一種鍛造熱處理爐間能耗比較的測試方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種利用熱平衡原理，對鍛造熱處理爐之間進行的能耗比較的測試方法。在限定初始條件的情況下，對當前需要測試的兩臺爐子按照公司常用的升溫工藝曲線進行升溫，在相同條件下，可以同時兩臺同時進行測試，也可以在確保初始條件基本不變的條件下，在不同時間對爐子分別進行測試。針對加熱爐和退火爐選取不同的工藝升溫曲線。在空爐或有負荷情況測和試計算。本發(fā)明使用少量的儀器儀表，用較短的時間，快速完成測試工作，并得出爐與爐之間的能耗比較結(jié)論。
【專利說明】
-種鍛造熱處理妒間能耗比較的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)用鍛造熱處理領(lǐng)域，特別設(shè)及在同樣條件下進行能源消耗量比較 的測試領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種利用熱平衡原理對鍛造熱處理爐間能耗比較的測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我公司有許多臺用于給鍛件加熱的燃氣熱處理爐，運些爐子建于不同時期，由不 同的生產(chǎn)企業(yè)承建，爐子的內(nèi)部尺寸、選用的爐襯耐火材料、排煙方式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、燒嘴的形 式、燒嘴的分布方式和所用的燃氣各不相同，運些爐子使用一定年份后，需要修理或重建 (保留框架和煙道具等外圍鋼結(jié)構(gòu)件），也有根據(jù)產(chǎn)能進行新建更多的爐子，選擇一種更加 節(jié)能高效的爐型顯著十分重要。如何對正在使用的爐子進行快速的檢測，并由此得出比較 的結(jié)果，是我們迫切的需要，對于新建或改造有重要的意義。
[0003] W往的方法，一是采用國標的方法，安裝大量的儀器進行檢測并進行大量的計算； 另一種是采用統(tǒng)計的方法，將每日的生產(chǎn)量和執(zhí)行的工藝進行統(tǒng)計計算，進行比較，間接得 出結(jié)論。第一種方法由于操作過于復雜，于費力耗時，需要付出不菲的費用，且用時較長不 具備實用價值;第二種方法由于理論和實際中存在較多的缺點，得不到另人信服的結(jié)論，比 如第一每次執(zhí)行工藝的裝爐量不同，運直接影響計算的準確性;第二每次執(zhí)行的工藝也不 完全相同；第Ξ每次所加熱的材料也不相同，吸收的熱必然不同；第四由于生產(chǎn)安排，不可 能安排結(jié)構(gòu)形式一致的爐子進行測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有兩種測試方法的缺點提供一種利用熱平衡原理、 使用少量的儀器儀表、用較短的時間進行快速完成測試工作并得出爐與爐之間的能耗比較 結(jié)論的鍛造熱處理爐間能耗比較的測試方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是運樣實現(xiàn)的：一種鍛造熱處理爐間能耗比較的測試方法，同 時對m臺爐子的能耗進行測試，分別為1號爐、2號爐……m號爐，不同的爐子對應(yīng)的流量代號 用化、Q2……Qm來表示，其特征在于:該測試方法包括： 1) 對每臺爐子均進行升溫； 2) 爐子升溫至設(shè)定點時，各溫區(qū)顯示儀表的溫度逐步趨向于一致，顯示儀表指示值為 設(shè)定溫度±1°(：時，每隔60秒記錄一次流量計的累積數(shù)，1號爐的流量值為化1、化2、化3…… Qln，2號爐的流量值為化1、化2、化3……化η，m號爐的流量值為Qml、Qm2、……Q皿； 當每臺爐子分別出現(xiàn)連續(xù)10次，且每60秒的累積流量值的差值小于累積計量的5%，如 (Qn-Qn-l)/Qn= ± 5〇/〇，即認為Qn>Qn-l ; 當1號爐子累積流量化n-9>化n-8>化n-7……>化。即可認為達到熱平衡狀態(tài)，可繼續(xù)向 下一設(shè)定點升溫或結(jié)束測試； 當2號爐子累積流量化。-9>化。-8>化。-7……>化。