Система регулювання тяги в димових каналах печей

Реферат: Система регулювання тяги в димових каналах печей, що включає димову трубу, сполучену з димовими каналами печей, і повітропровід, в якому розміщена шиберна заслінка, пов'язана за допомогою механічної тяги з виконавчим механізмом. При цьому вона оснащена автоматизованою системою керування та пов'язаним із нею датчиком тяги, встановленим на димовій трубі нижче шиберної заслінки, при цьому повітропровід виконаний у нижній частині димової труби у вигляді технологічного отвору для подачі атмосферного повітря. UA 104064 U (12) UA 104064 U UA 104064 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до енергозбереження в теплоенергетиці та може бути використана в системах димовидалення промислових газових печей. У відомих системах димовидалення з робочого простору промислових газових печей здійснюється за допомогою димових каналів і джерела тяги - димової труби [Васильєв А.В., Энно И.К. Автоматизация пламенных печей в машиностроении. М.: Металлургия, 1970, С. 188191]. В таких системах, як правило, використовується одна димова труба для видалення продуктів згоряння від декількох промислових печей. Параметри димової труби (висота та діаметр гирла) розраховані таким чином, щоб відвести максимальну кількість продуктів згоряння від усіх з'єднаних із нею печей, тому в робочих умовах, коли в роботі одна з декількох печей або їх режими роботи нижче максимальних, димова труба створює надлишок тяги. Для регулювання тяги в димових каналах біля кожної печі є металеві шибери, на які впливають продукти згоряння, що видаляються, з високою температурою (до 900 °C), що призводить до їх інтенсивного прогару, викривлення і, як наслідок, відсутності герметичності. У результаті надлишку тяги, створюваної димовою трубою та відсутності герметичності димових шиберів, із робочого простору печей втрачається значна частина теплової енергії від спалювання природного газу. З рівня техніки відомий пристрій для регулювання тяги в системах димовидалення печей (аеродинамічний шибер), що застосовується в системах димовидалення термічних печей (зокрема, №№ 2, 4, 5, 6, 7) Новокраматорського машинобудівного заводу (далі - НКМЗ). Пристрій для регулювання тяги встановлюється в димовому каналі печі й усуває надлишок тяги й нещільність шибера шляхом примусової подачі вентиляторного повітря в димовий канал. Недоліками цього пристрою є випадки потрапляння в робочий простір печі холодного вентиляторного повітря через димовий канал печі при зниженні тяги в загальному димовому каналі та щільному закритті димового шибера, що збільшує споживання природного газу піччю та електричної енергії при подачі вентиляторного повітря в димовий канал печі. Відомий також пристрій для регулювання тяги в газоході, що містить шибер, з'єднаний за допомогою механічних тяг з електродвигуном, при цьому газохід має встановлений під кутом до його осі та сполучений із атмосферою повітропровід, в якому розміщений шибер [UA № 18514, F23N 3/00, Бюл. № 6, 25.12.1997]. Пристрій для регулювання тяги встановлюється в димовому каналі безпосередньо біля печі та усуває надлишок тяги шляхом часткової розгерметизації димового каналу та його заповнення атмосферним повітрям. Дана конструкція пристрою застосовується в системі димовидалення нагрівальної печі № 20 НКМЗ, де як аерошибери використані заслінки для розбавлення продуктів згоряння атмосферним повітрям, встановлені перед рекуператором. За сукупністю суттєвих ознак описана система (пристрій) регулювання тяги є найбільш близьким аналогом. Недоліком даної системи є охолодження димових каналів від печі до труби, що призводить до втрати необхідної тяги на всіх печах, які сполучені з димовою трубою та збільшення витрати природного газу на подальше розігрівання системи димовидалення. В основу корисної моделі поставлена задача - створити систему регулювання тяги в димових каналах печей, що забезпечує мінімізацію втрат теплової енергії та витрат на термічне нагрівання. Ця задача вирішується за рахунок технічного результату, що полягає в забезпеченні заданого значення розрідження біля основи димової труби та виключення охолодження димових каналів печей. Для досягнення технічного результату система регулювання тяги в димових каналах печей включає такі ознаки: - димова труба; - димова труба сполучена з димовими каналами печей (газоходами); - у нижній частині основи димової труби виконаний технологічний отвір для подачі атмосферного повітря (повітропровід); - виконавчий механізм, що включає електричний двигун із редуктором; - шиберна заслінка (шибер); - шиберна заслінка розташована в технологічному отворі димової труби; - шиберна заслінка пов'язана за допомогою механічної тяги з виконавчим механізмом; - датчик виміру величини розрідження (датчик тяги); - датчик вимірювання температури відхідних газів (термопара); - датчик тяги та термопара встановлені на димовій трубі нижче шиберної заслінки. 