 и 13 и отключенном блоке 3 холостого хода в линиях 10 и 11 сигналов давлений топлива и воздуха поступают неизменць 1 е пневматические сигналы Р и Р , которые соответствуют режиму полного сгорания топлива с коэффициентом расхода воздуха и, При работе нагревательной печи с произво 126224525 дительностью, меньшей номинальной, переменный дроссель 12 настраивается на,заданную по технологии величину коэффициента расхода воздуха и , меньшую номинального значения и, 5 что обеспечивает неполное сгорание топлива, В режиме холостого хода соотношение расходов топлива и воздуха определяется настройкой блока 3 холостого хода,которая также10 приводит к неполному сгоранию топлива. Блок холостого хода обеспечивает уменьшение коэффициента расхода воздуха до и на период снижения тепловой нагрузки. При работе с коэф фициентом расхода воздуха и пневматический сигнал Р, соответствующий этой настройке, поступает в плюсовые камеры 31-34 пятимембранных элементов 22, 23 и в плюсовую каме ру 30 трехмембранного элемента 21. При уменьшении коэффициента расхода воздуха может возникнуть такой режим,при котором концентрация образующихся сажистых частиц будет столь высока, что они не успеют все догореть в рабочем пространстве нагревательной печи. Для ограничения нижнего минимально возможного значения икоэффициента расхода 30 воздуха служат постоянный 25 и переменный 26 дроссели, на которых формируется ограничивающий пневматический сигнал Р , подаваемый ввв фмииусовую 36 или плюсовую 37 камеры пятимембранных элементов 23 и 24 и к включающему соплу 38 пневмореле 16. Связь линии выходного сигнала пятимембранного элемента 22 с его минусовой камерой 39 обеспечивает 40 формирование пневматического сигнала (2 Р -Рт), подаваемого к включающему соплу 40 пневмореле 15, Аналогично на выходе пятимембранного элемента 23 формируется иневматичес кий сигнал (2 Р-Р), подаваемый к выключающему соплу 43 пневмореле 16 и далее при отсутствии сигнала с генератора 20 прямоугольных импульсов - к выключающему соплу 44 пневмореле 17. Связь линии выходного сигнала пятимембранного элемента 24 с его обеими минусовыми камерами 45 и 46 обеспечивает формирование среднеарифметического значения 0,5 (Р, +Р ; ). Этот пневматический сигнал, которому соответствует среднее значение коэффициента расхода воздуха и, , поступает в минусовую камеру 47 трехмембранного элемента 21, выходной сигнал которого подается в камеру 48 управления пневмореле 17.Если согласно технологии нагрева пневматический сигнал Р, формируемый вычислительным блоком 1 и блоком 3 холостого хода, больше среднеарифметического значения 0,5(Р + Р ), т.е. соответственно ии щфито выходной сигнал трехмембранного элемента 21 равен единичному и он, поступая в камеру 48 управления пневмореле 17, соединяет его включающее.сопло 41 с выходом, обеспечивая поступление на регулирующий блок 2 выходного сигнала пневмореле 15, причем во время паузы между импульсами генератора 20 прямоугольных импульсов на этот выход поступает пневматический сигнал Рт, а во время импульса - пневматический сигнал (2 Р -Р ), Это прит фводит к тому, что в первую половину периода колебаний происходит полное сгорание топлива, а во вторую половину регулирующим блоком 2 поддерживается такое значение коэффициента расхода воздуха, определяемое пневматическим сигналом (2 Р-Р), чтобы в среднем за период обеспечивалась величина, равная ПЕсли пневматический сигнал Р меньше среднеарифметического значения 0,5(Р +Р ), т.е. и с и то на выходе трехмембранного элемента 21 - нулевой сигнал, и к регулирующему блоку 2 подается через выключающее сопло 44 пневмореле 17 выходной сигнал пневмореле 16. При этом в первую половину периода колебаний обеспечивается сгорание топ.3лива с коэффициентом расхода воздуха, соответствующим пневматическому сигналу (2 Р -Р,;,), во вторую половину - соответствующим пневматическому сигналу Р ;, а в среднем за период осуществляется сгорание топлива с заданным по технологии коэффициентом расхода воздуха и .