即可認為達到熱平衡狀態(tài)，可繼續(xù)向 下一設(shè)定點升溫或結(jié)束測試； 當m號爐子累積流量Qmn-9 > Qmn-8> Qmn-7......> Qmn即可認為達到熱平衡狀態(tài)，可繼續(xù)向 下一設(shè)定點升溫或結(jié)束測試； 3)當每臺爐子均結(jié)束測試時，記錄第η次時的流量值化η、化η……Qmn，則本次每臺爐子 的測試消耗的燃氣量分別為化總、Q2總……Q帕,； 1號爐的總消耗的燃氣量為Ql總=Qln-QlO; 2號爐的總消耗的燃氣量為艙自=Q2n-Q20; m號爐的總消耗的燃氣量為〇i^g=Qmn-QmO ; 比較1號爐子和2號爐子的燃氣總消耗量，當化總>92總時說明，2號爐在相同初始條件 下消耗的燃氣量較1號爐少，反之亦然。
[0006] 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛造熱處理爐間能耗比較的測試方法，其特征在于:在測試 開始之前，對每臺爐子進行檢測，檢測方法如下： 1) 檢查被測試爐子的密封狀況是否良好，確保其不存在明顯可影響到測試準確的跑火 或者現(xiàn)象、熱電偶的冷端處密封可靠情況W及接線盒旋緊情況； 2) 對被測試爐子的計量控制儀表、測溫熱電偶進行檢定，給出更正值； 3) 調(diào)整所要測試爐子的控溫儀表的參數(shù)，應(yīng)使要測試的爐子運行于最佳狀態(tài)，逼近設(shè) 定溫度的方式一致； 4) 測試前，測量用熱電偶的測溫元件應(yīng)確保熱端緊貼保護管的內(nèi)壁頂端，熱電偶安裝 爐子上后，測量和調(diào)整測溫熱電偶插入爐子內(nèi)部的尺寸，使所需要測試的爐子的熱電偶伸 出的長度為200mm; 5) 測試前，測量爐膛的起始溫度值，在測量其它爐子時也使爐膛起始溫度值與改起始 溫度值一致，最大差值不大于±2 °C ; 6) 記錄每臺爐子供氣流量計的累積流量初始值分別為化0、化0……Qmo; 7) 測試時升溫范圍應(yīng)覆蓋爐子的整個溫度段，并在接近爐子最高設(shè)計溫度Ξ分之二處 和最高設(shè)計溫度的最高點附近各設(shè)定一個測量點，W消除不同耐火材料在不同溫度段的吸 熱性能不同的影響。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果:采用本發(fā)明的方法，無需安裝大量的儀器，可 快速得出測試數(shù)據(jù)，免去了大量而復雜的計算;不必對原生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行大量的統(tǒng)計計算，即 可得出比較準確的結(jié)果，具有可比性;運一點在進行新建爐子的論證過程中避免受到不同 爐子生產(chǎn)廠宣傳的影響。
[000引由于選擇了相同初始條件和相同的升溫曲線，因此，可方便的結(jié)合生產(chǎn)情況進行 測試?？蛇x擇一臺爐子先做測試，待生產(chǎn)可W安排時，再進行其它爐子的測試，之后的工作 只需要進行數(shù)據(jù)的比對即可。同時本發(fā)明除進行比較之外，還可做為日常能源消耗檢查與 考核。
[0009]在相同條件下，可W同時進行兩臺測試，也可W在確保初始條件基本不變的條件 下，在不同時間對需比較的另一臺或多臺爐子進行測試。所選定的工藝曲線應(yīng)綜合考慮生 產(chǎn)情況和爐子的性質(zhì)，如針對加熱爐和退火爐應(yīng)分別選取不同的工藝升溫曲線。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明加熱爐空爐測試工藝曲線。
[0011] 圖2為本發(fā)明退火爐空爐測試工藝曲線。
[0012] 圖3為本發(fā)明熱電偶結(jié)構(gòu)及測溫原理示意圖。
[0013] 圖4為本發(fā)明某加熱爐測試在達到平衡時溫度累積量曲線。
[0014] 圖3中標注為：1、熱電偶；11、熱電偶測量端；2、接線盒;21、接線盒密封處;22、接 線端密封處;3、保護管;4、補償導線;5、爐子。
【具體實施方式】
