Спосіб керування промисловою газовою піччю

Реферат: Спосіб керування промисловою газовою піччю, при якому виконують подачу енергоносіїв до пальників і регулювання підведення тепла, що включає визначення зони печі із мінімальною температурою, величини відхилення фактичних температур у зонах від заданої та часу роботи пальників у кожній зоні. При регулюванні підведення тепла виконують покрокове регулювання повітряної заслінки з умови одночасної роботи принаймні одного пальника та забезпечення необхідного тиску повітря в мережі за заслінкою, регулювання газової заслінки із забезпеченням необхідного співвідношення "повітря-газ", а також послідовне виключеннявключення пальників із умови одночасної роботи принаймні одного пальника. UA 94638 U (12) UA 94638 U UA 94638 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплоенергетики, а саме - до регулювання процесу підведення тепла в простір промислової печі у відповідності із потребами технологічного процесу, та призначена для застосування, зокрема в шахтних і подових печах. Використовувані в даний час способи регулювання процесу підведення тепла засновані, як правило, на принципі керування одним параметром - частотою включення пальників в імпульсному режимі горіння. При цьому при регулюванні підведення тепла в сучасних системах використовується програмне керування за допомогою електричних засобів. Так із рівня техніки відомий спосіб керування промисловою газовою піччю, впроваджений на Новокраматорському машинобудівному заводі (далі - НКМЗ), при якому виконується подача енергоносіїв до пальників, регулювання підведення тепла із модуляцією частоти увімкнення пальників в імпульсному режимі, перехід в аналоговий режим роботи пальників у зоні печі із мінімальною температурою, перехід в імпульсний режим роботи пальників у зоні печі із мінімальною температурою, а також перемінна робота пальників в імпульсному-аналоговому режимах [Термическая печь XXI века - конструкция и управление. Лисиенко В.Г., Маликов Ю.К., Медведев И.Ю., Маликов Г.К., Сурганов К.А., Титаев А.А., 2006 г.; http://www.uba66.ru/info/article.htm]. При подачі енергоносіїв до пальників здійснюється: подача повітря до повітряної заслінки; подача газу до газової заслінки; відкриття повітряної заслінки із забезпеченням мінімально необхідного тиску повітря для розпалювання пальників; визначення фактичного тиску повітря в мережі за повітряною заслінкою; відкриття газової заслінки із забезпеченням мінімально необхідного співвідношення "повітря-газ" для стабільного розпалювання пальників. При регулюванні підведення тепла з модуляцією частоти увімкнення пальників в імпульсному режимі здійснюється: позонне визначення фактичної температури печі; розрахунок відхилення фактичних температур у зонах від заданої; розрахунок часу роботи пальників у кожній зоні; послідовне розпалювання пальників, що включає відкриття повітряного та газового клапанів, утворення газоповітряної суміші та запалення суміші; послідовне вимикання-вмикання пальників із умови забезпечення мінімізації відхилень фактичних температур у зонах від заданої; визначення зони печі із мінімальною температурою. При досягненні максимального часу роботи пальників у зоні із мінімальною температурою пальники переходять в аналоговий режим роботи. При цьому здійснюється: безперервна робота пальників у зоні із мінімальною температурою; розрахунок величини необхідного тиску повітря для забезпечення заданої температури печі залежно від величини відхилення фактичної температури в зоні від заданої; відкриття-закриття повітряної заслінки з умови забезпечення необхідного тиску повітря в мережі за заслінкою; відкриття-закриття газової заслінки із забезпеченням необхідного співвідношення "повітрягаз". При досягненні й утриманні мінімального тиску повітря в мережі за заслінкою здійснюється перехід в імпульсний режим роботи пальників у зоні із мінімальною температурою, після чого здійснюється перемінна робота пальників в імпульсному-аналоговому режимах. За сукупністю суттєвих ознак описаний спосіб керування промисловою газовою піччю є найбільш близьким аналогом (прототипом). Недоліками даного способу керування піччю є: можливість регулювання процесу підведення тепла в імпульсному режимі горіння лише за одним параметром - частотою включення пальників, що не забезпечує заданої точності параметрів нагрівання; низька точність регулювання процесу підведення тепла, що не гарантує досягнення якісних показників нагрівання; ймовірність виникнення значних перепадів тиску газу в мережі за заслінкою (більше 50 %), що не забезпечує вимог до безпеки печі; високі вимоги до змін тиску газу та повітря в магістралях, що ускладнює реалізацію системи керування; складність конструкції системи реалізації способу, що знижує його надійність; 1 UA 94638 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 високі витрати на полум'яний нагрів і термічну обробку в цілому, пов'язані із підвищеною витратою газу. В основу корисної моделі поставлена задача - створити спосіб керування промисловою газовою піччю, що дозволяє підвищити якість нагрівання виробів із одночасним забезпеченням безпеки робіт і зниженням витрат на термічну обробку. Поставлена задача вирішується за рахунок технічного результату, що полягає в підвищенні точності регулювання процесу підведення тепла. Для досягнення зазначеного результату при керуванні промисловою газовою піччю виконується подача енергоносіїв до пальників і регулювання підведення тепла із модуляцією частоти включення пальників. При подачі енергоносіїв до пальників здійснюється: подача повітря (магістрального тиску) до повітряної заслінки; подача газу (магістрального тиску) до газової заслінки; відкриття повітряної заслінки із забезпеченням мінімально необхідного тиску повітря для розпалювання пальників (не менше 0,3 кПа); визначення фактичного тиску повітря в мережі за заслінкою; відкриття газової заслінки із забезпеченням мінімально необхідного співвідношення "повітря-газ" для стабільного розпалювання пальників. При регулюванні підведення тепла із модуляцією частоти включення пальників виконується: позонне визначення