191976. lajstromszámú szabadalom • Berendezés alagútkemence tanácsadói vezérlésére
5 191976 6 az optimális üzemvitelhez szükséges beavatkozások. A valósághű számítás eredményeként a füstgáz kemencehosszmenti optimális hőmérséklet-eloszlása adódik, amely megfelel a termék hőmérséklete technológiai előirat szerinti hosszmenti eloszlásának. A tényleges üzemmenet szerinti eloszlásnak ettől való eltérése megfelelő berendezéssel meghatározható és az eltérés alapján az üzemi paraméterek korrekciójára adható, kitanitás. Felismertük, hogy a tanácsadói vezérléshez kidolgozható olyan, beégetéssel programozható és a számítógép által csak olvasható memóriákból (EPROM) álló berendezés, amely tartalmazza az eljárás során meghatározott függvényértékeket, vagyis azokat az összefüggéseket és paramétereket, amelyek meghatározzák, hogy a termékhőmérséklet és füstgázösszetétel technológiai előirat szerinti hosszmenti eloszlásához a különböző üzemállapotok mellett milyen füstgázhőmérséklet-eloszlás szükséges. Tartalmazza továbbá az adott kemence állandóit, az elvégzendő műveletek programjait, valamint az ellenőrző programokat. A berendezés egyszerű professzionális célszámítógéppel elvégezteti a szükséges számítási műveleteket és ezek eredményeit a tanácsadói vezérlés kemencebeállítási adatai alakjában kijelzi. Az alagútkemence hőtani és áramlástani viszonyait leiró másodrendű differenciálegyenlet-rendszer ismert módszerekkel való transzformálása eredményezte integrálegyenlet-rendszer egyenleteinek általános alakja: Ti(Z) = Td ■ Y.- Ri V Ki (Z, Y).Fi(T).dY ahol i a műveleti egység (ME) sorTi(Z) száma; a füstgáz és a rakomány hőmérséklet-eloszlására vonatkozó egyenletek száma: 2i; a műveleti egységben a hőTá mérsékleteloszlás, °C, K; a bemenő hőmérséklet, °C, K; Ri normafaktor, (kW.K)'1 Ki(Z, Y) magfüggvény; Fi(T) a hőforgalmat leíró függvény, Y kW/m3; integrál paraméter, hőforrás Z abszcisszája, m; hosszkoordináta, a hőmérséklet Y. abszcisszája, m; a műveleti egység hossza, m. A transzformálhatóság feltétele, hogy a magfüggvény kielégítse a következő feltételt: \ Z - Y ha OsYSZsY. Ki(Z, Y)=; --------------- Pe /exp Y« ha 0<Z<Y<Y. ahol Pe a Péclet-szám. Ugyanennek a feltételnek kell teljesülnie a teljes alagútkemencére is. A magfüggvény fizikailag az a hőmérséklet-eloszlási függvény, amely a rakomány nélküli és tökéletesen hőszigetelt, stacionáriusán működő műveleti egységben, ill. a teljes alagútkemencében a változó Z abszcissza mentén mérhető, ha benne változó Y abszcisszájú, pontszerű hőforrás van. Az Rí normafaktort úgy választjuk meg, hogy a Ki(Z, Y) magfüggvény az áramlás irányában a pontszerű hőforrás után egységnyi legyen. A magfüggvény mérési eredményeiből a Pe szám is meghatározható. Az integrálegyenlet-rendszer megoldására szolgáló algoritmus: Ti" Toi Ri Ki(Z, Y) ~Fi =(I) Ti’ Toi’ Ri’ Ki’(Z, Y) _FY amelynek számítógépen való kiszámítás önmagéban ismert. A számítás elvégzéséhez az alagútkemencét műveleti egységre (ME) osztjuk és a kemence paraméterek alapján számítógépi úton kiszámítjuk a műveleti egységekben (i ME) a keletkezett füstgáz összetételét, hőmérsékletét, a hőmérséklet eloszlást, a magfüggvényt, a normafaktort és a hőforgalmat. Ezekből az adatokból a számítógépes szimulációt leíró algoritmus (I) megoldása alapján kinyomtatott füstgázösszetétel, légfelesleg tényező és rakomány átlaghőmérséklet adatsorát összehasonlítjuk az alagútkemence oxidáló, redukáló és semleges atmoszféra zónáinak, valamint a rakomány hőmérsékletének legkedvezőbb eloszlásával. Végül a kemence paraméterek szükség szerinti mértékű és ismételt korrigálásával, valamint a szimuláció ismételt elvégzésével az optimális kemence üzemmenethez közelítünk. Az adott összetételű fűtőgáz elégetésével keletkezett füstgáz összetételének megállapításához a füstgáz komponenseinek móljait műveleti egységenként a füstgáz áramlási irányának megfelelően összeadjuk. Az egyidejűleg jelen levő CO és/vagy Hí és 02 között lejátszódó oxidációt is figyelembe véve, a komponensek móljainak összegét az összmólszámmal osztjuk. A keletkezett füstgáz hőmérsékletet úgy határozzuk meg, hogy a füstgázáram mentén 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