[0015] -種鍛造熱處理爐間能耗比較的測試方法，如圖1、2、3、4所示，假設(shè)本次測試兩臺 同類型的爐子5,分別為1號爐和2號爐，兩臺爐子對應(yīng)的流量代號分別為化和化。在測試之 前，首先確定初始條件： 1) 檢查被測試爐子的密封狀況是否良好，不存在明顯可影響到測試準確的跑火，漏氣 等現(xiàn)象，熱電偶的冷端處密封可靠，接線盒旋緊； 2) 對被測試爐子的計量控制儀表、測溫熱電偶進行檢定，給出更正值，本發(fā)明在檢定時 依修正值直接對儀表進行調(diào)整修正； 3) 調(diào)整所要測試爐子的控溫儀表的參數(shù)，應(yīng)使所有各爐子運行于最佳狀態(tài)，逼近設(shè)定 溫度的方式一致； 4) 測試前，測量用熱電偶1的測溫元件應(yīng)確保熱端緊貼保護管的內(nèi)壁頂端，見附圖3熱 電偶結(jié)構(gòu)圖，熱電偶安裝爐子上后，測量和調(diào)整測溫熱電偶插入爐子內(nèi)部的尺寸，插入爐子 內(nèi)部后伸出的長度為200mm，并使用所有需要測試的爐子的熱電偶伸出的長度均為200mm; 5) 測試前，測量爐膛的起始溫度值，并在測量其它爐子時也使爐膛起始溫度值一致，最 大差值不大于±2°C; 6) 記錄兩爐子總的供氣流量計的累積流量初始值分別為化0和化0; 當需要比較幾個溫度段的能源消耗時，會出現(xiàn)幾個累積流量初始值，有一些爐子在不 同的溫度段能源消耗不一樣，有的在高溫段消耗量低，有的在高溫段消耗量高，當需要一次 升溫，測量不同溫度段時的能源消耗量時，累積流量初始值與初始值是不一樣的。
[0016] 7)測試時升溫范圍應(yīng)覆蓋爐子的整個溫度段，并在接近爐子最高設(shè)計溫度Ξ分之 二處和最高設(shè)計溫度的最高點附近各設(shè)定一個測量點，W消除不同耐火材料在不同溫度段 的吸熱性能不同的影響。
[0017] 檢測完后，兩爐子分別按圖1或圖2的工藝進行升溫； 當兩爐子升溫至設(shè)定點時，各溫區(qū)顯示儀表的溫度逐步趨向于一致，當顯示儀表指示 值為:設(shè)定溫度± rC時;此時每隔60秒記錄一次流量計的累積數(shù)，即： 1號爐的流量值為化1、Qi2、Qi3……化η ; 2號爐的流量值為〇21、〇22、〇23......〇2η。； 當兩臺爐子分別出現(xiàn)連續(xù)10次，且每60秒的累積流量值的差值小于累積計量的5%，如 (Qn-Qn-1 )/Qn二 ± 5%,即認為Qn wQn-1 ; 故，當1號爐子累積流量化。-9>化。-8>化。-7……>化。即可認為達到熱平衡狀態(tài)?？衫^續(xù) 向下一設(shè)定點升溫或結(jié)束測試。
[001引當2號爐子累積流量化。-9>化。-8>化。-7……>化。即可認為達到熱平衡狀態(tài)?？衫^續(xù) 向下一設(shè)定點升溫或結(jié)束測試； 當兩臺爐子均結(jié)束測試時，記錄第η次時的流量值化η和化n，則本次兩臺爐子的測試消 耗的燃氣量分別為化總和艙宮； 1號爐的總消耗的燃氣量為Ql總=Qln-QlO ; 2號爐的總消耗的燃氣量為艙自=Q2n-Q20 ; 比較兩臺爐子的燃氣總消耗量化總、Q2總； 貝1J，當化總>92總時說明，2號爐在相同初始條件下消耗的燃氣量較1號爐少，反之亦 然。
[0019]熱電偶是由兩種不同材質(zhì)導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時，回路中就 會有電流通過，此時兩端就會存在電動勢----熱電動勢，此電動勢通過補償導線聯(lián)接其一 端(溫度低的一端）的測量儀表，就可測量出另一端(溫度高的一端）的溫度。本發(fā)明使用的 是常規(guī)熱電偶，結(jié)構(gòu)主要由熱電偶、保護管3、接線盒2等組成。本處所強調(diào)的"檢查被測試爐 子的密封狀況是否良好，確保其不存在明顯可影響到測試準確的跑火現(xiàn)象，熱電偶的冷端 處密封可靠情況W及接線盒旋緊情況"，主要意思是強調(diào)對安裝熱電偶處爐子和熱電偶接 線盒的密封的檢查要求。當安裝熱電偶處爐子出現(xiàn)跑火現(xiàn)象時，由于熱電偶是在爐壁上打 孔進行安裝，使用中很容易出現(xiàn)密封不嚴現(xiàn)象，會使熱電偶測量端11(溫度低的一端)接線 盒處出現(xiàn)較高的溫度，燒烤到補償導線4或接線盒2,溫度會超出一般補償導線的最高補償 溫度20(TC之上，進而影響測量結(jié)果的準確性;熱電偶的接線盒密封處21和接線端密封處22 檢查的必要性，如當爐內(nèi)溫度已達設(shè)定溫度時，當熱電偶接線盒的密封不嚴時，可使用爐外 的空氣進入熱電偶的保護管內(nèi)，使熱電偶測量端(溫度高的一端）的溫度降低?？刂葡到y(tǒng)接 收到溫度降低運個反饋信號后，將會輸入更多的能量，使爐溫升高，造成的結(jié)果是使爐內(nèi)的 實際溫度升高，造成與設(shè)定溫度不符，出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。
