RU2500961C1 - Method for determining characteristics of combustion in lines of baffle plates of multichamber furnace with rotating flame - Google Patents
Method for determining characteristics of combustion in lines of baffle plates of multichamber furnace with rotating flame Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500961C1 RU2500961C1 RU2012113704/02A RU2012113704A RU2500961C1 RU 2500961 C1 RU2500961 C1 RU 2500961C1 RU 2012113704/02 A RU2012113704/02 A RU 2012113704/02A RU 2012113704 A RU2012113704 A RU 2012113704A RU 2500961 C1 RU2500961 C1 RU 2500961C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion
- partitions
- line
- partition
- lines
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 171
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 219
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 62
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 61
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 47
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 47
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 32
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 11
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 21
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 6
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 5
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 101100438378 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) fac-1 gene Proteins 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- PJVWKTKQMONHTI-UHFFFAOYSA-N warfarin Chemical compound OC=1C2=CC=CC=C2OC(=O)C=1C(CC(=O)C)C1=CC=CC=C1 PJVWKTKQMONHTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B13/00—Furnaces with both stationary charge and progression of heating, e.g. of ring type or of the type in which a segmental kiln moves over a stationary charge
- F27B13/06—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of this type
- F27B13/14—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or like devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D21/00—Arrangement of monitoring devices; Arrangement of safety devices
- F27D21/04—Arrangement of indicators or alarms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области многокамерных печей, называемых «печами с вращающимся пламенем», для обжига углеродистых блоков, в частности, анодов и катодов из углерода, предназначенных для электролизного производства алюминия, и, в частности, изобретение относится к способу определения характеристик горения в линиях перегородок такой многокамерной печи.The invention relates to the field of multi-chamber furnaces, called “rotary flame furnaces”, for firing carbon blocks, in particular carbon anodes and cathodes, intended for the electrolysis of aluminum, and, in particular, the invention relates to a method for determining combustion characteristics in partition lines such a multi-chamber furnace.
Печи с вращающимся пламенем для обжига анодов описаны, в частности, в следующих документах: US 4859175, WO 91/19147, US 6339729, US 6436335 и СА 2550880, к которым можно обратиться для получения более подробной информации по этому вопросу. Вместе с тем, можно кратко напомнить их конструкцию и принцип работы со ссылками на прилагаемые фиг.1 и 2, где на фиг.1 представлен вид в плане конструкции печи с вращающимся пламенем и с открытыми камерами, тогда как на фиг.2 показан частичный вид в перспективе в поперечном разрезе с вырезом внутренней конструкции такой печи.Rotary flame furnaces for burning anodes are described, in particular, in the following documents: US 4859175, WO 91/19147, US 6339729, US 6436335 and CA 2550880, which can be consulted for more information on this subject. At the same time, we can briefly recall their design and principle of operation with reference to the accompanying figures 1 and 2, where Fig. 1 is a plan view of the design of a rotary flame furnace with open chambers, while Fig. 2 shows a partial view in perspective, in cross section with a cutout of the internal structure of such a furnace.
Обжиговая печь (FAC) 1 содержит две параллельные шахты 1а и 1b, проходящие вдоль продольной оси XX по длине печи 1 и содержащие, каждая, последовательный ряд поперечных (перпендикулярных к оси XX) камер 2, отделенных друг от друга поперечными стенами 3. По своей длине, то есть в поперечном направлении печи 1 каждая камера 2 образована чередованием расположенных рядом друг с другом ячеек 4, которые выполнены открытыми в своей верхней части для обеспечения загрузки предназначенных для обжига углеродистых блоков и выгрузки охлажденных обожженных блоков и в которые укладывают штабелем предназначенные для обжига углеродистые блоки 5, погруженные в углеродистую пыль, а также полыми нагревательными перегородками 6 с тонкими стенками, как правило, удерживаемыми на расстоянии друг от друга поперечными распорками 6а. Полые перегородки 6 камеры 2 находятся в продольном продолжении (параллельно наибольшей оси XX печи 1) полых перегородок 6 других камер 2 этой же шахты 1а или 1b, и полые перегородки 6 сообщаются друг с другом через окна 7 в верхней части своих продольных стенок напротив продольных каналов, выполненных на этом уровне в поперечных стенах 3, таким образом, что полые перегородки 6 образуют продольные линии перегородок, расположенные параллельно наибольшей оси XX печи и предназначенные для циркуляции в них газообразных сред (воздух для горения, горючие газы и газообразные продукты горения и дымы), что позволяет обеспечивать предварительный нагрев и обжиг анодов 5 и затем их охлаждение. Кроме того, полые перегородки 6 дополнительно содержат переборки 8 для удлинения и более равномерного распределения пути газообразных продуктов горения и дымов, и эти полые перегородки 6 оборудованы в своей верхней части отверстиями 9, закрываемыми съемными крышками и выполненными в венце печи 1.The kiln (FAC) 1 contains two parallel shafts 1a and 1b, passing along the longitudinal axis XX along the length of the
Обе шахты 1а и 1b печи сообщаются своими продольными концами через каналы 10 поворота, которые позволяют перемещать газовые потоки от одного конца каждой линии полых перегородок 6 шахты 1а или 1b в конец соответствующей линии полых перегородок 6 другой шахты 1b или 1а, образуя по существу прямоугольные замкнутые контуры линий полых перегородок 6.Both furnace shafts 1a and 1b communicate with their longitudinal ends through
Принцип эксплуатации печей с вращающимся пламенем, называемых также «печами с продвижением пламени», основан на перемещении фронта пламени от одной камеры 2 к другой, смежной с ней камере во время цикла, при этом каждая камера последовательно проходит через стадии предварительного нагрева, принудительного нагрева, интенсивного горения, затем охлаждения (сначала естественного, затем принудительного).The principle of operation of rotary-flame furnaces, also called "flame-propagating furnaces", is based on the movement of the flame front from one
Обжиг анодов 5 осуществляют при помощи одного или нескольких факелов или групп факелов (на фиг.1 показаны две группы факелов в положении, в котором одна проходит в этом примере через тринадцать камер 2 шахты 1а, а другая - через тринадцать камер 2 шахты 1b), которые циклично перемещаются от камеры 2 к камере 2. Каждый факел или группа факелов состоит из пяти последовательных зон А-Е, которыми, как показано на фиг.1 для факела шахты 1b, и от выхода к входу относительно направления потока газовых сред в линиях полых перегородок бив направлении, противоположном цикличным перемещениям от камеры к камере, являются:The burning of the
А) Зона предварительного нагрева, содержащая, если рассматривать факел шахты 1а и учитывать направление поворота пламени, указанное стрелкой на уровне поворотного канала 10 на конце печи вверху на фиг.1:A) The pre-heating zone, containing, if we consider the torch shaft 1A and take into account the direction of rotation of the flame, indicated by the arrow at the level of the
- всасывающую рампу 11, оборудованную, для каждой полой перегородки 6 камеры 2, над которой находится эта всасывающая рампа, одной системой измерения и регулировки расхода газов и дымов горения на каждую линию полых перегородок 6, причем эта система может содержать, в каждой всасывающей трубе На, неподвижно соединенной с всасывающей рампой 11 и выходящей в эту рампу, с одной стороны, и, с другой стороны, заходящей в отверстие 9 соответственно одной из полых перегородок 6 этой камеры 2, регулируемый затвор, поворачиваемый приводом затвора, для регулировки расхода, а также расходомер 12, находящийся близко от входа в соответствующей трубе На, температурный датчик (термопару) 13 измерения температуры дымовых газов при всасывании, и- a
