Спосіб управління тепловим режимом багатозонних нагрівальних печей

Спосіб управління тепловим режимом нагрівальних печей, опалюваних змішаним газом, що включає зміну теплоти згоряння палива в залежності від теплового навантаження, який відрізняється тим, що теплоту згоряння палива підтримують на мінімальному рівні, що забезпечує подачу максимальної витрати газу хоча б на один із споживачів чи на одну із зон печі при достатній подачі тепла на ІНШІ споживачі (опалювальні зони) 9/00 G06F 5/00/ 1974 БИ №43] ВІДПОВІДНО ДО якого теплоту згоряння паливної суміші змінюють у залежності від витрати газу, що змішується Ознака, яка збігається з істотною ознакою винаходу, що заявляється зміна теплоти згоряння паливної суміші в залежності від зміни витрати газу Зі збільшенням витрати газу теплота згоряння палива зростає, зі зменшенням знижується Однак, загальна витрата газу і, ВІДПОВІДНО, задана теплота його згоряння, однозначно не гарантують забезпечення необхідного теплового режиму в кожній опалювальній зоні печі (або в кожній печі з групи печей, що обслуговуються однією змішувальною станцією) Так, при зниженні продуктивності декількох печей і форсованому режимі роботи однієї з них, на які паливо поступає від однієї змішувальної станції, загальна витрата палива буде зменшуватися і, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, буде зменшуватися калорійність паливної суміші При цьому, для печі, що працює з форсованим тепловим режимом, таке паливо вже не забезпечить необхідної теплової потужності (через можливі обмеження з пропускної здатності пальників, або через зниження калориметричної температури горіння палива) і продуктивність її буде знижуватися (О 00 ю ю При роботі всіх печей на середній тепловій потужності, яку можливо було б забезпечити більшою витратою біднішого палива, буде необгрунтовано завищена частка висококалорійного газу в суміші, що призведе до його перевитрати, оскільки, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, теплота згоряння газової суміші зі збільшенням витрати палива повинна зростати В основу винаходу поставлено задачу нагрівання металу з мінімальною витратою висококалорійного палива (природного чи коксового газу) у печах із багатозонним опаленням чи у групі печей, шо мають одну змішувальну станцію Поставлена задача досягається тим, що теплоту згоряння суміші газів підтримують на мінімально можливому рівні, що забезпечує подачу хоча б на один зі споживачів максимальної для нього КІЛЬКОСТІ палива, чи максимального рівня іншого параметра, що обмежує збільшення теплової потужності, наприклад, пропускної здатності пальників, витрати повітря, виходу продуктів згоряння (тяги димаря), рівня температур тощо Спосіб реалізується таким чином При низьких теплових навантаженнях на всіх споживачах використовується паливна суміш із низькою калорійністю При збільшенні теплового навантаження на одному чи декількох споживачах витрати палива будуть зростати Коли витрата палива хоча б на одному зі споживачів досягне верхньої межі і буде обмежуватися, наприклад, пропускною здатністю його пальників, а теплове навантаження його буде збільшуватися, ВІДПОВІДНО збільшують теплоту згоряння паливної суміші за рахунок збільшення частки висококалорійного палива (природного чи коксового газу), забезпечуючи роботу цього споживача на максимальній витраті газу Якщо надалі теплове навантаження на іншому споживачі зросте так, що при цій теплоті згоряння витрата палива в ньому досягне верхньої межі і стане необхідним збільшення його теплової потужності, то теплоту згоряння палива знову 55286 збільшують до необхідних меж При цьому витрати палива на інших споживачах, якщо їхня теплова потужність залишається без зміни, буде зменшуватися Зниження теплоти згоряння паливної суміші відбувається в тому випадку, коли споживач, на якому в даний момент була максимальна витрата палива, знижує своє теплове навантаження Відомо, ЩО зниження калорійності палива, за інших рівних умов, спричиняє зниження вигару металу, тому додатковим позитивним ефектом запропонованого способу управління тепловим режимом, окрім економії дорогого природного газу, є зменшення втрат металу в окалину Істотною ознакою, що відрізняє запропоноване рішення від прототипу, є те, що управління теплотою згоряння палива для групи споживачів увесь час здійснюється споживачем, у якого на даний момент часу витрата палива максимальна, тобто теплота згоряння палива визначається споживачем, що має в даний момент найбільшу для себе теплову потужність ПОСЛІДОВНІСТЬ ДІЙ при реалізації запропонованого способу розглянемо на прикладі управління тепловим режимом методичної печі з двома зонами опалення За зміною подачі палива в зони опалення печі стежить система автоматичного управління цих зон у залежності від теплового навантаження, обумовленого продуктивністю печі й рівнем температур у зонах При реалізації запропонованого