Устройство для обнаружения прогара охлаждаемых элементов металлургических агрегатов

 

УСТРОЙСТВО ДТЩ, рБНАРУЩНИЯ ПРОГАРА ОХЛАВДАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ, состдящее из электромагнитньрс расходомеров , установленных попарно на входе и выходе каждого элемента , и блока сравнени}{ расходов 7слада&ента, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительное устройства при одновременном снижении требований к метрологическим характеристикам расходомеров, устройство снабжено регулируемыми буферньаш входньми усилителями, блоком калибровки и усилителем сигнала разности расходов хладагента, соединенными между собой. Причем обмотки входного и выходного {Расходомеров включены пос9 ледовательно с генератором напряжения прямоугольной формы частотой 1-5 Гц.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае Ои зсЮ С 21 В 7!24 ф "

:Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ",, у

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЬГИЙ (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЩ ОБНАРУЖЦ"

НИЯ ПРОГАРА ОХЛАЖДАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ; сос(21) 3562092/22-02 (22) 10.03.83 (46) 15.10.84. Бюл. В 38 (72) В.Ф. Лукашов, Ю.А. Бур, Г.С. Якименко и Ю.А. Янкевич (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53) 669.162.221.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

0 230841, кл. С 21 В 7/10, 1965.

2. Автоматизация управления доменнйм процессом во Франции. Бюллетень научно"технической информации

"Черная металлургия", 1982, У 7, с ° 3.-9. тбящее из электромагнитных расходомеров, установленных попарно на входе и выходе каждого элемента, и блока сравнения расходов хладмента, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства при одновременном снижении требований к метрологическим характеристикам расходомеров, устройство снабжено регулируемыми буферными входными усилителями, блоком калибровки и усилителем сигнала разности расходов хладагента, соединенными между собой, причем обмотки входного и выходного расходомеров включены пос- g ледовательно с генератором напряжения прямоугольной формы частотой

1-5 Гц.

1 1,18686

55

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для обнаружения прогара охлаждаемых элементов металлургических агрегатов, например воздушных фурм доменных печей.

Известно устройство, выполненное в виде сосуда, снабженного переливной перегородкой и гидрозатвором, делящим сосуд на газовую камеру и камеру слива, газовая камера которого снабжена датчиком давления га-. за С13.

Однако указанное устройство, действующее по принципу обнаружения заброса газа в сливной трубопровод, теряет работоспособность в случае превышения давления охлаждающей воды над давлением газов в печи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для обнаружения охлаждаемых элементов металлургических агрегатов, состоящее из электромагнитных расходомеров, установленных попарно на входе и выходе каждого элемента, и блока сравнения расходов хладагента (2 ).

Порог чувствительности известного устройства определяется точностью измерения расхода, поэтому для обеспечения высокой чувствительности в устройстве применяются дорогие расходомеры высокого класса точности. Питание обмоток возбуждения расходомеров напряжением промышленной частоты обусловливает высокую чувствительность их измерительных устройств к различного рода помехам, что приводит к дрейфу нуля расходомеров. Для исключения дрейфа нуля в известном устройстве 1 раз в 15 мин производится калибровка, для чего в состав устройства включено по шесть управляемых запорных вентилей на каждый охлаждаемый элемент, что делает устройство весьма громоздким и трудоемким в обслуживании.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства при одновременном снижении требований к метрологическим характеристикам расходомеров.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обнаружения прогара охлаждаемых элементов ме1О

50 таллургических агрегатов, состоящее из электромагнитных расходомеров, установленных попарно на входе и выходе каждого элемента, и блока сравнения расходов хладагента, снабжено регулируемыми буферными входными усилителями, блоком калибровки и усилителем сигнала разности расходов хладагента, соединенными между собой, причем обмотки входного и выходного расходомеров включены последовательно с генератором напряжения прямоугольной формы частотой 1-5 Гц.

На чертеже приведена структурная схема устройства;

Входной 1 и .выходной расходомеры

2 установлены на напорном 3 и сливном трубопроводах 4 охлаждаемого элемента 5. Генератор напряжения 6 прямоугольной формы подключен к шинам 7, к которым подключены соеди- ненные последовательно обмотки возбуждения 8 и 9 входного и выходного преобразователей расхода каждого канала. С их электродами соединены буферные усилители 10, связанные с устройством калибровки 11.

