Способ управления нагревом блока воздухонагревателей доменной печи

 

СПОСОБ УГГРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ БЛОКА ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий нагрев и переключение аппаратов с режима нагрева на дутье и наоборот, регулирование расхода газа на нагрев и определение количества тепла, необходимого для .нагрева воздухонагревателя по ожидаемой тепловой нагрузке в преледующий период дутья, отличающийс я тем, что, с целью снижения потерь отопительного газа на свечах и улучшения стабилизации давления в газовой сети, при переключении одного аппарата блока с дутья на нагрев на другом буферном воздухонагревателе устанавливают задание регулятору расхода газа по разности между общим количеством тепла, необходимого на нагрев воздухонагревателя, и количеством тепла, усвоенного насадкой при буферном режиме с учетом О) времени, оставшегося до конца нагрева , и осуществляют регулируемый режим потребления газа, при этом длительность регулируемого режима потребления газа составляет 0,1-0,9 общей длительности периода нагрева Э воздухонагревателя. to :л :Ад

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

0% (11) 00

ЗСЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3318764/22-02 (22) 20.07.81 (46) 30.06.83. Бюл. и 24 (72) В.C. Колодяжный, Ф.P. Шкляр, Н.M. Бабушкин, Я.П. Калугин, В.M. Малкин, Б.Б. Вегнер, Л.А. Сульман, Ю.Г, Ярошенко, В.Л. Советкин,, й.И. Бургутин, В.Л. Дубинчук, В.К. Евтеев и Н.М . Байрака (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники и Уральский политехнический институт им. С.И Кирова (53) 669 162.231(088.8) (56) 1. Заявка фРГ И 2643393, кл. С 21 В 9/10, 30.03.78. .2. Патент ФРГ И 1608573, кл. 18 в, 9/10, 1970. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОИ

БЛОКА ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ, включающий нагрев и переключение аппаратов с режима нагрева на дутье и наоборот, регулирование расхода газа на нагрев и определение количества тепла, необходимого для .нагрева воздухонагреватвля по ожидаемой тепловой нагрузке в последующий период дутья, о т л и ч а е щ и йс я тем,. что, с целью снижения потерь отопительного газа на свечах и улучшения стабилизации давления в газовой сети, при переключении одного аппарата блока с дутья на нагрев на другом буферном воздухонагревателе устанавливают задание регулятору расхода газа по разности между общим количеством тепла, необходимого на нагрев воздухонагревателя, и количеством тепла, усвоенного насад- 9 кой при буферном режиме с учетом времени, оставшегося до конца нагрева, и осуществляют, регулируемый режим потребления газа, при этом длительность регулируемого режима потребления газа составляет 0,1-0,9 общей длительности периода нагрева воздухонагревателя.

1025730 2

Изобретение относится к металлур-., гическому производству, преимущественно к доменному, и может быть использовано для управления нагревом блока воздухонагревателей различного типа, Известен с особ управления группой воздухонагревателей доменной печи, который позволяет определить необходимое для каждого воздухонагревателя количество тепла с учетом тепла, отдаваемого воздухонагревателями в начале и в конце периода дутья $1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ управления нагревом блока воздухонагревателей доменной печи, вклю-, руют возмущения в тепловой работе воэ духонагревателей по каналу горячего дутья. При этом совершенно не ре" шают задачу поддержания баланса между потреблением и выработкой отопительного газа. Возникающие несоответствия в потреблении и выработке отопительного газа приводят к тому, что при избыточной выработке газ сжигают на свечах-горелках для сжигания избыточного газа, а при недостаточной выработке газа его давление падает и соответственно колеблется расход газа у потребителей. Эти колебания вызывают нежелательные колебания

45 теплового режима, что снижает качест" во продукции у потребителей отопи- . тельного газа.

Цель изобретения - снижение потерь отопительного газа на свечах и улучшение стабилизации давления в, газовой сети.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления нагревом блока воздухонагревателей доменной печи, включающему нагрев и переключение аппаратов с режима на50

55 чающий нагрев и переключение аппарата с режима нагрева на дутье и наоборот, регулирование расхода газа на нагрев и определение количества тепла, необходимого для нагрева воздухонагревателя по ожидаемой тепловой нагрузке в последующий период дутья Е 23.

По известному способу определяют необходимый расход газа в соответствии с изменением расхода и температуры горячего дутья, устанавливают и затем поддерживают его в течение всего периода нагрева воздухонагревателя, т.е. учитывают и компенсигре ва на дут ье и наоборот, ре гули рование расхода газа на нагрев и опре" деление количества тепла, необходи-, мого для нагрева воздухонагревателя по ожидаемой тепловой нагрузке в последующий период дутья, при пере- ., ключении одного аппарата блока с дутья на нагрев на другом воздухонагревателе, который находился в буферном

10 режиме, устанавливают задание регулятору расхода газа по разности между общим количеством тепла, необходимого на нагрев воздухонагревателя, и количеством тепла, усвоенного на 5 садкой при буферном режиме с учетом времени, оставшегося до конца нагрева, и осуществляют регулируемый режим потребления газа, при этом длительность регулируемого режима потребле 0 ния газа составляет 0,1-0,9 общей длительности периода íàrpeea воздухонагревателя.

Таким образом, е первой части периода нагрева расход газа на воэдухо 5 нагреватель не регулируют, так как регулирующий орган находится в фиксированном положении. Во второй части периода нагрева расход газа регулируют так, чтобы сообщить воздухонагревателю необходимое общее за период нагрева количество тепла. При этом учитывают ожидаемую тепловую нагрузку в последующий период охлаждения и количество тепла, которое воздухонагреватель уже получил в пер.вой части периода нагрева. Во второй (последней) части периода нагрева можно поддерживать любой закон изменения расхода отопительного газа на воздухонагреватель, но наиболее простым по реализации является постоянный расход.