способу витрати палива на першу і другу зони є провідними параметрами, що визначають необхідну теплоту згоряння палива Припустимо, що максимальне споживання палива в першій зоні складає 2000м3/г у другій - 5000м3/г Як паливо використовується природ нодоменна суміш перемінного складу з теплотою згоряння від 6 28 до 15 56МДж/м3 Для простоти приймаємо, що коефіцієнт використання палива дорівнює 1 для обох зон Режими роботи двозонної методичної печі при різному тепловому навантаженні зон представлені в таблиці та на фігурах 1, 2, З Таблиця Режими роботи методичної печі Перша зона Друга зона Теплота згоряння Час роботи, г Теплова потужність Витрата газу, Теплова потужність, Витрата газу, палива, МДж/м 3 3 3 кВт кВт м /г мг 1 1745 1000 5234 3000 6 28 2 3489 2000 5234 3000 6 28 3 4885 2000 5234 2140 8 79 4 4885 2000 11375 5000 8 79 5 4885 1400 17445 5000 12 56 6 6978 2000 17445 5000 12 56 7 6978 2000 10467 3000 12 56 8 4885 2000 10467 4290 8 79 9 3489 2000 5234 3000 6 28 10 1745 1000 5234 3000 6 28 Протягом першої години піч працювала на природнодоменній суміші з теплотою згоряння 6 28МДж/м , теплова потужність першої зони 1745кВт витрата газу 1000м3/г, теплова потужність другої зони 5234кВт витрата газу 3000 3 м /г Друга година роботи Теплова потужність першої зони підвищилася до 3489кВт витрата газу 3 підвищилась до 2000м /г, теплова потужність другої зони й витрата газу залишилися без змін Теплота згоряння палива не змінилася, тому що витрати газу в зонах не перевищили максимального рівня Третя година роботи Теплова потужність першої зони підвищилася до 4885кВт Оскільки витрата газу була максимальною і складала 2000 м /г, то для забезпечення заданої теплової потужності зони теплоту згоряння палива 3 збільшили до 8 79МДж/м Це спричинило зниження витрати газу в другій зоні до 2140 м7г тому що теплове навантаження на зону не змінилося (5234кВт) Четверта година роботи Теплова потужність 3 першої зони не змінилася (витрата газу 2000м /г) Теплова потужність другої зони збільшилася до 11375кВт, що призвело до збільшення витрати газу в цій зоні до максимального значення 3 5000м /г Оскільки витрати газу в першій і другій зонах не перевищили граничних значень, то і теплота згоряння палива не змінилася П'ята година роботи Теплове навантаження на другу зону зросло до 17445кВт Це призвело до збільшення теплоти згоряння палива до 12 56МДж/м3 за рахунок збільшення частки природного газу в суміші через те, що витрата газу для цієї зони була вже максимальною У свою чергу, через те, що теплова потужність першої зони не змінювалася (4885кВт), а теплота згоряння палива збільшилася до 12 56МДж/м3, витрата газу в першій зоні зменшилась до 1400м3/г Шоста година роботи Збільшилося теплове навантаження на першу зону до 6978кВт Це призвело до збільшення витрати газу до максимального рівня 2000м3/г Оскільки теплове навантаження на другу зону (17445кВт) і теплота 55286 згоряння палива (12 56МДж/м ) не змінилися, то і витрата палива на другу зону залишилась 3 колишньою (5000м /г) Сьома година роботи Теплове навантаження на другу зону знизилося до 10467кВт що 3 спричинило зниження витрати палива до 3000м /г 3 теплота згоряння палива (12 56МДж/м не змінилася, тому що не змінилося теплове навантаження на першу зону, де витрата газу 3 підтримувалася на максимальному рівні (2000м /г) Восьма година роботи Теплове навантаження на першу зону знизилося до 4885кВт, витрата газу 3 підтримується на максимальному рівні 2000м /г за рахунок зниження теплоти згоряння палива до 3 8 79МДж/м (тобто за рахунок зменшення частки природного газу в суміші) Оскільки теплове навантаження на другу зону в цей час не змінювалося (10467кВт), то витрата палива 3 збільшилася до 4290м /г Дев'ята година роботи Теплове навантаження на першу зону зменшилося до 3489кВт, а на другу - до 5234кВт витрата газу в першій зоні 3 підтримується на максимальном) рівні 2000м /г за рахунок зниження теплоти згоряння палива до 6 28МДж/м3, а витрата газу на другу зону продовжує зменшуватися до 3000м3/г Десята година роботи Теплове навантаження на першу зону знизилося до 1745кВт і витрата газу зменшилася до 1000м3/г а витрата газу на другу зону не змінилася (3000м3/г), тому що не змінилося теплове навантаження на цю зону 5234кВт Теплота згоряння палива не змінюється, тому що в жодній із зон витрата газу не досягла максимального значення Сутність винаходу, що заявляється, не випливає явно для фахівця з відомого рівня техніки Тільки наявність відмітної ознаки винаходу дозволяє одержати новий технічний результат Передбачуваний винахід відповідає критеріям «винахідницький рівень» та «промислова застосовність» 1210 44 5 6 Часройящг 10 55286 Фіг. 1 5000 4000 . . . . . t ш т * 20М 1000 0 • 0 1 4 5 6 10 Час роботи, а ФІГ. 2 " ** ' 15080 • 12000 і т вії 9000 0 • 4 5 6 Час рвбтя, г 10 ФІГ. З Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24