Выходы буферных усилителей соединены с входом усилителя разности расходов 12, выход которого соединен с пороговым устройством 13, связан- ным с устройством сигнализации 14.

В устройстве для обнаружения прогара охлаждаемого элемента требуется идентичность характеристик входного и выходного расходомеров и высокая чувствительность к сигналу разности расхода, а требования к точности измерения абсолютного расхода понижены.

Устройство работает следующим образом.

Охлаждающая вода проходит последовательно через напорный трубопровод 3, входной расходомер 1, охлаждаемый элемент 5, сливной трубопровоц 4 и выходной расходомер 2.

При исправности охлаждаемого элемента расходы воды на его входе и выходе равны.

При прохождении воды через расходомер на его электродах возникает разность потенциалов, пропорциональная скорости потока, расстоянию между электродами и магнитной индукции в зазоре. Для ненасыщенной маг3 1118 нитной системы индукция пропорциональна току возбуждения.

Напряжение питания обмоток возбуждения вырабатывается генератором напряжения 6. Последовательное соединение обмоток возбуждения 8 и 9 входного и выходного расходомеров обеспечивает идентичное влияние на их характеристики изменения напряжения питания, сопротивления обмо- 10 ток, контактных сопротивлений и т.п.

Буферные усилители 10 обеспечивают предварительное усиление сигнала, снимаемого с электродов, на 20-30 дБ и совместно с устройством калибровки 11 позволяют сбалансировать коэффициенты передачи расходомеров, что снижает требования к точности изготовления преобразователей расхода. Балансировка коэффициентов входного и выходного расходомеров производится однократно — при заведомо исправном охлаждаемом элементе добиваются равенства нулю сигнала разности расходов. В дальнейшем чувствительность всего устройства определяется исключительно стабильностью. буферных усилителей.

Применение для питания расходомеров напряжения прямоугольной формы. с частотой 1-5 Гц, полученной делением частоты сети на целое число, позволяет интегрировать сигнал за период, кратный периоду напряжения сети, и осуществлять фильтрацию сигналов, что обеспечивает подавление как сетевой, так и трансформаторной помех от обмоток возбуждения.

Усилитель сигнала разности расхо40 дов 12 обеспечивает основное усиление всего канала на уровне 80120 дБ, но к его стабильности высоких требований не предъявляется °

При прогаре охлаждаемого элемента происходит утечка воды, и возни—

45 кает различие между входным и выходным расходом. При увеличении сигнала на выходе усилителя разности расхода выше заданного уровня происходит срабатывание порогового устройства 13, которое выдает аварий686 4 ный сигна»» на устройство сигнализации 14.

Изобретение реализовано в опытной системе обнаружения прогара воздушных фурм доменной печи. Для питания обмоток возбуждения примене но напряжение прямоугольной формы частотой 1,5625 Гц (частота сети, деленная на 32). Буферные усилители имели коэффициент, регулируемый в пределах 20-30 дБ, коэффициент усиления сигнала разности составил

100 дБ, что обеспечило устойчивое обнаружение утечки 20 мл/с при общем расходе до 10 л/с при диаметре канала датчика 50 мм. Обеспечено подавление сетевой помехи на 80 дБ и полное подавление трансформаторной помехи, что позволило исключить из схемы элементы коррекции нуля и компенсации помехи от обмоток возбуждения, что существенно повысило стабильность работы устройства и облегчило его обслуживание.

Предлагаемое устройство может быть применено для обнаружения прогара воздушных фурм на всех доменных печах металлургических заводов, где вследствие повышения давления охлаждающей воды перестали действовать системы на принципе обнаружения заброса газов в сливной трубопровод, а внедрение систем на основе измерения расхода сдерживается отсутствием расходомеров достаточно высокого класса точности.

Устройство позволяет за счет своевременного обнаружения прогара фурм сократить простои доменных печей на замене воздушных фурм на

0,2Х, сократить попадание воды в рабочее пространство печи и соответственно сократить расход кокса на 0,5 кг/т чугуна, повысить стойкость футеровки горна, а также повысить, безопасность обслуживания доменных печей.

Ояядаемый экономический эффект от внедрения изобретения составит для доменной печи объемом 3000 мз порядка 80,0 тыс./руб в год.

1118686

Составитель Б. Негинский

Техрец И.Асталош . Корректор:Е. Сирохман

Редактор T. Веселова

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7378/20 . Тйраж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам иизобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5