- рампу 15 измерения предварительного нагрева, по существу параллельную всасывающей рампе 11 и находящуюся перед последней, как правило, над одной и той же камерой 2 и оборудованную температурными датчиками (термопарами) и датчиками давления для подготовки статического разрежения и температуры в каждой из полых перегородок 6 этой камеры 2, чтобы можно было снимать показания и регулировать это разрежение и эту температуру зоны предварительного нагрева;- a pre-heating measurement ramp 15, essentially parallel to the
B) Зона нагрева, содержащая:B) A heating zone comprising:
- несколько идентичных рамп 16 нагрева, две или предпочтительно три, как показано на фиг.1; при этом каждая из них оборудована горелками или форсунками для впрыска топлива (жидкого или газообразного) и температурными датчиками (термопарами), при этом каждая из рамп 16 расположена соответственно над одной из камер из соответствующего числа смежных камер 2 таким образом, чтобы форсунки каждой рампы 16 нагрева заходили в отверстия 9 полых перегородок 6 для впрыска в них топлива;- several
C) Зона обдува или естественного охлаждения, содержащая:C) A cooling or freezing zone comprising:
- так называемую рампу 17 «нулевой точки», проходящую над камерой 2, находящейся сразу перед камерой, расположенной под самой передней рампой 16 нагрева, и оборудованную датчиками давления для измерения давления в каждой из полых перегородок 6 этой камеры 2, чтобы это давление можно было регулировать, как будет описано ниже, и- the so-called “zero point” ramp 17, which passes above the
- рампу 18 обдува, оборудованную электрическими вентиляторами, оснащенными устройством регулирования потока окружающего воздуха, нагнетаемого в каждую из полых перегородок 6 камеры 2 на входе камеры, находящейся под рампой 17 нулевой точки, таким образом, чтобы потоки окружающего воздуха, нагнетаемые в эти полые перегородки 6, можно было регулировать с целью получения необходимого давления (с небольшим избыточным давлением или с небольшим разрежением) на уровне рампы 17 нулевой точки;- a blowing ramp 18 equipped with electric fans equipped with a device for regulating the flow of ambient air injected into each of the
D) Зона принудительного охлаждения, которая распространяется на три камеры 2 на входе рампы 18 обдува и которая содержит в этом примере две параллельные рампы 19 охлаждения, каждая из которых оснащена электрическими вентиляторами и трубами обдува, нагнетающими окружающий воздух в полые перегородки 6 соответствующей камеры; иD) The forced cooling zone, which extends to the three
Е) Рабочая зона, расположенная на входе рамп 19 охлаждения и позволяющая производить загрузку в печь и выгрузку из печи анодов 5 и осуществлять обслуживание камер 2.E) The working area located at the inlet of the cooling ramp 19 and allowing
Таким образом, нагрев печи 1 обеспечивают рампы 16 нагрева, форсунки горелок которых заходят через отверстия 9 в полые перегородки 6 соответствующих камер 2. На входе рамп 16 нагрева (относительно направления продвижения пламени и направления циркуляции воздуха и дымовых газов в линиях полых перегородок 6) рампа 18 обдува и рампа или рампы 19 охлаждения содержат трубы нагнетания воздуха для горения, подаваемого электрическими вентиляторами, причем эти трубы соединены через отверстия 9 с полыми перегородками 6 соответствующих камер 2. На выходе рамп 16 нагрева расположена всасывающая рампа 11 для удаления газообразных продуктов горения и дымов, в совокупности называемых термином «дымовые газы», которые циркулируют в линиях полых перегородок 6.Thus, the heating of the
Нагрев и обжиг анодов 5 обеспечивают одновременно за счет сжигания топлива (газообразного или жидкого), контролируемым образом подаваемого через рампы 16 нагрева, а также, - в равной степени, - за счет сжигания летучих веществ (таких как полициклические ароматические углеводороды), выделяемых пеком анодов 5 в ячейках 4 камер 2 в зонах предварительного нагрева и нагрева, причем эти летучие вещества, которые в основном являются горючими и находятся в ячейках 4, могут проходить в две смежные полые перегородки 6 через каналы, выполненные в перегородках, благодаря присутствию остаточного воздуха для горения на этом уровне среди дымовых газов в этих полых перегородках 6.The heating and burning of the
Таким образом, циркуляция воздуха и дымовых газов происходит вдоль линий полых перегородок 6, и разрежение, создаваемое на выходе зоны В нагрева всасывающей рампой 11 на выходном конце зоны А предварительного нагрева, позволяет контролировать расход дымовых газов внутри полых перегородок 6, тогда как воздух, поступающий из зон С и D охлаждения при помощи рамп 19 охлаждения и особенно рампы 18 обдува, предварительно нагревается в полых перегородках 6, охлаждая на своем пути обожженные аноды в смежных ячейках 4, и служит окислителем, доходя до зоны В нагрева.Thus, the circulation of air and flue gases occurs along the lines of the
По мере обжига анодов 5 все рампы 11-19 и контрольно-измерительное оборудование и приборы циклично (например, приблизительно каждые 24 часа) перемещают на одну камеру 2, и, таким образом, каждая камера 2 последовательно обеспечивает на входе зоны А предварительного нагрева функцию загрузки сырых углеродистых блоков 5, затем в зоне А предварительного нагрева - функцию естественного предварительного нагрева дымовыми газами топлива и паров пека, которые покидают ячейки 4, заходя в полые перегородки 6, учитывая разрежение в полых перегородках 6 камер 2 в зоне А предварительного нагрева, затем в зоне В нагрева или обжига - функцию нагрева блоков 5 примерно до 1100°С и, наконец, в зонах С и D охлаждения - функцию охлаждения обожженных блоков 5 окружающим воздухом и, соответственно, нагрева этого воздуха, являющегося окислителем в печи 1, при этом в направлении, противоположном продвижению пламени и циркуляции дымовых газов, за зоной D принудительного охлаждения следует зона Е выгрузки охлажденных углеродистых блоков 5, затем, в случае необходимости, загрузки сырых углеродистых блоков в ячейки 4.As the
Способ регулирования печи FAC 1 в основном содержит регулирование по температуре и/или по давлению зон предварительного нагрева А, нагрева В и обдува или естественного охлаждения С печи 1 в соответствии с заранее определенными правилами.The control method of the
Дымовые газы, выделяемые из факелов через всасывающие рампы 11, поступают в дымоотвод 20, например, цилиндрический дымоотвод, частично показанный на фиг.2, с дымоходом 21, который может иметь в плане U-образную форму (см. пунктирную линию на фиг.1) или может проходить вокруг печи, при этом его выход 22 направляет всасываемые и собираемые дымовые газы в центр обработки дымов (CTF), который не показан на фигурах, так как не относится к изобретению.The flue gases emitted from the flares through the
Чтобы придать анодам (углеродистым блокам) оптимальные характеристики и, следовательно, чтобы добиться конечной температуры обжига, в настоящее время при управлении печами этого типа предпочтение отдают питанию топливом (жидким или газообразным) рамп 16 нагрева независимо от разности давлений и аэравлических условий в перегородках 6, что может привести к неполному сгоранию в довольно значительном и даже большом числе линий перегородок 6. Это, в свою очередь, приводит к повышению стоимости работы печи не только по причине перерасхода топлива, но также по причине загрязнения всасывающих труб и каналов, в которых осаждается недожог в виде остатков несгоревшего топлива, что создает потенциальный риск воспламенения и нарушения процесса обжига.In order to give the anodes (carbon blocks) optimal characteristics and, therefore, to achieve a final firing temperature, currently, when controlling furnaces of this type, preference is given to supplying fuel (liquid or gaseous)
Задача изобретения состоит в оптимизации работы таких печей в непрерывном режиме работы, чтобы снизить стоимость их работы и предотвратить риски пожара и нарушения процесса обжига.The objective of the invention is to optimize the operation of such furnaces in continuous operation, in order to reduce the cost of their work and prevent the risks of fire and disruption of the firing process.
