RU2012113704A

RU2012113704A - Способ определения характеристик горения в линиях перегородок многокамерной печи с вращающимся пламенем

Info

Publication number: RU2012113704A
Application number: RU2012113704/02A
Authority: RU
Inventors: Никола ФИОТ; Пьер МАЁ
Original assignee: Солиос Карбон
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2013-10-20
Also published as: EP2475948A1; CN102597678B; AU2009352124A1; CA2772693C; ZA201201211B; WO2011027042A1; EP2475948B1; RU2500961C1; AU2009352124B2; CN102597678A; CA2772693A1

Abstract

1. Способ определения характеристик горения в линиях перегородок многокамерной печи, называемой «печью с вращающимся пламенем», предназначенной для обжига углеродистых блоков (5), посредством анализа значения, по меньшей мере, одного параметра, характеризующего общее содержание недожога в дымовых газах и остаточного воздуха, поступающих из указанных линий перегородок (6) и собираемых во всасывающей рампе (11) указанной печи (1), при этом указанная печь (1) содержит последовательный ряд камер (2) предварительного нагрева, нагрева, естественного охлаждения и принудительного охлаждения, последовательно расположенных вдоль продольной оси (XX) печи (1), при этом каждая камера (2) состоит из расположенных рядом друг с другом поперечно к указанной продольной оси (XX) и чередующихся ячеек (4), в которые помещают предназначенные для обжига углеродистые блоки (5), и из полых нагревательных перегородок (6), сообщающихся и находящихся на одной линии с перегородками (6) других камер (2) параллельно продольной оси (XX) печи (1), при этом в линиях перегородок (6) циркулируют воздух охлаждения и горения и дымовые газы, при этом указанная всасывающая рампа (11) соединена при предварительном нагреве с каждой из перегородок (6) первой камеры (2) соответственно одной из всасывающих труб (11а), при этом необходимый воздух для горения частично нагнетается рампой (18) обдува зоны естественного охлаждения (С), соединенной, по меньшей мере, с одним вентилятором, и частично проходит за счет разрежения через линии перегородок (6), при этом топливо, необходимое для обжига углеродистых блоков (5), частично впрыскивается через, по меньшей мере, две рампы (16) нагрева (В), к�

Claims

1. Способ определения характеристик горения в линиях перегородок многокамерной печи, называемой «печью с вращающимся пламенем», предназначенной для обжига углеродистых блоков (5), посредством анализа значения, по меньшей мере, одного параметра, характеризующего общее содержание недожога в дымовых газах и остаточного воздуха, поступающих из указанных линий перегородок (6) и собираемых во всасывающей рампе (11) указанной печи (1), при этом указанная печь (1) содержит последовательный ряд камер (2) предварительного нагрева, нагрева, естественного охлаждения и принудительного охлаждения, последовательно расположенных вдоль продольной оси (XX) печи (1), при этом каждая камера (2) состоит из расположенных рядом друг с другом поперечно к указанной продольной оси (XX) и чередующихся ячеек (4), в которые помещают предназначенные для обжига углеродистые блоки (5), и из полых нагревательных перегородок (6), сообщающихся и находящихся на одной линии с перегородками (6) других камер (2) параллельно продольной оси (XX) печи (1), при этом в линиях перегородок (6) циркулируют воздух охлаждения и горения и дымовые газы, при этом указанная всасывающая рампа (11) соединена при предварительном нагреве с каждой из перегородок (6) первой камеры (2) соответственно одной из всасывающих труб (11а), при этом необходимый воздух для горения частично нагнетается рампой (18) обдува зоны естественного охлаждения (С), соединенной, по меньшей мере, с одним вентилятором, и частично проходит за счет разрежения через линии перегородок (6), при этом топливо, необходимое для обжига углеродистых блоков (5), частично впрыскивается через, по меньшей мере, две рампы (16) нагрева (В), каждая из которых проходит соответственно, по меньшей мере, перед одной из двух смежных камер (2) зоны нагрева и каждая из которых выполнена с возможностью впрыска топлива в каждую из перегородок (6) соответствующей камеры (2) зоны нагрева (В), при этом регулирование горения печи (1) в основном включает регулирование по температуре и/или по давлению зон предварительного нагрева (А), нагрева (В) и естественного охлаждения (С) по каждой линии перегородок в соответствии с заранее определенными законами заданных величин температуры и/или давления, при этом указанный способ определения характеристик горения отличается тем, что содержит, по меньшей мере, один этап последовательных тестов полной остановки впрыска топлива, которые производят последовательно в каждой линии перегородок (6), продолжительностью, достаточной, чтобы измерение указанного параметра, характеризующего общее содержание недожога в дымовых газах, стабилизировалось, не применяя при этом других действий на линиях перегородок (6), 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 (6), чтобы выявить одну или несколько линий перегородок (6) 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 (6) в одной камере (2), от пороговых значений обнаружения и от точности измерения, по меньшей мере, одного датчика указанного характеристического параметра.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один предшествующий этап, называемый этапом предварительного выбора линий перегородок (6), которые могут быть в ситуации неполного сгорания, позволяющий ограничить число тестов остановки впрыска на указанном этапе последовательных тестов полной остановки впрыска только предварительно выбранными линиями перегородок (6) и состоящий в том, что для каждой линии перегородок (6) ряда n вычисляют показатель сгорания (RC_cln), равный отношению присутствующего количества воздуха для горения к количеству топлива, впрыскиваемого в указанную линию перегородок (6) ряда n, эмпирически определяют так называемое стехиометрическое предельное соотношение (RS) на основании измерений указанного параметра, характеризующего содержание недожога в дымовых газах, собираемых на выходе эталонной линии перегородок (6), отражающей наилучшее состояние линий перегородок (6) печи, таким образом, чтобы стехиометрическое соотношение (RS) соответствовало измеренному порогу указанного характеристического параметра, ниже которого сгорание считается неполным, показатель сгорания (RC_cln) всех линий перегородок сравнивают со стехиометрическим соотношением (RS) и считают неполным сгорание в любой линии перегородок (6) ряда n, при котором соответствующий показатель сгорания (RC_cln) ниже стехиометрического соотношения (RS).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на указанном этапе предварительного выбора линий перегородок (6) с неполным сгоранием вычисляют показатель сгорания (RCcln) в линии перегородок (6) ряда n, как пропорциональный квадратному корню статического отрицательного давления всасывания, измеренного в зоне предварительного нагрева (А) для рассматриваемой линии перегородок (6), и обратно пропорциональный сумме значений мощности впрыска топлива форсунок рамп (16) нагрева, работающих на одной и той же линии перегородок (6) ряда n.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что во время указанного этапа предварительного выбора показатель сгорания линии перегородок (6) ряда n вычисляют, применяя следующую формулу:

