×
27.07.2014
216.012.e48a

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА В НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ И ТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧАХ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве и термообработке различных материалов и изделий. В предложенном изобретении достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности и качества нагрева различных материалов и изделий за счет создания равномерного температурного поля в рабочем пространстве печи с исключением скачков давления и мгновенного реагирования изменением последовательности включения горелок на изменение тепловой нагрузки. Указанный технический результат в предложенном изобретении достигается следующим образом. В способе управления импульсной подачей топлива в нагревательных и термических печах с частотно-широтно-импульсной модуляцией двухпозиционной подачи топлива в горелки, согласованной с текущим уровнем тепловой нагрузки, определяют текущий период следования импульсов подачи топлива из соотношения: ΔT=K(T)·q·(1-q)·T, где ΔТ - заданная амплитуда колебания температур в рабочем пространстве печи, [°С], К(Т) - коэффициент усиления линейной системы (печи) в зависимости от температуры, [°С/с], q=τ/Т - относительная длительность импульса (включения горелки), τ - длительность импульса (включения горелки), [с], Т - текущий период следования импульсов подачи топлива, [с]. Текущую длительность интервала подачи топлива каждой горелки задают, разбивая текущий период следования импульсов подачи топлива на равные интервалы, количество которых равно числу горелок. Последовательность включения горелок осуществляют путем сравнения текущей длительности импульса включения каждой горелки с текущей длительностью интервала подачи топлива каждой горелки и следующих за ним интервалов до окончания текущего периода следования импульсов подачи топлива. 3 з.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве и термообработке различных материалов и изделий.

Известен способ управления импульсной подачей топлива в пламенной печи, который предусматривает частотно-широтную импульсную модуляцию подачи теплоносителя в пламенную печь, при этом амплитуда колебаний температуры печи постоянна во всем диапазоне изменения тепловой нагрузки (см. Я.М.Гречишников, М.Л.Белов, В.В.Курносов. - Построение двухпозиционной системы с импульсной модуляцией для регулирования температуры пламенной печи. - Кузнечно-штамповочное производство. 1987, №10).

К недостаткам этого способа относится отсутствие согласования последовательности включения отдельных горелок и зон регулирования, что приводит при одновременном включении горелок к скачкам давления печи и связанным с ними дополнительным потерям теплоты за счет выбивания дымовых газов через неплотности теплоограждения печи, а также сокращение срока службы оборудования печи в связи с ее работой в более напряженных условиях.

Прототипом предложенного изобретения является устройство для управления включением групп горелок при регулировании температуры печи с импульсной подачей топлива (SU 1499328 А1, опубл. 08.04.1989), в котором предусмотрено последовательное включение групп горелок различных контуров регулирования друг за другом независимо от уровня управляющих воздействий и ограничение минимальных длительностей и пауз включения групп горелок.

К недостаткам этого способа относятся относительно узкий диапазон регулирования тепловой нагрузки, связанный с использованием широтно-импульсной модуляции, увеличенное перерегулирование (отклонение действительной температуры от заданной), связанное с перестройкой включения ведомых горелок по импульсу ведущей горелки во время переходных процессов при резком изменении тепловой нагрузки.

В предложенном изобретении достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности и качества нагрева различных материалов и изделий за счет создания равномерного температурного поля в рабочем пространстве печи с исключением скачков давления и мгновенного реагирования изменением последовательности включения горелок на изменение тепловой нагрузки.

Указанный технический результат в предложенном изобретении достигается следующим образом.

В способе управления импульсной подачей топлива в нагревательных и термических печах с частотно-широтно-импульсной модуляцией двухпозиционной подачи топлива в горелки, согласованной с текущим уровнем тепловой нагрузки, определяют текущий период следования импульсов подачи топлива из соотношения:

ΔT=K(T)·q·(1-q)·Tи,

где

ΔТ - заданная амплитуда колебания температур в рабочем пространстве печи, [°С],

К(Т) - коэффициент усиления линейной системы (печи) в зависимости от температуры, [°С/с],

q=τии - относительная длительность импульса (включения горелки),

τи - длительность импульса (включения горелки), [с],

Ти - текущий период следования импульсов подачи топлива, [с].

Текущую длительность интервала подачи топлива каждой горелки задают, разбивая текущий период следования импульсов подачи топлива на равные интервалы, количество которых равно числу горелок.

Последовательность включения горелок осуществляют путем сравнения текущей длительности импульса включения каждой горелки с текущей длительностью интервала подачи топлива каждой горелки и следующих за ним интервалов до окончания текущего периода следования импульсов подачи топлива.

При этом при длительности интервалов подачи топлива, больших или равных текущей длительности импульса подачи топлива каждой горелки, включение и отключение горелок производят в заданных интервалах подачи топлива.