Поставленная задача решена в способе определения характеристик горения в линиях перегородок многокамерной печи, называемой «печью с вращающимся пламенем», предназначенных для обжига углеродистых блоков, посредством анализа значения, по меньшей мере, одного параметра, отображающего общее содержание недожога в дымовых газах и остаточного воздуха, поступающих из линий перегородок и собираемых во всасывающей рампе печи, при этом печь содержит последовательный ряд камер предварительного нагрева, нагрева, естественного охлаждения и принудительного охлаждения, последовательно расположенных вдоль продольной оси печи, при этом каждая камера состоит из расположенных рядом друг с другом поперечно к указанной продольной оси и чередующихся ячеек, в которые помещают предназначенные для обжига углеродистые блоки, и из полых нагревательных перегородок, сообщающихся и находящихся на одной линии с перегородками других камер параллельно продольной оси печи, при этом в линиях перегородок циркулируют воздух охлаждения и горения и дымовые газы, при этом указанная всасывающая рампа соединена при предварительном нагреве с каждой из перегородок первой камеры соответственно одной из всасывающих труб, при этом необходимый воздух для горения частично нагнетается рампой обдува зоны естественного охлаждения, соединенной, по меньшей мере, с одним вентилятором, и частично проходит за счет разрежения через линии перегородок, при этом топливо, необходимое для обжига углеродистых блоков, частично впрыскивается через, по меньшей мере, две рампы нагрева, каждая из которых проходит соответственно, по меньшей мере, перед одной из двух смежных камер зоны нагрева и каждая из которых выполнена с возможностью впрыска топлива в каждую из перегородок соответствующей камеры зоны нагрева, при этом регулирование горения печи в основном содержит регулирование по температуре и/или по давлению зон предварительного нагрева, нагрева и естественного охлаждения по каждой линии перегородок в соответствии с заранее определенными законами заданных величин температуры и/или давления, при этом указанный способ определения характеристик горения, согласно изобретению, содержит, по меньшей мере, один этап последовательных тестов полной остановки впрыска топлива, которые производят последовательно в каждой линии перегородок, продолжительностью, достаточной, чтобы измерение указанного параметра, характеризующего общее содержание недожога в дымовых газах, стабилизировалось, не применяя при этом других действий на линиях перегородок, кроме действия, связанного с тестом полной остановки впрыска в течение продолжительности этого теста, при этом определение характеристик горения основано на вычислении изменения между измерениями указанного характеристического параметра, осуществляемыми до и после полной остановки впрыска в каждой из тестируемых линий перегородок, чтобы выявить одну или несколько линий перегородок в ситуации неполного сгорания, если указанное изменение превышает х % значения указанного характеристического параметра в начале указанного теста полной остановки впрыска, при этом х % предпочтительно составляют примерно от 5% до 10%, при этом значение х зависит, в частности, от числа перегородок в одной камере, от пороговых значений обнаружения и от точности измерения, по меньшей мере, одного датчика указанного характеристического параметра.The problem is solved in a method for determining the characteristics of combustion in the lines of the walls of a multi-chamber furnace, called a “rotary flame furnace” for burning carbon blocks, by analyzing the value of at least one parameter that displays the total content of underburning in flue gases and residual air, coming from the partition lines and collected in the suction ramp of the furnace, the furnace contains a series of chambers of pre-heating, heating, free cooling and cooling, sequentially located along the longitudinal axis of the furnace, each chamber consisting of adjacent adjacent to each other transversely to the specified longitudinal axis and alternating cells into which the carbon blocks intended for firing are placed, and from hollow heating partitions communicating and located on one lines with partitions of other chambers parallel to the longitudinal axis of the furnace, while cooling and combustion air and flue gases circulate in the lines of the partitions, while the indicated suction ramp It is connected during preliminary heating from each of the partitions of the first chamber, respectively, to one of the suction pipes, while the necessary combustion air is partially forced by the ramp of blowing the free cooling zone, connected to at least one fan, and partially passes due to rarefaction through the lines of the partitions, the fuel necessary for firing the carbon blocks is partially injected through at least two heating ramps, each of which passes, respectively, at least in front of one of two adjacent chambers of the heating zone and each of which is configured to inject fuel into each of the partitions of the corresponding chamber of the heating zone, while controlling the combustion of the furnace mainly includes temperature and / or pressure control of the zones of preheating, heating and free cooling on each line the baffles in accordance with predetermined laws of predetermined values of temperature and / or pressure, wherein said method for determining combustion characteristics, according to the invention, comprises at least one stage of sequential tests of a complete stop of fuel injection, which are carried out sequentially in each line of partitions, with a duration sufficient to stabilize the measurement of the specified parameter characterizing the total unburning in flue gases, without using any other actions on the partition lines, except actions associated with the test of a complete stop of the injection during the duration of this test, while the determination of the combustion characteristics is based on the calculation of the change in measurements of the specified characteristic parameter, carried out before and after the complete stop of injection in each of the tested baffle lines, in order to reveal one or several baffle lines in a situation of incomplete combustion, if the specified change exceeds x% of the value of the specified characteristic parameter at the beginning of the specified test to stop the injection, while x% preferably comprise from about 5% to 10%, while the value of x depends, in particular, on the number of partitions in one chamber, on threshold values detected and the accuracy of the measurement of at least one sensor of the specified characteristic parameter.
Таким образом, посредством теста полной остановки впрыска топлива в линии перегородок только в течение промежутка времени, достаточного для стабилизации измерения характеристического параметра, и ничего не меняя на других линиях перегородок, благодаря способу в соответствии с настоящим изобретением, можно выявить линию перегородок, работающую в ситуации неполного сгорания, на которой в дальнейшем можно будет производить измерения оптимизации горения.Thus, by testing the complete stop of fuel injection in the partition line only for a period of time sufficient to stabilize the measurement of the characteristic parameter, and without changing anything on the other partition line, thanks to the method in accordance with the present invention, it is possible to identify the partition line operating in the situation incomplete combustion, on which later it will be possible to measure combustion optimization.
Чтобы ограничить число тестов остановки впрыска и позволить системе быстрее выявить перегородку или перегородки в ситуации неполного сгорания, способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит, по меньшей мере, один предшествующий этап, называемый этапом предварительного выбора линий перегородок, которые могут быть в ситуации неполного сгорания, позволяющий ограничить число тестов остановки впрыска на указанном этапе последовательных тестов полной остановки впрыска только заранее выбранными линиями перегородок и состоящий в том, что для каждой линии перегородок ряда n вычисляют показатель сгорания, равный отношению присутствующего количества воздуха для горения к количеству топлива, впрыскиваемого в указанную линию перегородок ряда n, эмпирически определяют так называемое стехиометрическое предельное соотношение на основании измерений указанного параметра, характеризующего содержание недожога в дымовых газах, собираемых на выходе эталонной линии перегородок, отражающей наилучшее состояние линий перегородок печи, таким образом, чтобы стехиометрическое соотношение соответствовало измеренному порогу указанного характеристического параметра, ниже которого сгорание считается неполным, показатель горения всех линий перегородок сравнивают со стехиометрическим соотношением и считают неполным сгорание в любой линии перегородок ряда n, при котором соответствующий показатель сгорания ниже стехиометрического соотношения.In order to limit the number of injection stop tests and allow the system to quickly identify a baffle or baffle in an incomplete combustion situation, the method in accordance with the present invention further comprises at least one previous step, called the step of preselecting baffle lines that may be in an incomplete combustion situation , allowing to limit the number of injection stop tests at the indicated stage of sequential tests of complete stop of injection only by pre-selected partition lines and consisting in the fact that for each line of partitions of row n, a combustion index is calculated equal to the ratio of the amount of combustion air present to the amount of fuel injected into the specified line of partitions of row n, the so-called stoichiometric limit ratio is empirically determined based on measurements of the specified parameter characterizing the content underfiring in the flue gases collected at the output of the standard partition line, reflecting the best condition of the furnace partition lines, so that iometricheskoe ratio threshold corresponds to a measured characteristic of said parameter below which the combustion is incomplete, the rate of combustion baffles lines is compared with the stoichiometric ratio and is considered incomplete combustion in each line a number of partitions n, wherein the respective combustion index lower than the stoichiometric ratio.
Таким образом, выявлению линии перегородок в ситуации неполного сгорания при помощи теста полной остановки впрыска предпочтительно предшествует предварительный выбор линий перегородок, которые могут быть в этой ситуации неполного сгорания, благодаря вычислениям, с одной стороны, показателя сгорания для каждой из всех линий перегородок печи и, с другой стороны, указанного стехиометрического соотношения, определенного эмпирически на основании измерения характеристического параметра в эталонной линии перегородок, выбранной в качестве отражающей наилучшее состояние линий перегородок, и, наконец, посредством сравнения каждого показателя сгорания со стехиометрическим соотношением для того, чтобы установить, какую линию перегородок или какие линии перегородок можно считать линией или линиями, в которой сгорание является неполным.Thus, the identification of the partition lines in a situation of incomplete combustion using the test of complete stopping of injection is preferably preceded by the preliminary selection of the partition lines, which may be in this situation of incomplete combustion, due to the calculation, on the one hand, of the combustion index for each of all the partition walls of the furnace and, on the other hand, the specified stoichiometric ratio, determined empirically based on the measurement of the characteristic parameter in the reference line of the partitions, selected as reflecting the best condition of the partition lines, and finally, by comparing each combustion index with a stoichiometric ratio in order to establish which partition line or which partition lines can be considered a line or lines in which combustion is incomplete.