【主權(quán)項】
1. 一種鍛造熱處理爐間能耗比較的測試方法，同時對m臺爐子的能耗進行測試，分別為 1號爐、2號爐......m號爐，不同的爐子對應(yīng)的流量代號用Qi、Q2......Qm來表不，其特征在于： 該測試方法包括： 1) 對每臺爐子均進行升溫； 2) 爐子升溫至設(shè)定點時，各溫區(qū)顯示儀表的溫度逐步趨向于一致，顯示儀表指示值為 設(shè)定溫度± 1°C時，每隔60秒記錄一次流量計的累積數(shù)，1號爐的流量值為Qn、Q12、Q13…… Qln，2號爐的流量值為Q21、Q22、Q23......Q2n，m號爐的流量值為Qml、Qm2、......Qmn ; 當每臺爐子分別出現(xiàn)連續(xù)10次，且每60秒的累積流量值的差值小于累積計量的5%，如 (Qn-Qn-1)/Qn= ± 5%，即認為Qn~Qn-i ; 當1號爐子累積流量Qln-9~Qln-8~Qln-7......^Qln即可認為達到熱平衡狀態(tài)，可繼續(xù)向下 一設(shè)定點升溫或結(jié)束測試； 當2號爐子累積流量Q2n-9~Q2n-8~Q2n-7......^Q2n即可認為達到熱平衡狀態(tài)，可繼續(xù)向下 一設(shè)定點升溫或結(jié)束測試；當m號爐子累積流量Qnm-pQmn-PQmn-Y......^Qmn即可認為達到熱平衡狀態(tài)，可繼續(xù)向下 一設(shè)定點升溫或結(jié)束測試； 3) 當每臺爐子均結(jié)束測試時，記錄第η次時的流量值Qln、Q2n ......Qmn，則本次每臺爐子 的測試消耗的燃氣量分別為Qi總、Q2總......; 1號爐的總消耗的燃氣量為Qm=Qln-Q1〇; 2號爐的總消耗的燃氣量為Q2@=Q2n-Q20;m號爐的總消耗的燃氣量為Q_=Qmn-Qm0; 比較1號爐子和2號爐子的燃氣總消耗量，當Qm>Q2總時說明，2號爐在相同初始條件 下消耗的燃氣量較1號爐少，反之亦然。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛造熱處理爐間能耗比較的測試方法，其特征在于:在測試開 始之前，對每臺爐子進行檢測，檢測方法如下： 1) 檢查被測試爐子的密封狀況是否良好，確保其不存在明顯可影響到測試準確的跑火 或者現(xiàn)象、熱電偶的冷端處密封可靠情況以及接線盒旋緊情況； 2) 對被測試爐子的計量控制儀表、測溫熱電偶進行檢定，給出更正值； 3) 調(diào)整所要測試爐子的控溫儀表的參數(shù)，應(yīng)使要測試的爐子運行于最佳狀態(tài)，逼近設(shè) 定溫度的方式一致； 4) 測試前，測量用熱電偶的測溫元件應(yīng)確保熱端緊貼保護管的內(nèi)壁頂端，熱電偶安裝 爐子上后，測量和調(diào)整測溫熱電偶插入爐子內(nèi)部的尺寸，使所需要測試的爐子的熱電偶伸 出的長度為200mm; 5) 測試前，測量爐膛的起始溫度值，在測量其它爐子時也使爐膛起始溫度值與改起始 溫度值一致，最大差值不大于±2 °C ; 6 )記錄每臺爐子供氣流量計的累積流量初始值分別為Qio、Q20......QmO ; 7)測試時升溫范圍應(yīng)覆蓋爐子的整個溫度段，并在接近爐子最高設(shè)計溫度三分之二處 和最高設(shè)計溫度的最高點附近各設(shè)定一個測量點，以消除不同耐火材料在不同溫度段的吸 熱性能不同的影響。
【文檔編號】G01F22/00GK105823523SQ201610315592
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】李樹增, 劉運峰, 張臘梅, 矯開林, 羅軍, 劉廣宇
【申請人】中原特鋼股份有限公司