Імпульсний об`ємно-регенеративний спосіб спалювання палива

Імпульсний об'ємно-регенеративний спосіб спалювання палива, що включає подачу палива та підігрітого в регенераторах з високорозвиненою поверхнею теплообміну повітря, що йдуть на горіння в стехіометричному співвідношенні або при 3 простір через димові вікна, попередньо віддаючи теплоту матеріалу, що нагрівається. Повітря та паливо подають із динамічними й геометричними параметрами, що забезпечують таку швидкість перемішування компонентів горіння, при якій фізичний недопал палива на виході димових газів з робочого простору складає 0,1-5%. При цьому повне спалювання палива здійснюють до виходу з регенераторів. Недоліком прототипу є те, що, об'ємнорегенеративний спосіб спалювання палива неможливо застосувати в регенеративної нагрівальної печі в умовах зниження рівня максимальної теплової потужності, наприклад при режимі tпіч=const, так як він переходе в факельне спалювання палива. Це пов'язане з тим, що при незмінної площі поверхні газового сопла та каналів для підведення підігрітого в регенераторах повітря для горіння в піч, при зниженні максимальної теплової потужності зменшується витрата реагентів спалювання та їх швидкість витоку. Це порушує газодинамічні характеристики струменів палива та повітря. Довжина путі перемішування палива та повітря суттєво скорочується, що обумовлює виникнення короткого в'ялого факелу. Такі ж самі чинники обмежують застосування об'ємно-регенеративного способу спалювання палива при необхідності роботи пальників в широкому діапазоні регулювання. В основу корисної моделі поставлена задача: забезпечити можливість широких меж регулювання теплової потужності регенеративної нагрівальної печі завдяки застосуванню імпульсного об'ємно-регенеративного способу спалювання палива. Це дозволить в період витримки знизити питомий вихід оксидів азоту в атмосферу внаслідок усунення зон максимальної температури вогнища горіння, підвищити ефективність роботи об'ємнорегенеративної системи опалення. Поставлена задача вирішується тим, що згідно з корисною моделлю, регулювання теплової потужності здійснюється шляхом періодичного вимкнення ("пауза") та вмикання ("імпульс") пальників, при цьому кількісні, геометричні параметри та динамічні характеристики потоків палива та повітря визначаються із умов досягнення об'ємнорегенеративного способу спалювання палива, а зміна теплової потужності печі здійснюється шляхом тривалості "пауз", під час яких відбувається реверс пічних газів регенеративної системи опалення. При імпульсному об'ємно-регенеративному способі спалювання палива, який включає подачу палива та підігрітого в регенераторах з високорозвиненою поверхнею теплообміну повітря, що йдуть на горіння в стехіометричному співвідношенні, або при коефіцієнті витрати повітря більше одиниці тривалість пауз та імпульсів подачі палива та повітря в робочий простір печі визначається на основі динамічних температурних характеристик об'єкту. Вимірювання температури в робочому просторі печі здійснюється за загальноприйнятою методикою в місцях, визначених згідно з проектною документацією нагрівальної печі. Суть імпульсного об'ємно-регенеративного способу спалювання палива полягає в наступно 46018 4 му. При максимальній тепловій потужності печі визначаються кількісні, геометричні параметри та динамічні характеристики потоків палива та повітря у газових соплах і каналах для підведення повітря при яких досягається об'ємно-регенеративний спосіб спалювання палива в об'ємі робочого простору регенеративної нагрівальної печі. Регулювання теплової потужності пальників здійснюється шляхом тимчасового вимкнення ("пауза") та вмикання ("імпульс") пальників. При цьому тривалість пауз та імпульсів залежить від необхідної теплової потужності та визначається на основі розрахунків динаміки зміни температури робочого простору печі за допомогою контролера керування технологічним процесом. В момент роботи пальників в режимі "імпульс" вони працюють на максимальної теплової потужності - з максимальною витратою палива та повітря. В час "паузи" теплова потужність пальників (витрата повітря та палива в ньому) дорівнює нулю, проводиться перекидання клапанів регенеративної системи опалення. Таким чином, в разі необхідності зниження теплової потужності печі, тривалість "пауз" зростає, при цьому час перекидання клапанів регенеративної системи опалення, яке здійснюється протягом "паузи", визначається досягненням одного з трьох факторів: закінчення часу "імпульсу"; досягнення контрольної температури теплоносія під насадкою регенераторів; закінчення заданого часу між перекиданням клапанів. Рівномірне температурне поле в робочому просторі регенеративної нагрівальної печі, що утворюється у результаті імпульсного об'ємнорегенеративного способу спалювання палива, поряд з періодичною зміною напрямку траєкторії руху димових газів визначають рівномірність нагрівання злитків, як по висоті, так і по довжині робочого простору. Також відсутність високотемпературних зон горіння при зниженні загальної теплової потужності печі, при імпульсному об'ємно-регенеративному способі спалювання палива приводить до зниження кількості оксидів азоту, що утворилися в процесі горіння, на 5-10%. Факти про наявність нового імпульсного об'ємно-регенеративного способу спалювання палива, який відрізняється тим, що регулювання теплової потужності пальників здійснюється шляхом тимчасового вимкнення ("пауза") та вмикання ("імпульс") пальників, при цьому кількісні, геометричні параметри та динамічні характеристики потоків палива та повітря визначаються із умов досягнення об'ємно-регенеративного способу спалювання палива в об'ємі робочого простору регенеративної нагрівальної печі в умовах її максимальної теплової потужності, а зниження теплової потужності печі здійснюється шляхом зростання "пауз", під час яких пальники не працюють, а здійснюється перекидання клапанів регенеративної системи опалення і не виявлення інших відмінних ознак у попередній техніці служать підставою для виводу про відповідність технічного рішення, що заявляється, критеріям новизни. Запропонований імпульсний об'ємнорегенеративний спосіб спалювання палива в нагрівальної печі викладений нижче. Максимальна 5 46018 температура печі досягається шляхом опалення нагрівальної печі пальниками, які працюють на максимальної теплової потужності - з максимальними витратами палива та повітря. Перекидання системи клапанів, яке змінює напрям руху димових газів та включає та відключає пальники здійснюється із умов досягнення заданої температури під насадкою регенератора, або за максимальним фіксованим часом. При необхідності зниження теплової потужності перемикання регенеративної системи опалення здійснюється за сигналом контролера, який визначає тривалість роботи пальників ("імпульс") та час перекидання при якому пальники не працюють ("пауза") на основі розрахунків заданої динаміки зміни температури робочого простору печі. Якщо температура під насадкою регенераторів досягає заданого значення, або минає заданий максимальний фіксований час раніше чим закінчується час "імпульсу", проходить Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 примусове перекидання клапанів. При цьому час "паузи" (час перекидання) дорівнюю розрахованому контролером значення. Час "імпульсу" та "паузи" контролер розраховує після кожного здійсненого перекидання системи клапанів регенеративної нагрівальної печі. Застосування заходів, представлених у заявці в порівнянні із прототипом дозволяє поліпшити наступні показники: - збільшити рівномірність нагрівання металу на 5-10%, як по висоті, так і по довжині робочого простору регенеративної нагрівальної печі, завдяки здійснення імпульсного об'ємно-регенеративного способу спалювання палива та реверсу пічних газів; - знизити питомий вихід оксидів азоту в атмосферу на 5-10%, внаслідок відсутності високотемпературних зон в період зниження теплової потужності регенеративної нагрівальної печі. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601