191976. lajstromszámú szabadalom • Berendezés alagútkemence tanácsadói vezérlésére
23 191976 24 és a rakomány összetett magfüggvénye: R’ ha z<;y O ha Y<Z Az integrálegyenlet-rendszer megoldásához végül meg kell határozni a füstgáz és a rakomány közötti hőforgalmat leíró F(T) kW/m3 függvényt, műveleti egységenként. A hóforgalmat a gázfázis Tg “C és a rakomány Tsz °C hőmérsékletének különbsége és a gázfázis és a rakomány közötti U W/ra3.K hőátadási tényező és fajlagos felület szorzatai adják, figyelembe véve az esetleges egyéb hőátadások befolyását is. Az U értéke az alapadatok között adott. A Tg és a Tsz értékeit a legkedvezőbb technológia kívánalmai szerint előre felvesszük. A hőforgalmat leíró függvény az 1 ME műveleti egységben: Fi = Ui (Tgi - Tszi) A 2 ME műveleti egységben a Dressler-kamrák sugárzásából származó hőkőzlés miatt a gázfázis és a rakomány közötti hőforgalom ennyivel csökkenthető: Fe = U2 (Tg2 - Tsz2) - S (TgZ + 273)4, ahol S, a korrigált sugárzási együttható az alapadatok között adott. A 3 ME műveleti egység a Dressler-kamrák másik részét tartalmazza, vagyis F3 azonos F2-vel. Az alagútkemence égetözónája 4 ME...34 ME műveleti egység terjedelmű, amelyben a gázfázis a rakománnyal ellenáramban, a 38 ME műveleti egységtől a 5 kémény felé áramlik. Mindegyik ME műveleti egységben egy-egy égőpár helyezkedik el, amelyekhez fűtőgáz, valamint primer és szekunder levegőt vezetünk. A fűtőgáz elégetésével nem csak a gázfázis és a rakomány közötti hőforgalmat kell fedezni, hanem a falon keresztül fellépő hőveszteséget is. Itt tehát: Fi = Ui (Tgi - Tbzí) + uí (Tgi - 30); i = 4,...34, ahol uí kW/m3.K, a hőátadási tényező és a fajlagos felület szorzata, az alapadatok között ismert; 30 °C a környezet átlaghőmérséklete. Végül az alagútkemence hűtőszakaszát a kemencefal járatai által képzett gyorshütőt magába foglaló 35 ME műveleti egység, valamint a kemence végén levő levegóbevezetéssel bevitt levegő útján hűlő 36 ME...38 ME műveleti egységek képezik. A kívánt hőmérsékleti függvény eléréséhez a hűtés hatását is ellensúlyozni kell. A hóforgalmat leíró függvény tehát az előbbivel alakra megegyezik, csupán uí helyett az alapadatok között ugyancsak ismert uí’ helyettesítendő és i = 35,...38. A fenti, a gázfázis hóforgalmát leíró Fi függvényektől a rakomány hóforgalmát leíró Fi’ függvények abban különböznek, hogy Fi' = -Fi. A 76 db nemlineáris integrálegyenletből álló, már ismert (I, 7. old) egyenletrendszer bal oldalán álló vektor a gázfázis, ill. a rakomány (’) technológiai szempontból helyesnek tartott hőmérsékleteloszlása. A jobb oldali első vektort a számítógép által kiszámított bemeneti hőmérsékletek, a második vektort a magfüggvénynek a számítógép által kiszámított mátrixa, végül a harmadik vektort a hőforgalmat leíró függvények képezik, amelyeket ugyancsak a számítógép számít ki. A számitógép programozása az iterációs algoritmus ismerete alapján önmagában ismert módon történik. A számítógép fokozatos közelítéssel, iterációval kiszámítja az I egyenlet jobb oldalát, összehasonlítással megállapítja az egyenlet bal- és jobboldalának egyezését vagy különbözőségét, majd a különbözőség megszüntetésére önmagában ismert módon korrekciókat végez és végül, megfelelő egyezés elérése után kinyomtatja a rakomány Tsz átlaghőmérsékleteit. A 2. táblázat a hagyományos üzemi viszonyokra vonatkozó számítási eredményeket mutatja. A számítás és a kemencén végzett füstgáz összetételi és hómérsékletmérések eredményei néhány százalék pontossággal megegyeznek, ami arra mutat, hogy a modell és paraméterei együttese valósághű szimulációját adja a modellezett kemencének. Az .02" és a .légfelesleg tényező* oszlopaiból megállapítható, hogy az alagútkemencében mintegy 35,5 m-ig oxidáló atmoszférájú szakasz, majd 46 m-ig redukáló atmoszféra van, míg semleges atmoszféra nem alakult ki egyáltalán. A redukáló szakasz hossza a másfélszerese a technológiai szempontból kívánatosnak. A rakomány hőmérséklete 37 és 43 m között 20-75 °C-kal alacsonyabb a technológiai előirat szerintinél. A túl hosszú redukáló szakasz miatt túlzott a fütőgáz fogyasztás; az. alacsonyabb rakományhőmérséklet következtében pedig a termék minősége romlik. A számítási eredmények alapján a kemenceüzem paramétereit a számítógépi program bemenő adatai között módosítjuk. Ezek szerint a fűtőgáz mennyisége 190 m3/h, a primer levegő 720 m3/h, a szekunder levegő 550 m3/h értékre változott. A 30 ME...33 ME égőpárjaiba 5%-kal több fűtőgázt és 15%-kal több levegőt vezettünk; a fűtőgáz és a levegő többi részét egyenletesen osztottuk el. Az elért eredmény az 5. táblázatban látható. Ebből kitűnik, hogy a rakomány hómérsékleteloszlása a technológiának megfelelőbb lett, a redukáló atmoszférájú szakasz csökkent, az alagútkemence második felében 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 l 60 13