В предпочтительном варианте осуществления заявленного способа определения характеристик горения на указанном этапе предварительного выбора линий перегородок с неполным сгоранием можно вычислить показатель сгорания (RCcln) в линии перегородок ряда n, как пропорциональный квадратному корню статического отрицательного давления всасывания, измеренного в зоне предварительного нагрева для рассматриваемой линии перегородок, и обратно пропорциональный сумме значений мощности впрыска топлива из форсунок рамп нагрева, работающих на одной и той же линии перегородок ряда n.In a preferred embodiment of the inventive method for determining the combustion characteristics at the indicated stage of preliminary selection of the lines of partitions with incomplete combustion, the combustion index (RCcln) in the line of partitions of row n can be calculated as proportional to the square root of the static negative suction pressure measured in the preheating zone for the partition line in question , and inversely proportional to the sum of the values of the fuel injection power from the heating ramp nozzles operating on the same and t the same line of partitions of row n.
В частности, во время этого этапа предварительного выбора показатель сгорания линии перегородок ряда n можно легко вычислить, применив следующую формулу:In particular, during this pre-selection stage, the combustion index of the line of partition walls of row n can be easily calculated using the following formula:
где P1 и Р7 являются значениями давления, измеренными в перегородках ряда n камер, сообщающихся соответственно с всасывающей рампой и с так называемой рампой «нулевой точки» в зоне естественного охлаждения, N является числом рамп нагрева, как правило, равным 2 или 3, и InjHRi является общей мощностью впрыска в перегородке ряда n форсунок рампы нагрева ряда i, где i меняется от 1 до N.where P 1 and P 7 are the pressure values measured in the partitions of a number of n chambers communicating respectively with the suction ramp and with the so-called “zero point” ramp in the free cooling zone, N is the number of heating ramps, usually equal to 2 or 3, and InjHRi is the total injection power in the partition of the row of n nozzles of the heating ramp of row i, where i varies from 1 to N.
Кроме того, предпочтительно в рамках заявленного способа определения характеристик этап предварительного выбора линий перегородок с неполным сгоранием может также содержать этап, на котором линии перегородок с неполным сгоранием классифицируют в порядке, начиная от линии, где сгорание является самым неполным, и до линии, где сгорание является наименее неполным, применяя систему обозначения линий перегородок, согласно которой любой линии перегородок ряда n присваивают классификационный знак NCcln, получаемый при помощи следующей формулы:In addition, preferably, in the framework of the claimed method of characterization, the step of preselecting the lines of partitions with incomplete combustion can also include a stage in which the lines of partitions with incomplete combustion are classified in the order starting from the line where combustion is the most incomplete and to the line where combustion is the least incomplete, using the partition line designation system, according to which any partition line of row n is assigned the classification symbol NC cln , obtained using the following formulas s:
Кроме того, чтобы быстро получить информацию предварительного выбора, которую можно легко использовать, можно осуществить этап классификации линий перегородок, предпочтительно считая, что для линии перегородок ряда n в хорошем состоянии сгорание является полным, если NCcln<10, сгорание является неполным, если 10<NCcln<12, и сгорание является очень неполным и, следовательно, критическим, если NCcln>12.In addition, in order to quickly obtain pre-selection information that can be easily used, the step of classifying partition line lines can be carried out, preferably assuming that for a partition line of row n in good condition, combustion is complete if NC cln <10, combustion is incomplete if 10 <NC cln <12, and combustion is very incomplete and therefore critical if NC cln > 12.
Для обеспечения применения этого способа определения характеристик, который представляет особый интерес с точки зрения простоты средств обнаружения и обработки сигналов, выдаваемых этими средствами, в качестве параметра, характеризующего общее содержание недожога в дымовых газах, выбирают содержание моноксида углерода (СО), которое измеряют для определения указанного стехиометрического соотношения, во всасывающей трубе указанной всасывающей рампы, которая соединена с перегородкой эталонной линии перегородок в первой камере предварительного нагрева, при этом указанный порог этого характеристического параметра, которому соответствует стехиометрическое соотношение, составляет примерно 500 частей на миллион СО при измерении в указанной всасывающей трубе, что в стандартных условиях работы печи этого типа соответствует уровню в 1000 частей на миллион СО в точке воспламенения.To ensure the application of this method of characterization, which is of particular interest from the point of view of the simplicity of the means for detecting and processing signals emitted by these means, the content of carbon monoxide (CO), which is measured to determine the specified stoichiometric ratio, in the suction pipe of the specified suction ramp, which is connected to the partition of the reference line of the partitions in the first chamber before itelnogo heating, wherein said threshold of this characteristic parameter, which corresponds to the stoichiometric ratio of approximately 500 ppm CO in the measurement in said suction tube, in normal operating conditions the furnace of this type corresponds to a level of 1000 ppm CO ignition point.
Таким образом, поскольку в таких известных печах датчик моноксида углерода уже может присутствовать в коллекторах всасывающей рампы, способ в соответствии с настоящим изобретением можно применять без установки специальных приборов обнаружения и/или измерения, а только используя уже имеющиеся данные измерения, которые получают от датчиков контрольно-измерительных приборов, уже установленных на таких печах, при этом способ в соответствии с настоящим изобретением применяют только при помощи программного модуля, который можно просто и легко установить в современные программы управления такими печами.Thus, since in such known furnaces the carbon monoxide sensor may already be present in the collectors of the suction ramp, the method in accordance with the present invention can be applied without installing special detection and / or measurement devices, but only using the existing measurement data, which are received from the sensors measuring instruments already installed on such furnaces, and the method in accordance with the present invention is applied only with the help of a software module that can be simply and easily gently set in modern management programs such furnaces.
Кроме того, заявленный в настоящей заявке способ можно дополнить тем, что после этапов определения характеристик, позволяющих выявить и выбрать линии перегородок с неполным сгоранием, можно применить, по меньшей мере, один последующий этап, называемый этапом оптимизации горения.In addition, the method claimed in this application can be supplemented by the fact that after the steps of determining the characteristics, allowing to identify and select the lines of partitions with incomplete combustion, at least one subsequent step, called the combustion optimization step, can be applied.
Предпочтительно такая оптимизация горения состоит в автоматическом изменении параметров регулирования в зонах предварительного нагрева, нагрева и/или естественного охлаждения печи, чтобы сбалансировать стехиометрическое соотношение RS воздух для горения/топливо с целью достижения ситуации полного сгорания, которую можно определить простым переходом значения указанного характеристического параметра ниже параметрируемого порога.Preferably, such combustion optimization consists in automatically changing the control parameters in the preheating, heating and / or free cooling zones of the furnace in order to balance the stoichiometric ratio RS combustion air / fuel in order to achieve a complete combustion situation, which can be determined by simply passing the value of the specified characteristic parameter below parameterizable threshold.
Однако, при проведении этого этапа оптимизации, как было уточнено в предыдущем абзаце, или любым другим путем описанный в настоящей заявке способ предпочтительно можно осуществлять таким образом, чтобы после указанного этапа оптимизации активировать, по меньшей мере, один дополнительный этап определения характеристик горения, как он был определен выше, в линиях перегородок, не выбранных описанным выше способом среди линий перегородок, предположительно находящихся в состоянии неполного сгорания, если вышеупомянутый, по меньшей мере, один этап оптимизации горения не позволил достичь ситуации полного сгорания.However, during this optimization step, as specified in the previous paragraph, or in any other way, the method described in this application can preferably be carried out in such a way that after this optimization step, at least one additional step of determining the combustion characteristics is activated, as it was determined above, in partition lines not selected by the method described above among partition lines presumably in a state of incomplete combustion, if the aforementioned at least one n optimization stage combustion is not possible to reach a situation of complete combustion.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.Other features and advantages of the present invention will be more apparent from the following description, presented by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings.
