ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплотехнические основы автоматического регулирования тепловой работы печей Аналитический метод из "Основы общей теории печей Изд.2" При тепловой обработке во взвешенном состоянии может быть использовано твердое, жидкое и газообразное топливо. Основное требование, предъявляемое к топливу, вытекает из того, что процессы, протекающие во взвешенном слое, должны закончиться в пределах реакционного пространства (время их протекания исчисляется секундами). Если в случае использования газообразного и жидкого топлива эту задачу решить сравнительно легко путем создания необходимых условий для смешения топлива и воздуха, то при применении твердого топлива в пылевидном состоянии размер частиц его должен быть таким, чтобы обеспечивалась полное сжигание за время процесса, определяемое требованиями технологии. Чем больше содержание летучих в топливе, тем более крупного фракционного состава оно может быть применено, так как выход летучих, с одной стороны, уменьшает величину твердого остатка, а с другой — летучие, выделяясь, вызывают растрескивание частиц или увеличение их по- розности и, следовательно, реакционной поверхности. Для процесса, протекающего во взвешенном слое, очень важное значение имеет быстрота воспламенения топлива, так как вследствие малого времени пребывания частиц в реакционном пространстве, даже небольшое промедление в зажигании топлива может вызвать существенный недожог. При зажигании печи быстроту воспламенения достигают путем предварительного высокого разогрева камеры (не ниже 1000°), а при эксплуатации — путем поддержания в зоне воопламенения необходимой температуры. [c.532] Совмещение в реакционном пространстве топочных и технологических процессов возможно, когда для протекания последних не требуется температура ниже 900°. Горение топлива во взве-щенном слое в принципе аналогично горению в факеле (гл. IV). [c.533] Особенностью является то, что взвещенный слой характеризуется громадной, раскаленной поверхностью твердых частиц материала, подвергаемого тепловой обработке. Поэтому горение протекает е только в объеме, по и на поверхности частиц, вследствие чего процессы горения существенно интенсифицируются. [c.533] в которых осуществляется спутное движение потоков газа и пыли, работают как камерные печи. Температура отходящих газов в этом случае не может быть ниже уровня минимальной температуры, необходимой для протекания технологического процесса. В печах, где осуществляется встречное движение потоков, температура отходящих газов может быть ниже этого уровня настолько, насколько это возможно по условиям лучистого теплообмена вдоль реакционной камеры. Поэтому эти печи несколько ближе к методическим. В Связи с тем, что, используя циклонный принцип движения, можно создавать весьма компактные по размерам аппараты, взвещенный слой этой разновидности обладает яв ными преимуществами по сравнению со взвещенны ми слоями других разнов1 ностей и приобретает все большее распространение в технике. [c.534] Совершенным автоматическим регулированием печей является комплексное регулирование, обеспечивающее поддержание каждого параметра, определяющего работу печи на определенном оптимальном уровне, которому соответствуют самые высокие технико-экономические показатели работы печи. Как уже указывалось, главной трудностью в создании соверщенной комплексной системы автоматического регулирования тепловой работы печей является тесная взаимосвязь теплотехнических и технологических процессов. [c.536] Задача существенно упрощается, если имеется возможность найти такой параметр, с которым однозначно связаны как теплотехнические процессы, например теплообмен, механика газов, горение топлива, так и технологические процессы, например превращения в металле при термообработке, выгорание примесей в мартеновском процессе, удаление СОа при отжиге известняка, превращение одной модификации 81 в другую при обжиге динаса и т. д. Отличительной особенностью любых технологических процессов, происходящих в печах-тепловых аппаратах или в печах-теплообменниках, является то, что их течение зависит либо от поступления тепла в зону, в пределах которой происходит технологический процесс, либо от отбора тепла из этой зоны, т. е. в конечном счете от теплоусвоения, характер которого определяется алгебраическим знаком (4- или —). [c.536] Таким образом, течение технологических процессов в печах указанного типа однозначно связано с динамикой теплоусвоения. С другой стороны, теплоусвоение в полной мере характеризует протекание теплотехнических процессов и однозначно связано с ними [354]. [c.536] А / (х) — функция, характеризующая технологически необходимое потребление тепла материалом, подвергающимся тепловой обработке с учетом теплового эффекта реакций, происходящих в материале, ккал/кГ. [c.537] Как следует из уравнения (393), каждый член этого уравнения в общем случае изменяется во времени. [c.537] В—часовой расход топлива, кГ1час или нм /час, и поэтому основной алгоритм для автоматического, регулирования тепловой работы печи должен связывать величину тепловой нагрузки с производительностью печи. [c.538] Уравнение (395) представляет собой основное динамическое уравнение для описания тепловой работы печи, причем выражение в квадратных скобках, стоящее в правой части уравнения, и величина Qм(т) оиределяются технологическими функциями печи. [c.538] Процесс автоматического регулирования печи должен осуществляться при оптимальном значении коэффициента полезного теплоиспользования, который может быть определен из теплового баланса для каждого момента или интервала времени с помощью счетно-решающих устройств и автоматически поддерживаться на определенном уровне постоянным или меняющимся во времени по определенному закону, например, наибольшего возможного значения его при заданной производительности (экстремальное значение) и т. п. [c.538] В области теплотехнического обоснования автоматического регулирования тепловой работы печей следует иметь в виду три принципиально различных метода решения задачи аналитический, полуэмпирический и эмпирический. [c.539] Уравнение (400) дает связь между тепловой нагрузкой и коэффициентом полезного теплоиспользования рабочего пространства. [c.540] Совместное использование уравнений (399) и (400) позволяет найти 7 эф (т), соответствующее заданному значению ( ) этом должно быть учтено и ограничение 7 ,ф исходя из других соображений, например из условий стойкости огнеупоров и т. д. [c.540] В печах-теплогенераторах внещняя теплоотдача к материалу отсутствует и поэтому расход тепла покрывается за сч ет экзотермической реакции, протекающей в материале, подвергаемом тепловой обработке. [c.540] Объектом автоматического регулирования здесь будет величина тепловыделения внутр и материала Qs(t) это регулирование можно осуществлять путем воздействия на параметры, определяющие процесс тепловыделения (например, количество дутья в конвертерах, расход энергии в печах индукционного нагрева и т. д.). [c.541] Существуют печи, которые работают периодически, то как печи-теллО Обменники, то как печи-теплогенераторы. Например в мартеновской печи, работающей на обогащенном воздухе, в период бурного выделения окиси углерода, теплогенерации за счет химической энергии чугуна в смысле поступления тепла в печь может играть решающую роль. Схема автоматического регулирования в этом случае должна объединять оба рассмотренных выше случая и обеспечивать переход от регулирования по уравнению (398) к регулированию по уравнению (401). [c.541] В основе аналитического метода должна лежать аналитическая теория тепловой работы печи данного конкретного технологического назначения, поэтому возможность использования этого метода для создания схемы автоматического регулирования зависит от степени разработанности теории тепловой работы печи. [c.541] Вернуться к основной статье