Также при длительности интервала подачи топлива каждой горелки, меньшей текущей длительности импульса включения каждой горелки, а суммарной длительности текущего интервала подачи топлива и следующих за ним интервалов, большей или равной длительности импульса включения каждой горелки, включение горелки производят в заданном интервале подачи топлива, а ее выключение - по окончании текущего импульса включения горелки

При этом при суммарной длительности текущего интервала и следующих за ним интервалов, меньшей длительности импульса включения каждой горелки, первое включение горелки производят в начале первого интервала подачи топлива в горелку, причем длительность ее включения определяется как разность между длительностью импульса включения каждой горелки и суммарной длительностью интервала данной горелки и следующих за ним интервалов, второе включение горелки производится в заданном интервале подачи топлива, а ее выключение - по окончании текущего периода следования включения импульсов подачи топлива.

Способ по предложенному изобретению осуществляется следующим образом.

Сигнал от регулятора управления тепловой нагрузкой поступает на вход частотно-широтно-импульсного модулятора, в котором по заданным значениям амплитуды колебаний температуры, коэффициенту усиления и уровню тепловой нагрузки (относительной длительности импульса) определяют текущий период следования импульсов подачи топлива из соотношения:

ΔT=K(T)·q·(1-q)·Tи,

где

ΔT - заданная амплитуда колебания температур в рабочем пространстве печи, [°С],

К(Т) - коэффициент усиления линейной системы (печи) в зависимости от температуры, [°С/с],

q=τии - относительная длительность импульса (включения горелки),

τи - длительность импульса (включения горелки), [с],

Ти - текущий период следования импульсов подачи топлива, [с].

При заданной максимально допускаемой по технологическим соображениям амплитуде колебаний температуры в рабочем пространстве печи минимальный период следования импульсов Ти определяется при пятидесятипроцентной тепловой нагрузке, соответствующей q=0,5, когда комплекс {q·(1-q)}=0,25. В случае повышения или понижения тепловой нагрузки относительно ее пятидесятипроцентной величины период следования импульсов Ти увеличивают на величину увеличения комплекса {q·(1-q)}. Так, например, при увеличении тепловой нагрузки до 95% (q=0,95) или ее снижении до 5% (q=0,05) период следования импульсов Ти увеличивают в 5,26 раза. При этом амплитуда колебаний температуры в рабочем пространстве печи остается неизменной во всем диапазоне изменения тепловой нагрузки.

Период следования импульсов подачи топлива, определенный по вышеуказанному соотношению, разбивается по значению уровня тепловой нагрузки в текущий момент времени на равные интервалы по числу горелок. Каждой горелке задается интервал, в начале которого происходит ее включение.

Последовательность включения горелок осуществляют путем сравнения текущей длительности импульса включения каждой горелки с текущей длительностью интервала подачи топлива каждой горелки и следующих за ним интервалов до окончания текущего периода следования импульсов подачи топлива.

При сравнении могут быть получены следующие результаты.

При длительности интервалов подачи топлива, большей или равной текущей длительности импульса подачи топлива каждой горелки, включение и отключение горелок производят в заданных интервалах подачи топлива.

При длительности интервала подачи топлива каждой горелки, меньшей текущей длительности импульса включения каждой горелки, а суммарной длительности текущего интервала подачи топлива и следующих за ним интервалов, большей или равной длительности импульса включения каждой горелки, включение горелки производят в заданном интервале подачи топлива, а ее выключение - по окончании текущего импульса включения горелки

При суммарной длительности текущего интервала и следующих за ним интервалов, меньшей длительности импульса включения каждой горелки, первое включение горелки производят в начале первого интервала подачи топлива в горелку, причем длительность ее включения определяется как разность между длительностью импульса включения каждой горелки и суммарной длительностью интервала данной горелки и следующих за ним интервалов, второе включение горелки производится в заданном интервале подачи топлива, а ее выключение - по окончании текущего периода следования включения импульсов подачи топлива.

Предложенный в изобретении способ позволяет существенно расширить диапазон управления тепловой нагрузкой пламенных печей без отключения горелок при значительном снижении тепловых нагрузок в печах в период выдержки и при проведении низкотемпературной тепловой обработки изделий и материалов в термических печах.

Организованная последовательность включения горелок в каждом текущем цикле, согласованная с длительностью текущего периода следования импульсов и относительной длительностью текущего импульса, позволяет существенно повысить точность регулирования температуры в печах при переходных режимах.