На фиг.1 (уже описана) схематично показана конструкция печи с двумя вращающимися факелами и открытыми камерами, вид в плане;Figure 1 (already described) schematically shows the design of the furnace with two rotating torches and open chambers, a plan view;
на фиг.2 (уже описана) показана печь, изображенная на фиг.1, частичный вид в перспективе и в поперечном разрезе с вырывом;figure 2 (already described) shows the furnace depicted in figure 1, a partial perspective view and in cross section with a break;
на фиг.3 изображен двойной график, показывающий изменение, с одной стороны, измеряемого СО (в частях на миллион) и, с другой стороны, процентного содержания остаточного кислорода в дымах, собираемых во всасывающей трубе одной линии перегородок, в зависимости от общей мощности впрыска в линии перегородок, выраженной в процентах от установившейся максимальной мощности, по трем разным значениям статического отрицательного давления всасывания, измеряемым на уровне рампы измерения предварительного нагрева, связанной с первой камерой предварительного нагрева печи;figure 3 is a double graph showing the change, on the one hand, of the measured CO (in parts per million) and, on the other hand, the percentage of residual oxygen in the fumes collected in the suction pipe of one line of baffles, depending on the total injection power in the line of partitions, expressed as a percentage of the established maximum power, according to three different values of the static negative suction pressure, measured at the level of the preheating measurement ramp associated with the first chamber tion heating furnace;
на фиг.4 показана кривая определения характеристик горения в линии перегородок ряда n, показывающая измеряемое содержание СО (в частях на миллион) в одной линии перегородок в зависимости от соотношения горения RCcln;figure 4 shows a curve for determining the characteristics of combustion in the line of partitions of row n, showing the measured CO content (in parts per million) in one line of partitions depending on the ratio of combustion R Ccln ;
на фиг.5 изображена диаграмма, показывающая по оси абсцисс значение сгорания NCcln в линии перегородок ряда n, полученное в результате применения системы классификации сгорания согласно заявленному способу, и на оси ординат - измеряемое содержание СО (в частях на миллион) в каждой линии перегородок в соответствующей всасывающей трубе;figure 5 is a diagram showing the abscissa value of the combustion value NC cln in the line of partitions of row n, obtained as a result of applying the classification system of combustion according to the claimed method, and on the ordinate axis, the measured CO content (in parts per million) in each line of partitions in the appropriate suction pipe;
на фиг.6 показана диаграмма, соответствующая примеру теста полной остановки впрыска топлива последовательно в трех линиях перегородок α, β и γ и показывающая на оси ординат значение общего содержания СО (в частях на миллион), измеряемого во всасывающей рампе, в зависимости от времени (выражено в минутах), и позволяющая выявить для первой проверенной линии перегородок α снижение общего измеряемого содержания СО, связанное с тестом, превышающее порог, указывающий на состояние неполного сгорания в этой линии перегородок α.6 shows a diagram corresponding to an example of a test of a complete stop of fuel injection sequentially in three lines of baffles α, β and γ and showing on the ordinate axis the value of the total CO content (in parts per million), measured in the suction ramp, depending on time ( expressed in minutes), and allowing to detect for the first checked line of partition walls α a decrease in the total measured CO content associated with the test, exceeding a threshold indicating the state of incomplete combustion in this line of partition walls α.
Способ в соответствии с настоящим изобретением касается цикла определения характеристик горения в линии перегородок 6 печи 1 посредством анализа общего содержания моноксида углерода (СО) или любого другого параметра, характеризующего содержание недожога в дымах, собираемых во всасывающей рампе 11 топки печи 1, где это общее содержание СО измеряют при помощи датчика-анализатора СО 14 в коллекторе всасывающей рампы 11 (см. фиг.2), и способ определения характеристик горения в линиях перегородок 6 содержит первый этап оценки качества горения в каждой из линий перегородок 6 и предварительного выбора линий перегородок, определенных в результате оценки как линии в состоянии неполного сгорания, затем классификации линий перегородок с использованием системы обозначения, позволяющей выбрать линии перегородок предположительно с неполным сгоранием и определяемой в зависимости от соотношения воздуха для горения и топлива, присутствующих в каждой линии перегородок 6, и от стехиометрического соотношения RS, определяемого эмпирически посредством измерения в эталонной линии перегородок 6, отражающей наилучшее состояние линий перегородок печи.The method in accordance with the present invention relates to a cycle for determining the combustion characteristics in the line of
Этот первый этап способа определения характеристик горения позволяет предварительно выбрать линии перегородок 6, которые считаются в состоянии неполного сгорания, если их так называемое соотношение горения RC, которое является отношением воздуха для горения к топливу, присутствующих в каждой рассматриваемой линии перегородок 6, меньше вышеуказанного стехиометрического соотношения RS.This first step of the method for determining the combustion characteristics allows you to pre-select the line of
После этого этапа предварительного выбора линий перегородок, которые оценочно считаются в состоянии неполного сгорания, сразу следует этап выбора линий перегородок 6, рассматриваемых как линии в состоянии неполного сгорания, посредством классификации в соответствии с системой обозначения качества горения в линиях перегородок, которая основана, как было указано выше, на принципе стехиометрического соотношения расхода воздуха для горения и расхода топлива, присутствующих в каждой линии перегородок.After this stage of preliminary selection of the partition line, which is estimated to be in a state of incomplete combustion, immediately follows the step of selecting the
Действительно, максимальное количество топлива, которое можно впрыснуть в данный момент в линию перегородок 6, зависит от расхода воздуха в этой линии перегородок или от уровня статического разрежения, измеренного в этой линии перегородок в этот же момент. Ниже стехиометрического соотношения сгорание является неполным, и часть топлива, присутствующего в линии перегородок, сгорает не полностью, в результате чего образуется моноксид углерода (СО).Indeed, the maximum amount of fuel that can currently be injected into the
Это пороговое явление более наглядно видно из фиг.3, где тремя сплошными кривыми показано содержание СО, выраженное в частях на миллион, измеряемое анализатором 14 СО во всасывающей трубе На (см. фиг.2) рассматриваемой линии перегородок, в зависимости от количества впрыскиваемого топлива, выраженного в общей мощности впрыска в указанную рассматриваемую линию перегородок и оцениваемого в процентах от установленной максимальной мощности, при этом каждую из трех сплошных кривых измерения СО строят соответственно для трех разных значений статического отрицательного давления всасывания в рассматриваемой линии перегородок, соответствующих трем пунктирным линиям, показывающим количество остаточного кислорода в процентах в дымовых газах, собираемых во всасывающей трубе На рассматриваемой всасывающей рампы 11, причем эти три разных значения статического разрежения измеряют при помощи рампы 15 предварительного нагрева на уровне первой камеры 2 предварительного нагрева.This threshold phenomenon is more clearly seen from FIG. 3, where the three solid curves show the CO content, expressed in parts per million, measured by the
Таким образом, кривые 23, 24 и 25 содержания СО (в частях на миллион), измеряемого в указанной всасывающей трубе На, при изменении общей мощности впрыска примерно от 10% до 30% от установленной максимальной мощности со статическим отрицательным давлением всасывания соответственно -140 Па, -120 Па и -70 Па соответствуют пунктирным кривым 26, 27 и 28, показывающим соответствующее изменение (непрерывное снижение) процентного содержания остаточного кислорода, как показано на оси ординат справа на фиг.3, соответственно при одинаковых значениях отрицательного давления всасывания.Thus,
Следует отметить, что при общей мощности впрыска в линию перегородок 6, составляющей от 10% до 15% от установленной максимальной мощности, кривые 23, 24 и 25 измерения СО во всасывающей трубе На указанной линии перегородок 6 мало отличаются друг от друга и показывают низкое содержание СО (по существу ниже 500 частей на миллион), соответствующее сгоранию, которое считают полным, тогда как при значениях общей мощности впрыска, превышающих 15% установленной максимальной мощности, три кривые 23, 24 и 25 измерения СО расходятся сначала с постепенно увеличивающейся, затем по существу с постоянной крутизной, которая тем больше, чем меньше отрицательное давление всасывания по абсолютной величине. Кроме того, при общей мощности впрыска в одной линии перегородок, превышающей примерно 25% от установленной максимальной мощности, три кривые 23, 24 и 25 измерения СО дают результаты, превышающие 1000 частей на миллион, что соответствует сгоранию, которое является тем более неполным, чем ниже отрицательное давление всасывания по абсолютной величине. Одновременно кривые 26, 27 и 28, показывающие изменение процентного содержания остаточного кислорода, убывают по существу с постоянной отрицательной крутизной, мало отличающейся от одной кривой к другой.It should be noted that with a total injection power of 6 in the line of
На основании этого вывода для каждой линии перегородок 6 ряда n определяют показатель сгорания RCcln, который выражает отношение количества топлива, впрыскиваемого в указанную линию перегородок ряда n, к количеству воздуха для горения, присутствующего в этой же линии перегородок ряда n. Количество воздуха для горения, присутствующего в линии перегородок ряда n, соответствует расходу воздуха в этой линии перегородок ряда n, который можно определить посредством вычисления квадратного корня статического отрицательного давления всасывания в этой линии перегородок ряда n, измеренного в зоне предварительного нагрева А при помощи рампы 15 предварительного нагрева (см. фиг.1).Based on this conclusion, for each line of
Количество топлива, впрыскиваемого в линию перегородок ряда n, можно определить непосредственно путем сложения мощностей форсунок, которые работают на этой же линии перегородок.The amount of fuel injected into the line of partition walls of row n can be determined directly by adding the capacities of the nozzles that operate on the same line of partitions.