На чертеже приведены графики изменения расхода отопительного газа на блок иэ трех воздухонагревателей (кривая 1), на первый воздухонагреватель (кривая 2), на второй воздухонагреватель (кривая 3), на третий воздухонагреватель (кривая Й).

Для осуществления предложенного способа необходимо, чтобы каждый воэ духонагреватель был оборудован регулятором расхода отопительного газа, устройством, определяющим количество тепла, усвоенного за прошедшее время нагрева, ь|, устройством, определяющим задание регулятору расхода отопительного газа в последнюю регуз 10 лируемую часть периода нагрева. Цифровая УВМ совмещает функции этих устройств. При этом с помощью УВИ выдают команды и íà переход крегу-iрованию расхода отопительного газа на данный воэдухонагреватель. Возможно включение УВМ и в режиме "Совет" чик оператора". При отсутствии УВИ на объекте предлагаемый способ может быть реализован с помощью соответствующих аналоговых устройств.

При управлении с помощью УВИ в режиме "Советчик оператора" в начальный момент времени 0 ч оператор переводит первый воздухонагрвватель

tc дутья на нагрев. Орган, регулирующий расход газа (газовый дроссель), устанавливается в открытое положение, где он фиксируется тормозом исполнительного механизма. Расход газа на первый воздухонагреватель не регулируют и он возрастает (кривая 2) от

68 тыс. и /ч в момент времени 0 до

100 тыс. мЗ/ч в момент времени 0,1 ч, а затем после колебаний падает до

43 тыс. м /ч, т.е. колеблется в соотз ветствии с колебанием расхода газа на блок (кривая 1). Расход газа на третий воздухонагреватель равен

62 тыс. м /ч и поддерживается с помощью регулятора расхода отопительного газа (кривая 4). В момент времени

1 ч оператор переключает третий воздухонагреватель с нагрева на дутье, второй воздухонагреватель с дутья на нагрев. При этом на первом воздухонас гревателе оператор включает регулятор расхода отопительного газа и устанавливает заданный расход, величину которого рассчитала и выдала УВМ. Задание на расход газа вычисляют по балансу тепла за цикл работы воздухонагревателя, т.е. по разности между общим количеством тепла, которое необходимо сообщить насадке для нагрева дутья в последующий период, и количеством тепла, усвоенного первым воздухонагревателем без регулирования. Упрощенно расход газа опре деляют как разницу между общим количеством газа, необходимым на весь период нагрева, и количеством газа, усвоенным при отсутствии регулирования. Для всего периода нагрева первого воздухонагревателя необходимо

108 тыс. мосгаза. За первую часть пе-1 риода нагрева первый воздухонагрева-I тель при отсутствии регулирования усвоил 75 тыс. м газа, следователь25730

4 но на вторую часть периода нагрева выдается задание регулятору расхода отопительного газа, равное 33 тыс, м /ч. Если длительность второй части

5 периода нагрева не равна одному часу, то учитывают время при определении задания на расход газа, На втором воздухонагревателе расход газа не регулируют и он колеблется (кри1ц вая 3) в соответствии с келебанием расхода газа на блок (кривая 1) в это же время. При последующих пере" ключениях аппаратов (моменты времени

2 ч, 3 ч и т.д.) приемы и операции .15 способа управления нагревом блока воздухонагревателей повторяются, но с другими воздухонагревателями.

Соотношение между длительностью регулируемого режима потребления га20 за и общей длительностью нагрева за. висит от числа воздухонагревателей в блоке (на чертеже оно составляет

0,5). Максимальное количество аппаратов в блоке для перспективных разработок равно 10. Поэтому в зависимости от количества воздухонагревателей в блоке длительность регулируемого режима потребления газа составляет

0,1-0,9 общей длительности периода нагрева.

Анализ расхода газа на свечи показывает, что расход существенно колеблется вследствие периодического подключения и отключения потребителей и генераторов отопительного газа. При этом в течение суток неоднократно бывают периоды, когда вырабатывается газа больше, чем потребляется и наоборот . При избыточной выработке отопительного газа он сжигается на све40 чах, что приводит к безвозвратным его потерям. Снижение потерь газа при избытке его производства в предлагаемом способе достигается благодаря отсутствию регулирования расхода газа в

4> первой части периода нагрева, т.е. благодаря работе воздухонагревателя в буферном режиме. Возможности воэду" хонагревателя аккумулировать избыточное тепло определяются соотношением

50 между средним расходом отопительного газа, необходимым для нагрева дутья до заданной температуры, и максималь" ной тепловой мощностью воздухонагре" вателя. Воздухонагреватели доменной

55 печи объемом 5000 м при известном режиме работы могут аккумулировать избыточное тепло 100 тыс. м з доменно го газа, 1025730

Предлагаемый способ улучшает ста,билизацию давления в периоды, когда

:вырабатывается недостаточное количество газа. Воэможности воэдухонагревателей поддерживать давление в газовой сети при недостаточной выработке газа определяются разностью между ,средним расходом отопительного газа, :необходимым для нагрева дутья до за;данной температуры, и минимальной тепловой мощностbe воздухонагревателей.

t ч

ВНИИПИ Заказ 4500/20 Тираж 568 . Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

< И

Ф

Ф

3 е ft

Установлено, что при известном ,способе управления нагревом воздухонагревателей годовые потери доменного газа на доменной печи обьемом

5000 и в среднем составляют около Ь

250000 тыс. м . Внедрение изобретения позволяет сократить потери на

503, при этом получен дополнительный эффект за счет улучшения стабилизации давления у других потребителей доменного газа (коксовые батареи, нагревательные печи и колодцы и др.)