1 UA 104064 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Площа перерізу технологічного отвору (каналу) в димовій трубі визначається дослідноекспериментальним шляхом із умови надходження необхідного обсягу атмосферного повітря для усунення надлишкової тяги. Так для димової труби висотою Η=120 м і діаметром гирла 5 м, 2 площа перерізу отвору склала 3 м . Змонтовані на димовій трубі датчики та виконавчий механізм з'єднані з автоматизованою системою керування (далі - АСК), яка здійснює автоматичне утримання заданої величини розрідження біля основи димової труби та архівацію основних технологічних параметрів димової труби (розрідження і температура). Заявлена і відома системи регулювання тяги мають такі подібні ознаки: система регулювання тяги в димових каналах печей, що включає димову трубу, сполучену з димовими каналами печей, і повітропровід, в якому розміщена шиберна заслінка, пов'язана за допомогою механічної тяги з виконавчим механізмом. Заявлена система має наступні відмітні ознаки: система регулювання тяги оснащена автоматизованою системою керування та пов'язаним із нею датчиком тяги, встановленим на димовій трубі нижче шиберної заслінки, при цьому повітропровід виконаний у нижній частині димової труби у вигляді технологічного отвору для подачі атмосферного повітря. Для роботи системи в ручному режимі вона може бути виконана з термопарою, встановленою на димовій трубі нижче шиберної заслінки. Між відмітними ознаками корисної моделі та технічним результатом, що досягається, є причинно-наслідковий зв'язок. Виконання повітропроводу у вигляді технологічного отвору в нижній частині основи димової труби дозволяє знизити тягу шляхом з'єднання димової труби з атмосферою. Розташування шиберної заслінки в технологічному отворі димової труби забезпечує регулювання (дозування) кількості атмосферного повітря, що підсмоктується в димову трубу, і, тим самим, регулювання величини розрідження біля основи димової труби. Наявність датчика тяги дозволяє контролювати задане значення розрідження біля основи димової труби. З'єднання системи з АСК забезпечує автоматичне регулювання заданого значення розрідження і температури біля основи димової труби з відображенням графіків і динаміки величин розрідження і температури біля основи димової труби, а також кута повороту шиберної заслінки. Все це забезпечує досягнення заданого значення розрідження біля основи димової труби з виключенням охолодження димових каналів, що йдуть від печей до димової труби, холодним атмосферним повітрям. Наявність датчика вимірювання температури відхідних газів дозволяє контролювати заданий температурний режим димової труби в ручному режимі. Виключення з вищевказаної сукупності відмітних ознак хоча б однієї з них не забезпечує досягнення зазначеного технічного результату. Корисна модель є промислово застосовною - розроблена технічна документація заявленої системи. Система регулювання тяги підключена до існуючого контролера термічної печі № 3, отвір для повітропроводу виконано в цегельній кладці залізобетонної димової труби. Заявлене технічне рішення не відоме з рівня техніки, тому є новим. Суть корисної моделі більш повно розкривається за допомогою креслення, де зображена схема системи регулювання тяги в димових каналах печей. Димова труба 1 сполучена з димовими каналами 2 печей 3, у повітропроводі розміщена шиберна заслінка 4, пов'язана за допомогою механічної тяги 5 з виконавчим механізмом 6. Система регулювання тяги забезпечена АСК 7 та пов'язаним із нею датчиком тяги 8, встановленим на димовій трубі 1 нижче шиберної заслінки 4. Повітропровід виконаний у нижній частині основи димової труби 1 у вигляді технологічного отвору 9 для подачі атмосферного повітря. Для роботи системи в ручному режимі вона може бути виконана з термопарою 10, встановленою на димовій трубі 1 нижче шиберної заслінки 4. Система регулювання тяги в димових каналах печей працює наступним чином. Оператор задає необхідне значення розрідження біля основи димової труби 1, яке порівнюється АСК 7 зі значенням виміряного розрідження датчиком 8. Якщо значення розрідження, виміряне датчиком 8, нижче заданого - АСК 7 подає сигнал на виконавчий механізм 6, який механічною тягою 5 відкриває шиберну заслінку 4, утворюючи зв'язок димової труби 1 за допомогою технологічного отвору 9 з атмосферним повітрям. Атмосферне повітря надходить в димову трубу 1 пропорційно куту відкриття шиберної заслінки 4, при цьому кількість вихідних газів збільшується і тяга в димовій трубі 1 знижується. Якщо значення розрідження, виміряне датчиком тяги 8, 2 UA 104064 U 5 вище заданого, то відбувається зворотний процес. Таким чином, шиберна заслінка 4 може займати проміжне положення, утримуючи задану величину розрідження біля основи димової труби 1 і в димових каналах 2 печей 3. Термопара 10 використовується як інформаційний датчик, за яким можливо здійснювати регулювання тяги в димовій трубі 1 в ручному режимі та контролювати її температурний режим. У підсумку, реалізація конструктивних рішень корисної моделі за рахунок досягнення необхідного значення розрідження біля основи димової труби та виключення охолодження димових каналів печей забезпечує мінімізацію втрат теплової енергії та зниження собівартості термічного нагріву виробів. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 1. Система регулювання тяги в димових каналах печей, що включає димову трубу, сполучену з димовими каналами печей, і повітропровід, в якому розміщена шиберна заслінка, пов'язана за допомогою механічної тяги з виконавчим механізмом, яка відрізняється тим, що вона оснащена автоматизованою системою керування та пов'язаним із нею датчиком тяги, встановленим на димовій трубі нижче шиберної заслінки, при цьому повітропровід виконаний у нижній частині димової труби у вигляді технологічного отвору для подачі атмосферного повітря. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що вона оснащена термопарою, встановленою на димовій трубі нижче шиберної заслінки. 3 UA 104064 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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