蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法_2

文档序号:9650247阅读:来源:国知局
值和基准值进行比较,来选定燃烧燃烧器及燃料气体、燃烧空气、燃烧排出气体的输出值;调节部,基于控制器的信号,来调节燃烧器及燃料气体、燃烧空气、燃烧排出气体的量。
[0028]根据本发明的一个方面,提供一种蓄热式加热炉的燃烧气体的控制装置,加热炉为了加热材料而利用成对设置的多个蓄热式燃烧器;所述蓄热式加热炉的燃烧气体的控制装置,包括:用于燃烧燃的烧器的燃料气体管道及燃烧空气管道;用于燃烧时产生的燃烧气体的蓄热的燃烧气体管道,所述燃料气体及燃烧空气、燃烧排出气体的主管道的流量测量计;对测量出的流量进行基于温度压力的修正的温度测量计、压力测量计;用于调节流量的流量调节阀;用于测量加热炉内的温度和压力的温度测量计、压力测量计;用于测量加热炉内的压力来进行调节的单独的燃烧气体调节阀;不设置管道而为了蓄热而构成的一个燃烧气体排气管道。
[0029]根据本发明的实施例,具有以下特殊的效果,S卩,通过将排出气体的100%利用在热交换上,而且并用炉压调节系统,从而维持恰当的产品品质,并且能够使使用能量的节约效率实现最大化。
[0030]此外,根据本发明的实施例,具有以下特殊的效果,S卩,将在现有的加热炉中为了控制炉内压力而向大气中排放的高温的燃烧排出气体(约20% ),利用于蓄热中,来对燃烧空气进行预热,从而能够减少在加热炉使用的能量。
【附图说明】
[0031]图1是概略性地示出本发明的一实施例的蓄热式加热炉的控制装置的图。
[0032]图2是示出本发明的一实施例的蓄热式加热炉的控制方法的流程图。
[0033]图3是将现有的加热炉与本发明的加热炉的燃烧气体量及能量消耗率进行比较来示出的表。
【具体实施方式】
[0034]以下,参照附图,详细说明本发明的一实施例的蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法。在说明本发明时,在判断为对关联的公知结构或者功能的具体说明会影响本发明的宗旨时,省略其详细说明。
[0035]本实施例的加热炉可以是,在锻钢生产工艺中将材料加热至能够锻造的温度的加热炉。但不限于此,加热炉可以是其他类型的加热炉。
[0036]图1是概略性地示出本发明的一实施例的蓄热式加热炉的控制装置的图。
[0037]如图1所示,在蓄热式加热炉100的左右侧面,以相向的方式设置有蓄热式燃烧器la、lb。其中,彼此相面对的两个蓄热式燃烧器la、lb构成一对。作为一例,在设置有四对蓄热式燃烧器la、lb的情况下,在多个蓄热式燃烧器la、lb中,按照规定周期(例如,1分钟),第一燃烧器la处于燃烧状态而成对的第二燃烧器lb处于排气状态,然后,在到达规定周期的切换时刻,第一燃烧器la处于排气状态而第二燃烧器lb处于燃烧状态。即,彼此相面对的两个蓄热式燃烧器la、lb按照规定周期、即在切换时刻,交替地(轮流地)切换为燃烧模式(点火)和排气模式(灭火)。在蓄热式加热炉100的内部,设置有用于测量因燃烧而引起的炉内温度的温度测量计24、用于测量因燃烧而引起的炉内压力的压力测量计25。
[0038]在各蓄热式燃烧器la、lb设置有:用于燃烧的燃料气体管道112和燃烧空气管道122 ;用于将加热炉100的内部所产生的燃烧气体吸入蓄热式燃烧器la、lb的蓄热器的燃烧气体管道132。
[0039]在与蓄热式燃烧器la、lb连接的燃料气体管道110,设置有气体切断阀9,该气体切断阀9与一个主燃料气体管道110连接。
[0040]在主燃料气体管道110,设置有流量测量计18和流量调节阀21,而且为了对流量测量计18所测量的流量进行基于温度和压力的修正,设置有温度测量计12和压力测量计15ο
[0041]在各蓄热式燃烧器la、lb的燃烧空气管道122和燃烧气体管道132分别设置有切断阀10、11并能够独立地运作,而且分别与一个主燃烧空气管道120和主燃烧气体管道130连接。