Таким образом, введение трех- мембранного элемента 21, третьего пятимембранного элемента 24 и третьего пневмореле 17 позволяет сжигать топливо с заданным по технологии коэффициентом расхода воздуха и, что сохраняет качество нагрева ме62245 Э 3 12 талла, Применение дополнительных постоянного 25 и переменного 26 дросселей ограничивает минимально возможное значение и коэффициента расхода воздуха, ниже которого возникает неполное выгорание образующихся сажистых частиц в нагревательной:печи н резко снижается теплоотдача, Введение первого 22, второго 23 пятимембранных элементов, первого 15, второгс 16 пневмореле и генератора 20 прямоугольных импульсов позволяет осуществить колебательный режим в нагревательной печи, что обеспечивает наибольшую теплоотдачу от сгораемого топлива и первую половину периода колебаний, и в среднем за период - сгорание топлива с заданным коэффициентом расхода воздуха иВ результате исследований выявлен оптимальный диапазон частоты генератора 20 импульсов. В общем случае период колебаний составляет 10-120 с.Предлагаемое устройство позволяет осуществлять колебания коэффициента расхода возДуха с необходимой амплитудой в любом режиме нагрева, обеспечивая сгорание топлива в первую половину периода с коэффициентом расхода воздуха, близким к значению, соответствующему максимальной температуре горения, и позволяет также ограничивать нижнюю границу значений коэффициентов расхода воздуха, за пределами которой из-за неполного выгорания образующихся сажистых частиц снижается теплоотдача от сГораемого топлива. Кроме того, устройство обеспечивает поддержание в среднем за период колебаний значения коэффициента расхода воздуха соответственно заданному по технологии, т,е. без снижения качестванагрева металла.Использование предлагаемого устройства позволяет снизить удельный расход природного газа за счет более высокой теплоотдачи от егораемого топлива при сохранении качества нагрева металла. формула изобретения Устройство для регулирования подачи топлива и йоздуха в нагревательную печь, содержащее соединенные между собой регулирующий и вы 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 числительный блоки, последний изкоторых состоит из линий сигналовдавления топлива и воздуха с постоянным и переменными дросселями и установленного на линии сброса задатчика, а также блок установки коэффициента расхода воздуха на холостом ходу печи, причем линия сигнала давления воздуха за постоянным дросселемвычислительного блока соединена срегулирующим блоком, а блок установки коэффициента расходз воздуха нахолостом ходу печи подсоединен параллельно переменному дросселю,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью экономии топлива за счетповышения теплоотдачи от сгораемоготоплива при сохранении качестванагрева металла, оно снабжено дополнительным вычислительным блокомс одним трехмембранным и тремя пятимембранными элементами, тремя пневмореле и последовательно расположенными между линиями сигнала давлениятоплива и сброса дополнительнымипостоянным и переменным дросселями,а также генератором прямоугольныхимпульсов, соединенным с камерамиуправления первого и второго нневмореле дополнительного вычислительного блока, причем линия сигнала давления топлива соединена с минусовойкамерой первого, плюсовой камеройтретьего пятимембранных элементови выключающим соплом первого пневмореле, линия сигнала давления топлива за постоянным дросселем вычислительного блока соединена с плюсовойкамерой трехмембранного и обеимиплюсовыми камерами первого и второго пятимембранных элементов, линиясигнала давления топлива за дополнительным постоянным дросселем сое-.динена с минусовой камерой второгои плюсовой камерой третьего пятимембранных элементов и включаецимсоплом второго пневмореле, линия выходного сигнала первого пятимембранного элемента. соединена с егоминусовой камерой и с включающимсоплом первого пневмореле, выход которого подсоединен к включающемусоплу третьего пневмореле, линия выходного сигнала второго пятимембранного элемента соединена с его минусовой камерой и с выключающимсоплом второго пневмореле, выход ксторого подсоединен к выключающему7 1262245 8соплу третьего пневморепе, а линия та, линия выходного сигнала которого выходного сигнала третьего пяти- подсоединена к, камере управления мембранного элемента соединена с его третьего пневмореле, соединенного обеими минусовыми камерами и с мину- своим выходом непосредственно с ресовой камерой трехмембранного элемен гулируюпим блоком. Составитель Техред В.Ка.Наумова ректоР С Шекмар едактор П.Коссе Заказ 5407/3 енного ко ретени Жи 5 Проектная,4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгор Тираж 561НИИПИ Государспо делам изо113035, Иоскв Подпитета СССРкрытийская наб