Существенное расширение диапазона управления тепловой нагрузкой за счет многократного увеличения периода следования импульсов позволяет работать в импульсном режиме «большого-малого огня» без отключения горелок, что существенно улучшает экологичность сжигания топлива, так как исключает образование всплеска вредных выбросов в момент включения горелок и выхода на стационарный режим.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 16.
27.09.2013
№216.012.6f58

Способ термообработки изделий в горизонтальной печи

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию. Способ термообработки изделий в горизонтальной печи включает нагрев мелких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494155
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.79f7

Печь для термообработки изделий

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию. Печь для термообработки изделий содержит шнековый механизм для транспортировки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496885
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.79fb

Способ малоокислительного нагрева металлических изделий

Изобретение относится к энерго/ресурсосберегающим технологиям в металлургии и машиностроении и может быть использовано для нагрева металла в нагревательных и термических печах перед обработкой давлением и при термообработке изделий. Способ малоокислительного нагрева металлических изделий в печи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496889
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.05.2014
№216.012.bfa5

Устройство нагрева газов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также при нагреве воздуха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514810
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.06.2014
№216.012.cecf

Способ нагрева газов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также нагрева воздуха для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518714
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cf32

Способ внепечной термообработки сварных изделий

Изобретение относится к способу внепечной термообработки крупногабаритных сварных изделий в области сварочных швов. Способ осуществляют в камере нагрева, выполненной в форме сегмента, повторяющего форму поверхности нагреваемой части изделия, и ограниченной корпусом, коллекторами подачи газа и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518813
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.11.2014
№216.013.056d

Устройство внепечной термообработки сварных изделий

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройству внепечной термообработки сварных изделий, и может быть использовано в разных отраслях промышленности для термообработки крупногабаритных сварных изделий в области сварочных швов без использования печного оборудования, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532787
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.10.2015
№216.013.83d6

Устройство для тарирования датчиков давления

Изобретение относится к области измерения давления, а именно к поверке и калибровке датчиков порового давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности проверки, а так же уменьшение времени проверки. Устройство для тарирования датчиков давления включает герметичный бак с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565353
Дата охранного документа: 20.10.2015
23.02.2019
№219.016.c5f7

Контактный водонагреватель

Изобретение относится к автономным системам теплоснабжения. Контактный водонагреватель содержит корпус, в котором размещена камера сгорания (КС), водонагревательное устройство (ВУ) и коллектор продуктов сгорания (КПС). ВУ выполнено в виде емкости с водой, имеющей свободную поверхность. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680458
Дата охранного документа: 21.02.2019
26.02.2019
№219.016.c7f2

Способ получения пористого заполнителя

Изобретение относится к тепловой обработке материалов, используемых в качестве заполнителей при строительстве. В способе получения частиц пористого заполнителя, основанном на перемещении гранул концентрата по направлению от верхней секции к нижней секции шахтной печи частиц концентрата и их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680626
Дата охранного документа: 25.02.2019
Показаны записи 1-10 из 17.
27.09.2013
№216.012.6f58

Способ термообработки изделий в горизонтальной печи

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию. Способ термообработки изделий в горизонтальной печи включает нагрев мелких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494155
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.79f7

Печь для термообработки изделий

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию. Печь для термообработки изделий содержит шнековый механизм для транспортировки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496885
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.79fb

Способ малоокислительного нагрева металлических изделий

Изобретение относится к энерго/ресурсосберегающим технологиям в металлургии и машиностроении и может быть использовано для нагрева металла в нагревательных и термических печах перед обработкой давлением и при термообработке изделий. Способ малоокислительного нагрева металлических изделий в печи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496889
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.05.2014
№216.012.bfa5

Устройство нагрева газов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также при нагреве воздуха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514810
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.06.2014
№216.012.cecf

Способ нагрева газов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также нагрева воздуха для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518714
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cf32

Способ внепечной термообработки сварных изделий

Изобретение относится к способу внепечной термообработки крупногабаритных сварных изделий в области сварочных швов. Способ осуществляют в камере нагрева, выполненной в форме сегмента, повторяющего форму поверхности нагреваемой части изделия, и ограниченной корпусом, коллекторами подачи газа и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518813
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.11.2014
№216.013.056d

Устройство внепечной термообработки сварных изделий

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройству внепечной термообработки сварных изделий, и может быть использовано в разных отраслях промышленности для термообработки крупногабаритных сварных изделий в области сварочных швов без использования печного оборудования, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532787
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.10.2015
№216.013.83d6

Устройство для тарирования датчиков давления

Изобретение относится к области измерения давления, а именно к поверке и калибровке датчиков порового давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности проверки, а так же уменьшение времени проверки. Устройство для тарирования датчиков давления включает герметичный бак с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565353
Дата охранного документа: 20.10.2015
05.07.2018
№218.016.6c53

Водонагревательное устройство и способ его работы

Изобретение относится к области энергетики, а именно к водонагревательному устройству и способу его работы, и может быть использовано в аппаратах с погружным горением при нагреве воды. Водонагревательное устройство содержит бак с днищем и крышкой, вертикальную камеру сгорания, установленную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659711
Дата охранного документа: 03.07.2018
23.02.2019
№219.016.c5f7

Контактный водонагреватель

Изобретение относится к автономным системам теплоснабжения. Контактный водонагреватель содержит корпус, в котором размещена камера сгорания (КС), водонагревательное устройство (ВУ) и коллектор продуктов сгорания (КПС). ВУ выполнено в виде емкости с водой, имеющей свободную поверхность. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680458
Дата охранного документа: 21.02.2019
+ добавить свой РИД