[0042]在主燃烧空气管道120和主燃烧气体管道130,设置有流量测量计19、20和流量调节阀22、23,而且为了对流量测量计19、20所测量的流量,进行基于温度和压力的修正,设置有温度测量计13、14和压力测量计16、17。
[0043]此外,在主燃烧空气管道120设置有用于供给燃烧空气的燃烧空气送风设备26,在主燃烧气体管道130设置有用于排出燃烧气体的燃烧气体排出风扇27。
[0044]控制部200可包括:流量指示调节计(FIC)30、31、32 ;温度指示调节计(TIC) 28 ;压力指示调节计(PIC)29 ;顺序控制器33。
[0045]图2是示出本发明的一实施例的蓄热式加热炉的控制方法的流程图。
[0046]参照图1和图2,基于加热炉的运转,按照如下各步骤说明控制系统。
[0047]在第一步骤中,加热炉100内的温度检测传感器进行炉内温度检测,通过内部的温度测量计(TE) 24测量炉内部的温度。
[0048]在第二步骤中,对炉内温度测量值与基准温度设定值进行比较,将与比较的值对应的模拟信号,向顺序控制器33输出。即,对温度测量计24测量出的温度值与温度指示调节计(TIC) 28作为目标的基准温度值进行比较,将与测量值与基准温度值的差值对应的模拟信号,向顺序控制器(PLC)33输出。
[0049]在第三步骤中,调节由程序根据输出值而设定的各燃烧器的燃烧量、燃料量、空气量以及燃烧排出气体的排出量。通过根据所述输出值设定的程序,顺序控制器33调节燃烧器的燃烧时间以及燃料气体量、燃烧空气量、燃烧排出气体的排出量。就燃烧器的燃烧而言,根据输出值来调节通断时间(ON-OFF TIME) 0在一对蓄热式燃烧器la、lb进行燃烧时,就进行燃烧的燃烧器(燃烧模式)而言,燃料及空气的切断阀9、10打开而开始进行燃烧,而就相对侧的燃烧器(排气模式)而言,燃烧气体切断阀11打开而对燃烧气体进行排气。这时,燃烧模式的燃烧器的燃料及空气的切断阀9、10,比相对侧的排气模式的燃烧器的燃烧气体切断阀11,延迟输入值KS (1秒?2秒),以使燃烧气体排气优先进行,从而防止因燃烧气体而引起的炉内压力上升。
[0050]顺序控制器33调节燃烧器的燃烧的同时,向燃料气体量及燃烧空气量、燃烧气体量的调节器输出设定的流量值,从而调节流量。
[0051]在通常的蓄热式加热炉的情况下,根据与燃烧器的燃烧调节对应的燃烧空气的输出值,来调节燃料气体和燃烧气体量,但是,在该情况下,优先进行燃料的燃烧并进行对应的燃烧气体的调节,从而发生炉内的燃烧气体的压力暂时过大的问题。因此,在通常的蓄热式加热炉的情况下,设置有能够单独排出全部燃烧气体的20%左右的排气管道,并且设置燃烧气体调节阻尼器,从而防止压力暂时过度地上升。
[0052]在本发明中,为了不设置这种单独的排气管道且还防止炉内的压力上升,同时执行燃烧器的燃烧调节,以及与燃烧对应的燃料气体、燃烧空气、燃烧气体流量值的调节。
[0053]燃烧空气量和燃烧气体量,通过如下运算式构成在程序中。
[0054]燃烧空气运算式:AG = GOX (m-1) ΧΑ0
[0055]排出气体运算式:FG= GOX {(m-1) ΧΑ0+Ε0}
[0056]EG:排出气体量,GO:燃料气体量,m:空气过剩率,A0:理论空气量,E0:理论排出气体量。
[0057]各流量测量计18、19、20测量出的流量,被各压力测量计15、16、17和温度测量计12、13、14测量出的温度和压力修正,从而被指示、控制为与基准压力(latm)和温度(0°C )对应的流量。
[0058]第四步骤:测量不同燃烧负荷下的炉内的压力。
[0059]通过压力测量计(PT) 25,测量因不同燃烧负荷下的燃烧气体而产生的炉内部的压力。
[0060]第五步骤:对测量出的炉内压力与基准压力进行比较,来输出模拟信号。
[0061]对压力测量计25测量出的压力值与温度指示调节计(PIC)29作为目标的基准压力值进行比较,并将与比较的值对应的模拟信号,向顺序控制器(PLC)33输出。<
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