фактичної температури печі; визначення зони печі із мінімальною температурою (найбільш навантаженої зони); визначення (розрахунок) відхилення фактичних температур у зонах від заданої; визначення (розрахунок) часу роботи пальників у кожній зоні (в залежності від величин відхилення температур); послідовне розпалювання (включення) пальників, що включає відкриття повітряного та газового клапанів, утворення газоповітряної суміші та запалення суміші; покрокове регулювання (відкриття-закриття) повітряної заслінки з умови одночасної роботи принаймні одного пальника та забезпечення необхідного тиску повітря в мережі за заслінкою; регулювання (відкриття-закриття) газової заслінки із забезпеченням необхідного співвідношення "повітря-газ"; послідовне виключення-включення пальників із умови одночасної роботи принаймні одного пальника. Відомий і заявлений способи мають наступні подібні ознаки: спосіб керування промисловою газовою піччю, при якому виконують подачу енергоносіїв до пальників і регулювання підведення тепла, що включає визначення зони печі із мінімальною температурою, величини відхилення фактичних температур у зонах від заданої та часу роботи пальників у кожній зоні. Заявлений спосіб має такі відмінні ознаки: при регулюванні підведення тепла виконують покрокове регулювання повітряної заслінки з умови одночасної роботи принаймні одного пальника та забезпечення необхідного тиску повітря в мережі за заслінкою, регулювання газової заслінки із забезпеченням необхідного співвідношення "повітря-газ", а також послідовне виключення-включення пальників із умови одночасної роботи принаймні одного пальника. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом є. Завдяки виконанню покрокового регулювання повітряної заслінки з умови одночасної роботи принаймні одного пальника та забезпечення необхідного тиску повітря в мережі за заслінкою, регулюванню газової заслінки із забезпеченням необхідного співвідношення "повітря-газ", а також послідовного виключення-включення пальників із умови одночасної роботи принаймні одного пальника забезпечується регулювання підведення тепла в імпульсному режимі горіння із зміною двох параметрів - тиску енергоносіїв в мережі за заслінками та частоти увімкнення пальників, в результаті чого досягається підвищення точності регулювання процесу підведення тепла. При постійній роботі пальників в імпульсному режимі відбувається перемішування повітряних мас в просторі печі та більш рівномірне прогрівання заготовки (виробу) по всій довжині. Більш точне регулювання процесу підведення тепла підвищує точність ведення температурного режиму та, в підсумку, якість нагрівання виробів із отриманням заданих механічних властивостей. Завдяки одночасній роботі щонайменше одного пальника та регулюванню газової заслінки мінімізуються перепади тиску газу в мережі за заслінкою та гарантується безпека робіт. За рахунок покрокового регулювання повітряної заслінки оптимізується кількість тепла, яке подається в простір печі, що дозволяє зменшити витрату газу та витрати на термічну обробку. 2 UA 94638 U 5 10 15 20 25 Виключення із вищевказаної сукупності відмітних ознак хоча б однієї не забезпечує досягнення технічного результату. Технічне рішення, що заявлене, не відоме з рівня техніки, тому є новим. Заявлена корисна модель промислово застосовна - вона впроваджується в шахтних печах ковальсько-пресового цеху НКМЗ. Суть корисної моделі більш повно розкривається за допомогою креслення, на якому зображена схема керування роботою шахтної печі із декількома робочими зонами. Керування піччю, згідно з даним способом, здійснюють наступним чином. Виконують подачу повітря повітряною магістраллю 1 до повітряної заслінки 2, подачу газу газовою магістраллю 3 до газової заслінки 4 і відкриття повітряної заслінки 2 із забезпеченням мінімально необхідного тиску повітря для розпалювання пальників 11. Визначають фактичний тиск повітря в мережі 5 за повітряною заслінкою 2 за допомогою датчика тиску 6, розраховують необхідній тиск газу в мережі 7, порівнюють його із фактичним тиском, згідно з датчиком тиску 8, і відкривають або закривають газову заслінку 4 із забезпеченням мінімально необхідного співвідношення "повітря-газ" для стабільного розпалювання пальників 11. Визначають фактичну температуру печі в кожній зоні 9 за допомогою датчиків температури 10. Визначають зону 9 печі із мінімальною температурою, яка є найбільш навантаженою зоною. Розраховують відхилення фактичних температур у зонах 9 від заданої та час роботи пальників 11 у кожній зоні в залежності від величин відхилення температур. Виконують послідовне розпалювання пальників 11, покрокове регулювання (відкриття-закриття) повітряної заслінки 2 з умови одночасної роботи принаймні одного пальника 11 і забезпечення необхідного тиску повітря в мережі 5 за повітряною заслінкою 2. Після цього проводять регулювання газової заслінки 4 із забезпеченням необхідного співвідношення "повітря-газ" і послідовне вимиканнявмикання пальників 11 з умови одночасної роботи принаймні одного пальника 11. У підсумку, за рахунок регулювання підведення тепла в імпульсному режимі горіння із зміною двох параметрів досягається підвищення точності регулювання процесу підведення тепла, якість виробів і знижується собівартість термічної обробки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб керування промисловою газовою піччю, при якому виконують подачу енергоносіїв до пальників і регулювання підведення тепла, що включає визначення зони печі із мінімальною температурою, величини відхилення фактичних температур у зонах від заданої та часу роботи пальників у кожній зоні, який відрізняється тим, що при регулюванні підведення тепла виконують покрокове регулювання повітряної заслінки з умови одночасної роботи принаймні одного пальника та забезпечення необхідного тиску повітря в мережі за заслінкою, регулювання газової заслінки із забезпеченням необхідного співвідношення "повітря-газ", а також послідовне виключення-включення пальників із умови одночасної роботи принаймні одного пальника. 3 UA 94638 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4