Спосіб керування газовою піччю з рухомим подом

Реферат: Спосіб керування газовою піччю з рухомим подом включає завантаження виробів у піч, їх нагрівання до заданої температури, утримання температури в печі, а також зміну об'єму виробів у печі. При зміні об'єму виробів виконують відключення клапанів пальників, їх охолодження і закриття газової заслінки, відкриття завантажувального вікна, закриття шиберної заслінки, вивантаження-завантаження та закриття завантажувального вікна, визначення тиску в мережі за повітряною заслінкою, відкриття газової заслінки з розпалюванням пальників, почергове включення пальників, їх виведення на необхідну потужність, визначення тиску в печі й налаштування кута відкриття шиберної заслінки для підтримки тиску. UA 100430 U (12) UA 100430 U UA 100430 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплового впливу на матеріали і теплоенергетики, а саме - до регулювання процесу підведення тепла в простір печі у відповідності з потребами технологічного процесу, та призначена для застосування в горизонтальних камерних печах із викотною донною частиною. Способи регулювання процесу підведення тепла, що використовуються в даний час, засновані, як правило, на принципі безперервної роботи пальників і підтримання температури у внутрішньому просторі печі. Для нагрівання і термічної обробки виробів (зокрема, злитків, виковків, готових виробів) застосовуються горизонтальні камерні печі, що мають велику садку, метал якої може відрізнятися за розмірами, а також режимам теплової обробки. При реалізації технологічних процесів обробки об'єм виробів (садки) змінюється, як правило, шляхом вивантаження частини виробів (що зазнали теплового впливу) з печі або додаткового завантаження виробів у піч. Так із рівня техніки відомий спосіб керування горизонтальною газовою піччю з викотним (рухомим) подом, упроваджений на Новокраматорському машинобудівному заводі (далі НКМЗ), при якому виконується завантаження виробів у піч, нагрівання виробів до заданої температури, утримання температури в просторі печі, а також зміна об'єму виробів у печі [Расчёт нагревательных и термических печей. Под ред. В.М. Тымчака. 1983; стр. 132-144]. При нагріванні виробів до заданої температури здійснюється: - подача повітря і газу до пальників; - послідовний розпал пальників (відповідно до керуючої програми), що включає відкриття повітряного і газового клапанів, утворення газоповітряної суміші та її займання. При зміні об'єму виробів у печі проводиться: - відкриття завантажувального вікна; - відкриття заслінки димового шибера на максимальний кут для зниження тиску у внутрішньому просторі печі до рівня атмосферного; - вивантаження виробу (виробів) із печі та/або додаткове завантаження виробу (виробів) у піч; - закриття завантажувального вікна; - повернення шиберної заслінки в робоче положення. За сукупністю суттєвих ознак описаний спосіб керування газовою піччю з рухомим подом є найбільш близьким аналогом (прототипом). Недоліками даного способу керування газовою піччю є: - безперервна робота пальників при зміні об'єму виробів у печі, яка негативно впливає на витрату енергоносія; - значні втрати теплоносія через шиберну заслінку внаслідок тяги нагрітого повітря печі через шибер, що збільшує витрати на теплову обробку виробів; - стрибкоподібне збільшення тиску у внутрішньому просторі печі при закритті завантажувального вікна, що призводить до передчасного руйнування футерівки печі; - інтенсивна робота приводу шиберної заслінки для керування надлишковим тиском, що знижує термін служби шибера. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб керування газовою піччю з рухомим подом, що забезпечує зниження витрат на теплову обробку й одночасне підвищення терміну служби печі. Ця задача вирішується за рахунок технічного результату, що полягає у зміненні режиму підведення тепла та відведення нагрітого повітря при зміні об'єму виробів у печі. Для досягнення зазначеного результату при керуванні газовою піччю виконується завантаження виробів у піч, нагрівання виробів до заданої температури, утримання температури в просторі печі, а також зміна об'єму виробів у печі з відключенням усіх пальників. При необхідності змінити об'єм виробів у печі виконуються наступні технологічні операції: - відключення клапанів подачі газу і повітря всіх пальників у печі; - встановлення повітряної заслінки на мінімальний кут, необхідний для забезпечення продування (охолодження) пальників; - закриття газової заслінки; - відкриття завантажувального вікна; - закриття шиберної заслінки; - "вивантаження-завантаження" (вивантаження та/або додаткове завантаження виробу або виробів); - закриття завантажувального вікна; - визначення фактичного тиску повітря в мережі за повітряною заслінкою (перед пальником); 1 UA 100430 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - відкриття газової заслінки і забезпечення необхідного співвідношення "повітря-газ" для стабільного розпалу пальників; - почергове включення пальників печі; - виведення пальників на необхідну потужність; - визначення тиску у внутрішньому просторі печі; - настроювання кута відкриття шиберної заслінки для підтримки необхідного тиску в печі. Відомий і заявлений способи мають такі подібні ознаки: спосіб керування газовою піччю з рухомим подом, при якому виконують завантаження виробів у піч, їх нагрівання до заданої температури, утримання температури в печі, а також зміну об'єму виробів у печі. Заявлений спосіб має наступні відмінні