Таким образом, формула (1), выражающая отношение или показатель сгорания в этой линии перегородок ряда n, то есть RCcln, может иметь следующий вид:Thus, formula (1), which expresses the ratio or index of combustion in this line of partitions of row n, i.e., RCcln, can have the following form:
где P1 и Р7 являются значениями давления, измеренными в перегородках ряда n на уровне камер 2, сообщающихся соответственно с всасывающей рампой 11 для Р1 в зоне предварительного нагрева А и с рампой «точки 0» в зоне естественного охлаждения С, и где N является числом рамп 16 нагрева, как правило, равным 2 или 3, и InjHRi является суммой значений мощности впрыска форсунок рампы 16 нагрева ряда i, где i меняется от 1 до N (2 или 3), в линии перегородок ряда n. Кроме того, необходимо отметить, что, как правило, каждая рампа 16 нагрева содержит по две форсунки на перегородку 6 одной соответствующей камеры 2 таким образом, что, если N=3, как в примере, показанном на фиг.1 (с тремя рампами 16 нагрева), то питание топливом линии перегородок ряда n обеспечивают шесть форсунок. Таким образом, соотношение сгорания RCcln в линии перегородок ряда n пропорционально квадратному корню статического отрицательного давления всасывания, измеряемого в зоне предварительного нагрева А для этой рассматриваемой линии перегородок 6, и обратно пропорционально сумме значений мощности впрыска топлива форсунок рамп 16 нагрева, работающих на этой же линии перегородок 6 ряда n.where P 1 and P 7 are the pressure values measured in the partitions of row n at the level of the
Для этой линии перегородок 6 ряда n на фиг.4 показана заштрихованная и изогнутая зона 29, которая соответствует огибающей различных точек измерения СО, измеренного в частях на миллион в соответствующей всасывающей трубе 11а, в зависимости от изменения соответствующего соотношения сгорания RCcln. Пороговое значение RC, ниже которого сгорание считается неполным, то есть значение указанного стехиометрического соотношения RS определяют эмпирически посредством наблюдения значения СО в линии перегородок, отражающей наилучшее состояние перегородок печи.For this line of
Сверх значения в 1000 частей на миллион не разбавленного СО, которое приблизительно соответствует значению 500 частей на миллион, измеренному на датчике СО 14 во всасывающей трубе На (фиг.2) с учетом разбавления в печи 1, сгорание считают неполным.In excess of the value of 1000 ppm of undiluted CO, which approximately corresponds to the value of 500 ppm measured on the
Таким образом, на фиг.4 порог неполного сгорания показан в значении 500 частей на миллион измеренного СО, что соответствует значению стехиометрического соотношения RS, примерно равному 6, на пересечении заштрихованной зоны 29 огибающей точек измерения СО и порога неполного сгорания в 500 частей на миллион.Thus, in Fig. 4, the incomplete combustion threshold is shown to be 500 ppm of the measured CO, which corresponds to a stoichiometric ratio RS of about 6 at the intersection of the hatched
Таким образом, осуществляют предварительный выбор линий перегородок 6, которые могут находиться в ситуации неполного сгорания, при этом уточняется также, что содержание СО, выбранное в этом примере выполнения в качестве параметра, характеризующего общее содержание недожога в домовых газах, измеряют для определения стехиометрического соотношения RS в той из всасывающих труб На всасывающей рампы 11, которая соединена с той из перегородок 6, которая находится на пересечении эталонной линии перегородок и первой камеры 2 предварительного нагрева, при этом порог содержания СО, которому соответствует стехиометрическое соотношение RS, примерно составляет 500 частей на миллион СО, измеренного в этой всасывающей трубе На, что в стандартных условиях работы печи 1 этого типа соответствует уровню в 1000 частей на миллион СО в точке воспламенения.Thus, a preliminary selection is made of the lines of the
На основании вычисления показателя сгорания RCcln выводят также, по меньшей мере, для линий перегородок 6, которые отнесены к линиям в состоянии неполного сгорания при сравнении их показателя сгорания RCcln со стехиометрическим соотношением RS, и предпочтительно для всех линий перегородок 6 печи 1, знак, позволяющий классифицировать линии перегородок в убывающем порядке, начиная от линии с наиболее неполным сгоранием до линии с наименее неполным сгоранием и даже с наиболее полным сгоранием, если все линии перегородок обозначены, например, при помощи системы обозначения от 0 до 20, определенной таким образом, чтобы сверх значения 10 стехиометрический предел был превышен и сгорание считается неполным в соответствующей линии перегородок.Based on the calculation of the combustion index RCcln, it is also derived, at least for the
Например, при классификации линий перегородок, предварительно выбранных как линии с неполным сгоранием, как было указано выше, эти линии перегородок классифицируют в порядке, начиная от линии, в которой сгорание является наиболее неполным, до линии, в которой сгорание является наименее неполным, применяя систему обозначения линий перегородок, согласно которой любой линии перегородок 6 ряда n присваивают знак классификации NCcln, получаемый при помощи следующей формулы (2):For example, when classifying partition line preliminarily selected as incomplete combustion lines, as mentioned above, these partition lines are classified in order from the line in which combustion is most incomplete to the line in which combustion is the least incomplete, using the system designations of partition lines, according to which any
где RCcln и RS являются определенными выше соотношениями, то есть показателем сгорания в перегородке ряда n и стехиометрическим соотношением.where RCcln and RS are the ratios defined above, that is, the combustion index in the partition of row n and the stoichiometric ratio.
Поскольку линии перегородок обозначены от 0 до 20 в зависимости от их соответствующего соотношения RCcln/RS, то считают, что, если знак сгорания NCcln меньше 10, сгорание является полным, тогда как, если этот знак сгорания NCcln составляет от 10 до 12, сгорание является неполным, при этом сгорание является очень неполным и, следовательно, критическим, если знак NCcln превышает 12.Since the partition lines are denoted from 0 to 20 depending on their respective ratio RCcln / RS, it is believed that if the combustion sign NCcln is less than 10, combustion is complete, whereas if this combustion sign NCcln is from 10 to 12, combustion is incomplete, while combustion is very incomplete and, therefore, critical if the sign of NCcln exceeds 12.
Результат такого обозначения представлен в качестве примера на фиг.5, на которой знаки NCcln показаны в виде круглых точек на сплошной кривой, которая пересекает три заштрихованные прямоугольные зоны, из которых одна зона 30 находится между знаками 0 и 10 по оси абсцисс и между 0 и порогом неполного сгорания в 500 частей на миллион измеренного СО для линий перегородок с полным сгоранием, вторая зона 31 находится по оси абсцисс между знаками 10 и 12 и по оси ординат между значениями 500 и 1000 частей на миллион измеренного СО для линии или линий перегородок с неполным сгоранием, и, наконец, третья зона 32 находится при знаках выше 12 по оси абсцисс и при измеренном СО более 1000 частей на миллион по оси ординат для любой линии перегородок с очень неполным, то есть критическом сгоранием.The result of such a notation is presented as an example in FIG. 5, in which the signs of NCcln are shown as round dots on a solid curve that intersects three shaded rectangular zones, of which one
Таким образом, при помощи такого обозначения выбирают линии перегородок, которые считаются в состоянии неполного сгорания со знаками выше 10 и каждую из которых затем подвергают этапу идентификации линий перегородок с неполным сгоранием при помощи теста полной остановки впрыска топлива в течение определенного времени и последовательно на выбранных линиях перегородок, начиная с линии, имеющей наивысший знак, и осуществляя тест последовательно на линиях перегородок, знаки сгорания которых расположены в убывающем порядке.Thus, using this designation, the partition lines are selected that are considered to be incomplete combustion with signs above 10 and each of which is then subjected to the step of identifying the partition lines with incomplete combustion using the test to stop the fuel injection for a certain time and sequentially on the selected lines partitions, starting from the line with the highest sign, and performing the test sequentially on the lines of partitions, the combustion signs of which are arranged in decreasing order.