(1) R C_{c \ln} = 10 \times \sqrt{| P_{1} - P_{7} |} \times (\frac{N}{\sum_{i = 1}^{N} I n j H R i})

,

где P₁ и Р₇ являются значениями давления, измеренными в перегородках (6) ряда n камер (2), сообщающихся соответственно с всасывающей рампой (11) и с так называемой 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.

5. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что указанный этап предварительного выбора линий перегородок (6) с неполным сгоранием содержит также этап, на котором линии перегородок (6) 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 (6), согласно которой любой линии перегородок (6) ряда n присваивают классификационный знак NC_cln, получаемый при помощи следующей формулы:

(2) N C_{c \ln} = 20 - 10 (\frac{R C_{c \ln}}{R S})

.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что этап классификации линий перегородок (6) осуществляют, считая, что для линии перегородок (6) ряда n в хорошем состоянии сгорание является полным, если NC_cln<10, сгорание является неполным, если 10<NC_cln<12, и сгорание является очень неполным и, следовательно, критическим, если NC_cln>12.

7. Способ по любому из пп.1-4, 6, отличающийся тем, что 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 (11а) указанной всасывающей рампы (11), которая соединена с перегородкой (6) эталонной линии перегородок (6) в первой камере (2) предварительного нагрева, при этом указанный порог этого характеристического параметра, которому соответствует стехиометрическое соотношение (RS), составляет примерно 500 частей на миллион СО при измерении в указанной всасывающей трубе (11а), что в стандартных условиях работы печи этого типа соответствует уровню в 1000 частей на миллион СО в точке воспламенения.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что 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 (11а) указанной всасывающей рампы (11), которая соединена с перегородкой (6) эталонной линии перегородок (6) в первой камере (2) предварительного нагрева, при этом указанный порог этого характеристического параметра, которому соответствует стехиометрическое соотношение (RS), составляет примерно 500 частей на миллион СО при измерении в указанной всасывающей трубе (11а), что в стандартных условиях работы печи этого типа соответствует уровню в 1000 частей на миллион СО в точке воспламенения.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что после этапов определения характеристик, позволяющих выявить и выбрать линии перегородок (6) с неполным сгоранием, применяют, по меньшей мере, один последующий этап, называемый этапом оптимизации горения.

10. Способ по любому из пп.2-4, 6, 8, отличающийся тем, что после этапов определения характеристик, позволяющих выявить и выбрать линии перегородок (6) с неполным сгоранием, применяют, по меньшей мере, один последующий этап, называемый этапом оптимизации горения.

11. Способ по п.5, отличающийся тем, что после этапов определения характеристик, позволяющих выявить и выбрать линии перегородок (6) с неполным сгоранием, применяют, по меньшей мере, один последующий этап, называемый этапом оптимизации горения.

12. Способ по п.7, отличающийся тем, что после этапов определения характеристик, позволяющих выявить и выбрать линии перегородок (6) с неполным сгоранием, применяют, по меньшей мере, один последующий этап, называемый этапом оптимизации горения.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что оптимизация горения состоит в автоматическом изменении параметров регулирования в зонах предварительного нагрева (А), нагрева (В) и/или естественного охлаждения (С) печи (1), 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.

14. Способ по п.10, отличающийся тем, что оптимизация горения состоит в автоматическом изменении параметров регулирования в зонах предварительного нагрева (А), нагрева (В) и/или естественного охлаждения (С) печи (1), 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.

15. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что оптимизация горения состоит в автоматическом изменении параметров регулирования в зонах предварительного нагрева (А), нагрева (В) и/или естественного охлаждения (С) печи (1), 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.

16. Способ по п.9 или 13, отличающийся тем, что после указанного этапа оптимизации активируют, по меньшей мере, один дополнительный этап определения характеристик горения по п.1 в линиях перегородок (2), предварительно не выбранных по п.2 среди линий перегородок (6), предположительно находящихся в состоянии неполного сгорания, если этап оптимизации горения по п.9 или п.13 не позволил достичь ситуации полного сгорания.