ознаки. При зміні об'єму виробів виконують відключення клапанів пальників, їх охолодження і закриття газової заслінки; відкриття завантажувального вікна, закриття шиберної заслінки, "вивантаження-завантаження" та закриття завантажувального вікна; визначення тиску в мережі за повітряною заслінкою, відкриття газової заслінки з розпалюванням пальників, почергове включення пальників, їх виведення на необхідну потужність, визначення тиску в печі й налаштування кута відкриття шиберної заслінки для підтримки тиску. Між відмінними ознаками корисної моделі й технічним результатом, що досягається, є причинно-наслідковий зв'язок. Завдяки відключенню пальників в режимі "вивантаження-завантаження", охолодженню пальників, закриттю шиберної заслінки, почерговому включенню пальників досягається зменшення часу та інтенсивності роботи пальників у печі, а також знижується тиск у внутрішньому просторі печі. При закритті шиберної заслінки під час режиму "вивантаження-завантаження" зменшуються втрати тепла (накопиченого футерівкою печі, виробами, середою в печі), внаслідок чого при подальшому включенні робота пальників проводиться із меншою інтенсивністю. Зменшення часу роботи пальників і подальша їх робота з меншою інтенсивністю призводить до зниження кількості спожитого енергоносія і витрат на нагрівання виробів. Зменшення перепаду тиску після завершення етапу "вивантаження-завантаження" призведе до зниження інтенсивності роботи заслінки димового шибера, що збільшує термін служби даного механізму. Плавне регулювання тиску у внутрішньому просторі печі при відсутності його різкої зміни підвищує термін служби футерівки печі. Як результат, досягається змінення режиму підведення тепла та відведення нагрітого повітря при зміні об'єму виробів у печі, а також забезпечується зниження витрат на теплову обробку і підвищується термін служби газової печі. Виключення з вищевказаної сукупності відмінних ознак хоча б однієї з них не забезпечує досягнення зазначеного технічного результату. Заявлена корисна модель є промислово застосовною - вона впроваджується в нагрівальних і термічних печах ковальсько-пресового цеху НКМЗ. На НКМЗ були проведені експериментальні дослідження змінення температури в просторі печі після "вивантаження-завантаження" виробів (зміни об'єму виробів у печі). Було встановлено, що реалізація заявленого технічного рішення забезпечує досягнення робочої температури в печі після "вивантаження-завантаження" виробів (виковків) за той же проміжок часу, що і спосіб, прийнятий як прототип, з одночасним зниженням витрати газу на 30-40 % за цей період. Суть корисної моделі більш повно розкривається за допомогою креслення, на якому зображена схема керування роботою нагрівальної печі з рухомим подом. Керування газовою піччю з рухомим подом, згідно з даним способом, здійснюють наступним чином. Виконується подача повітря магістралями 1 і 4 до пальників 12, подача газу магістралями 5 і 8 до пальників 12, послідовний розпал пальників 12 (згідно з керуючою програмою), що включає відкриття повітряного і газового клапанів пальників 12, утворення газоповітряної суміші та її займання. При необхідності змінити об'єм виробів 14 в печі виконується відключення клапанів подачі газу і повітря всіх пальників 12 в печі, встановлення повітряної заслінки 2 на мінімальний кут, необхідний для забезпечення продування пальників 12, закриття газової заслінки 6, відкриття завантажувального вікна 13 (на кресленні - переміщення уверх), закриття шиберної заслінки 9, вивантаження (завантаження) виробу (виробів) 14 та закриття завантажувального вікна 13 (на кресленні - переміщення униз). Після цього проводиться визначення фактичного тиску повітря за допомогою датчика тиску 3 в магістралі 4 за повітряною заслінкою 2 (перед пальником), відкриття газової заслінки 6 та забезпечення необхідного тиску в магістралі 8 (співвідношення "повітря-газ") за допомогою датчика тиску 7 для стабільного розпалу пальників 2 UA 100430 U 5 10 15 20 12. Далі виконується почергове включення пальників 12, їх виведення на необхідну потужність для підтримки температури за допомогою контролю датчиком температури 11, визначення тиску у внутрішньому просторі печі та настроювання кута відкриття шиберної заслінки 9 для підтримання необхідного тиску в печі за допомогою датчика тиску 10. В підсумку, за рахунок відключення пальників у режимі вивантаження-завантаження та подальшого їх розпалу згідно з заданим алгоритмом досягається змінення режиму підведення тепла та відведення нагрітого повітря при зміні об'єму виробів у печі, а також знижується собівартість нагрівання і термічної обробки виробів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб керування газовою піччю з рухомим подом, при якому виконують завантаження виробів у піч, їх нагрівання до заданої температури, утримання температури в печі, а також зміну об'єму виробів у печі, який відрізняється тим, що при зміні об'єму виробів виконують відключення клапанів пальників, їх охолодження і закриття газової заслінки, відкриття завантажувального вікна, закриття шиберної заслінки, вивантаження-завантаження та закриття завантажувального вікна, визначення тиску в мережі за повітряною заслінкою, відкриття газової заслінки з розпалюванням пальників, почергове включення пальників, їх виведення на необхідну потужність, визначення тиску в печі й налаштування кута відкриття шиберної заслінки для підтримки тиску. 3 UA 100430 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4