На фиг.6 схематично показан ход теста полной остановки впрыска топлива последовательно на трех линиях перегородок ряда α, β и γ, значения сгорания NC которых постепенно убывают. На фиг.6 на оси ординат показано общее содержание СО, измеренное в частях на миллион в коллекторе всасывающей рампы 11 при помощи датчика СО 14 (см. фиг.2), и на оси абсцисс показано время в минутах. Кривая 33 показывает изменение во времени общего содержания СО, измеренного в коллекторе всасывающей рампы 11. В момент t1 на линии перегородок 6 ряда а производят полную остановку подачи топлива через форсунки рамп 16 нагрева, работающих на этой линии перегородок а, путем практически мгновенного отключения, начиная от первоначального значения (при тесте полной остановки) расхода впрыска топлива до нулевого расхода, что соответствует левой стороне с опускающейся стрелкой прямоугольника «α», символически отображающей команду питания топливных форсунок этой линии перегородок а во время этого теста полной остановки впрыска. Впрыск прекращают во время интервала времени t1 t2, достаточного, чтобы измерение содержания СО стабилизировалось до момента t2 конца полного отключения впрыска. Кривая 33 содержания СО показывает падение до стабилизированного значения, например, 500 частей на миллион во время интервала t1 t2 таким образом, что можно измерить значение ΔСО, соответствующее разности между первоначальным значением в момент t1 и конечным значением в момент t2 содержания СО в результате этого прекращения питания. Затем в момент t2 подачу топлива в эту линию перегородок возобновляют при первоначальном значении, что показано на правой стороне прямоугольника «α» на фиг.6 поднимающейся стрелкой. Затем проходит интервал времени t2 t3 продолжительностью, слегка превышающей или по существу равной интервалу t1 t2, который составляет примерно 2 минуты, чтобы в момент t3 начать такой же тест полной остановки впрыска топлива на линии перегородок ряда β, зная при этом, что во время реализации теста полной остановки на конкретной линии перегородок не вносят никаких изменений в ход процесса обжига во всех других линиях перегородок. Продолжительность второго теста на линии перегородок β, соответствующая интервалу t3 t4, является такой же, что и продолжительность t1 t2, и кривая содержания СО, которая после завершения теста на линии перегородок а вернулась на нормальный уровень, показывает в результате теста на линии перегородок β лишь ограниченное снижение содержания СО, измеренного после полной остановки впрыска топлива в линии перегородок β во время интервала t3 t4. Так же проходит и третий тест полной остановки впрыска, проводимый на линии перегородок γ во время интервала t5 t6 такой же продолжительности примерно в 2 минуты, что и продолжительность других тестов t1 t2 и t3 t4, поэтому каждый раз измерение содержания СО во время каждого теста может стабилизироваться после этого отключения впрыска топлива, и оно может опять стабилизироваться по завершении отключения подачи топлива в течение интервала времени, разделяющего два последовательных теста.6 schematically shows the progress of the test of a complete stop of fuel injection sequentially on three lines of partitions of a row α, β and γ, the combustion values of NC of which gradually decrease. 6, the ordinate axis shows the total CO content measured in parts per million in the collector of the
При каждом тесте вытекающее из него снижение содержания СО, то есть ΔСО сравнивают с первоначальным значением Х в процентах содержания СО в начале этого теста, и, как в случае линии перегородок α, если ΔСО превышает Х% COi, линию перегородок α идентифицируют как линию в состоянии неполного сгорания, чего нельзя сказать о линиях перегородок β и γ, если рассматривать кривую 33 на фиг.6.In each test, the decrease in CO content resulting from it, i.e., ΔCO, is compared with the initial value of X in percentage of CO at the beginning of this test, and, as in the case of the line of partitions α, if ΔCO exceeds X% COi, the line of partitions α is identified as a line in incomplete combustion state, which cannot be said about the lines of the partitions β and γ, if we consider the
Таким образом, тест полной остановки впрыска топлива осуществляют, линия за линией, на линиях перегородок, предварительно выбранных по своему обозначению сгорания NC. Важно, чтобы на линиях перегородок 6 не проводилось никаких других действий, кроме теста полной остановки впрыска, в течение всей продолжительности этого теста, чтобы не нарушать характеризацию горения. Действительно, это определение характеристик зависит от вычисления изменения содержания СО, измеренного между начальным моментом теста и конечным моментом, при этом следует отметить, что измерения содержания СО всегда остаются общими. Резкое изменение направления кривой 33 вниз и затем ее подъем на фиг.6 отражают влияние полной остановки впрыска топлива в линии перегородок а на содержание СО в коллекторе всасывающей рампы 11, где учитываются дымовые газы, удаляемые из всех линий перегородок печи.Thus, a test of a complete stop of fuel injection is carried out, line by line, on the lines of the partitions pre-selected by their NC combustion designation. It is important that no other actions are carried out on the lines of the
Что касается порога Х % значения содержания COi в начале каждого теста полной остановки впрыска, это значение Х зависит, в частности, от числа перегородок 7 на каждую камеру 2 печи, а также от точности измерения и от пороговых значений обнаружения датчиком СО 14. Как правило, Х % выбирают в диапазоне от 5% до 10%. Обычно для печи 1 с 9-ю перегородками 6 на одну камеру 2 система определения характеристик с применением заявленного способа должна позволять обнаруживать, по меньшей мере, одну перегородку ряда n из 9-ти перегородок 6, в которой сгорание стремится стать неполным. Если считать, что потоки, циркулирующие в каждой линии перегородок, то есть в каждой перегородке являются эквивалентными, снижение содержания СО в результате остановки впрыска топлива в перегородке ряда n будет, по меньшей мере, равно ΔCon=500 частей на миллион/9=56 частей на миллион с учетом разбавления, то есть примерно Х=10% содержания СО, измеренного в коллекторе всасывающей рампы 11, где это содержание равно не менее 500 частей на миллион.As for the threshold X% of the value of the COi content at the beginning of each test to stop the injection completely, this value of X depends, in particular, on the number of
Выбрав, таким образом, линии перегородок, которые считаются в состоянии неполного сгорания, при помощи стехиометрического соотношения RS, показателей сгорания RC линий перегородок, сравнения показателей сгорания со стехиометрическим соотношением и присвоения знаков NC линиям перегородок, затем после идентификации линий перегородок с неполным сгоранием при помощи теста полной остановки впрыска топлива можно применить последующий этап, называемый этапом оптимизации горения.Thus, choosing the partition lines that are considered to be incomplete by using the stoichiometric ratio RS, the combustion parameters of the RC partition lines, comparing the combustion indicators with the stoichiometric ratio and assigning the NC signs to the partition lines, then after identifying the partition lines with incomplete combustion using the test of a complete stop of fuel injection, you can apply the next stage, called the stage of optimization of combustion.
Такой этап может состоять в изменении, предпочтительно в автоматическом изменении параметров регулирования, по меньшей мере, в одной из зон естественного охлаждения С, нагрева В и предварительного нагрева А, чтобы по мере возможности сбалансировать показатели сгорания по стехиометрическому соотношению воздух для горения/топливо с целью возврата к ситуации полного сгорания в максимально возможном числе линий перегородок, причем этот переход к ситуации полного сгорания может быть определен переходом измеренного значения содержания СО или переходом значения, по меньшей мере, одного другого параметра, характеризующего общее содержание недожога в дымовых газах, к значению ниже параметрируемого порога.Such a step may consist in changing, preferably in automatically changing the control parameters, in at least one of the free cooling zones C, heating B and preheating A, so that, as far as possible, the combustion parameters are balanced according to the stoichiometric ratio of combustion air / fuel in order to return to the situation of complete combustion in the maximum possible number of lines of partitions, and this transition to the situation of complete combustion can be determined by the transition of the measured value of the content of CO or by passing the value of at least one other parameter characterizing the total content of underburning in flue gases to a value below a parameterizable threshold.
Однако, если этап или этапы оптимизации горения, представленные в общих чертах выше, не позволили вернуться к ситуации полного сгорания для всех линий перегородок печи 1, тогда заявленный способ предусматривает, по меньшей мере, один дополнительный этап определения характеристик горения, который осуществляют при помощи теста полной остановки впрыска на тех из линий перегородок, предварительно не выбранных согласно заявленному способу, среди линий перегородок, предположительно находящихся в состоянии неполного сгорания, единственно по той причине, что их показатель сгорания RC был вычислен в значении ниже стехиометрического соотношения RS. Кроме того, этот дополнительный этап определения характеристик позволяет выявить перегородки с удовлетворительными стехиометрическими условиями, имеющими обозначение сгорания NC ниже 10 в описанном выше примере системы обозначения, но физические условия которых создают проблемы сгорания, так как перегородки были деформированы, зажаты или более или менее полностью закупорены.However, if the stage or stages of combustion optimization, outlined above, did not return to the situation of complete combustion for all lines of the walls of the
Claims (16)
где P1 и P7 являются значениями давления, измеренными в перегородках (6) ряда n камер (2), сообщающихся соответственно с всасывающей рампой (11) и с рампой (17) «нулевой точки» в зоне естественного охлаждения (С), N является числом рамп (16) нагрева, как правило, равным 2 или 3, и InjHRi является общей мощностью впрыска в перегородке ряда n форсунок рампы (16) нагрева ряда i, где i меняется от 1 до N.4. The method according to claim 3, characterized in that during the specified stage of the preliminary selection, the combustion index of the line of the partitions (6) of row n is calculated by the following formula:
where P 1 and P 7 are the pressure values measured in the partitions (6) of a number of n chambers (2) communicating respectively with the suction ramp (11) and with the “zero point” ramp (17) in the free cooling zone (C), N is the number of heating ramps (16), usually equal to 2 or 3, and InjHRi is the total injection power in the partition of a row of n nozzles of the heating ramp (16) of row i, where i varies from 1 to N.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2009/051682 WO2011027042A1 (en) | 2009-09-07 | 2009-09-07 | Method for characterizing the combustion in lines of partitions of a furnace having rotary firing chamber(s) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012113704A RU2012113704A (en) | 2013-10-20 |
| RU2500961C1 true RU2500961C1 (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=41800521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012113704/02A RU2500961C1 (en) | 2009-09-07 | 2009-09-07 | Method for determining characteristics of combustion in lines of baffle plates of multichamber furnace with rotating flame |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2475948B1 (en) |
| CN (1) | CN102597678B (en) |
| AU (1) | AU2009352124B2 (en) |
| CA (1) | CA2772693C (en) |
| RU (1) | RU2500961C1 (en) |
| WO (1) | WO2011027042A1 (en) |
| ZA (1) | ZA201201211B (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2753889B1 (en) * | 2011-09-08 | 2015-11-18 | Fives Solios S.A. | Device and method for optimising combustion in partition lines of a chamber kiln for firing carbon blocks |
| CA2924723C (en) * | 2013-10-02 | 2020-10-27 | Solios Carbone | Method for injecting gaseous fuel into a rotary flame chamber furnace |
| FR3012590B1 (en) * | 2013-10-31 | 2018-01-05 | Solios Carbone | METHOD FOR CONTROLLING A ROTATING FIRE CHAMBER (X) FOR THE COOKING OF CARBON BLOCKS |
| EP4208681A1 (en) * | 2020-09-03 | 2023-07-12 | Innovatherm Prof. Dr. Leisenberg GmbH & Co. KG | Furnace and method for operating a furnace |
| CN115187607B (en) * | 2022-09-14 | 2022-11-22 | 山东鑫亚格林鲍尔燃油系统有限公司 | Oil sprayer spraying form detection method based on image processing |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4284404A (en) * | 1979-02-05 | 1981-08-18 | Genevois Jean L | Continuous ring baking furnaces of the Hoffmann type |
| FR2600152A1 (en) * | 1986-06-17 | 1987-12-18 | Pechiney Aluminium | Device and method for optimising combustion in batch furnaces for firing carbon blocks |
| US6027339A (en) * | 1998-06-11 | 2000-02-22 | Aluminium Pechiney | Ring furnace with central tubular flow |
| FR2918164A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-02 | Solios Environnement Sa | METHOD OF MONITORING A SMOKE DUCT CONNECTING A COOKING FURNACE OF CARBON BLOCKS TO A FUME TREATMENT CENTER |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2616525B1 (en) * | 1987-06-09 | 1989-09-08 | Pechiney Aluminium | DEVICE AND METHOD FOR SEALING THE PARTITIONS OF A ROTATING FIRE CHAMBER OVEN FOR COOKING CARBON BLOCKS |
| CN101172652B (en) * | 2007-10-29 | 2012-03-21 | 贾绍才 | Alum mine calcium method marching type roasting method and roasting furnace |
-
2009
- 2009-09-07 RU RU2012113704/02A patent/RU2500961C1/en not_active IP Right Cessation
- 2009-09-07 AU AU2009352124A patent/AU2009352124B2/en not_active Ceased
- 2009-09-07 CA CA2772693A patent/CA2772693C/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-07 EP EP09745074.6A patent/EP2475948B1/en active Active
- 2009-09-07 WO PCT/FR2009/051682 patent/WO2011027042A1/en not_active Ceased
- 2009-09-07 CN CN200980161301.XA patent/CN102597678B/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-02-17 ZA ZA2012/01211A patent/ZA201201211B/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4284404A (en) * | 1979-02-05 | 1981-08-18 | Genevois Jean L | Continuous ring baking furnaces of the Hoffmann type |
| FR2600152A1 (en) * | 1986-06-17 | 1987-12-18 | Pechiney Aluminium | Device and method for optimising combustion in batch furnaces for firing carbon blocks |
| US6027339A (en) * | 1998-06-11 | 2000-02-22 | Aluminium Pechiney | Ring furnace with central tubular flow |
| FR2918164A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-02 | Solios Environnement Sa | METHOD OF MONITORING A SMOKE DUCT CONNECTING A COOKING FURNACE OF CARBON BLOCKS TO A FUME TREATMENT CENTER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2475948B1 (en) | 2014-12-10 |
| WO2011027042A1 (en) | 2011-03-10 |
| AU2009352124A1 (en) | 2012-03-08 |
| CA2772693C (en) | 2017-01-03 |
| CA2772693A1 (en) | 2011-03-10 |
| RU2012113704A (en) | 2013-10-20 |
| EP2475948A1 (en) | 2012-07-18 |
| CN102597678B (en) | 2014-08-20 |
| ZA201201211B (en) | 2013-05-29 |
| AU2009352124B2 (en) | 2014-05-01 |
| CN102597678A (en) | 2012-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2500961C1 (en) | Method for determining characteristics of combustion in lines of baffle plates of multichamber furnace with rotating flame | |
| CN107152695B (en) | Heating furnace visualization combustion control system and control method based on many reference amounts detection | |
| KR910006273B1 (en) | Furnace System | |
| US20110085030A1 (en) | Image sensing system, software, apparatus and method for controlling combustion equipment | |
| JP6773066B2 (en) | Abnormality judgment method and abnormality judgment device of oxygen concentration meter installed in the continuous heating furnace | |
| EP3830482B1 (en) | Systems and methods for detecting discrepancy in a combustion system | |
| AU746270B2 (en) | Method and device for regulating burning ring furnaces | |
| US6277268B1 (en) | System and method for monitoring gaseous combustibles in fossil combustors | |
| RU2524293C2 (en) | Method and system for control over operation of unit for drying of carbon block | |
| KR101053292B1 (en) | Combustible gas combustion control method in furnace | |
| US9927175B2 (en) | Monitoring method | |
| EP3299784A1 (en) | Interpreting thermal paint | |
| RU2639703C2 (en) | Method for automatic determination of specific consumption of circulating gases of coke dry quenching plant and device for its implementation (versions) | |
| RU2682077C2 (en) | Method for regulating rotating-fire multiple-chamber furnace for baking carbonaceous blocks | |
| RU2473031C2 (en) | Method of detecting at least partially sealed partition wall for multichamber furnace | |
| Butcher | Performance control strategies for oil-fired residential heating systems | |
| WO1997010473A1 (en) | Method of monitoring a power firing process in a power station | |
| KR101070065B1 (en) | Hot stove combustion control apparatus capable of controlling carbon dioxide | |
| JPH09302351A (en) | Control method of input heat quantity for each kiln of coke oven | |
| JP2653627B2 (en) | Incomplete combustion detection device for combustion equipment | |
| RU2551714C2 (en) | Method to monitor and control coefficient of oxidant excess during fuel combustion | |
| RU2006751C1 (en) | Method of check of change of concentration of nitric oxides in exhaust gases of gas-turbine plant | |
| CN119290437A (en) | Combustion balance AI intelligent detection and diagnosis methods, systems, equipment and products | |
| Roslyakov et al. | Investigation of the nonuniformity of the concentration fields of substances in the gas path of boilers | |
| JPH01210720A (en) | Burning condition monitoring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190908 |