Устройство автоматической стабилизации дутьевого режима доменной печи

 

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ДУТЬЕВОГО РЕЖИМА ДОМЕННСЙ ПЕЧИ, включающее регулятор постоянного газа на колошнике, компрессор , воздухопровод, блоки стабилизации расхода и давления дутья, каящьй из которых содержит датчики, преобразователи, задатчики и регуляторы , соединенные через переключатель с исполнительным механизмом и регулирующим органом, отличающееся тем, что, с целью повьг шения производительности доменной плавки путем обеспечения оптимального дутьевого режима,, устройство снабжено пороговыми элементами минимальных и максимальных рабочих значений расхода дутья и давления, Ьключенными между переключателями блоков стабилизации расхода и давления дутья,элементами ИЛИ и элементами выдержки времени,при этом вькоды элементов ИЛИ и вьщержки времени подключены к входам соответствующего переключателя, их входы подключены соответственно к выходам пороговых элементов, а задатчики регуляторов и пороговых элементов механически связаны между собой.

6 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (19> SU Ои 1 (б1) С 21 В 7/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3530387/22-02 (22) 31.12.82 (46) 30.11.84. Бюл. И -44 (72) Л.Я.Штерн, А.И.Бровман, В.H.Âîëков, А.И. Кулешов, Д.Б.Палицын, А.К.Попадьин и А.П.Пухов (71) Производственно-техническое предприятие "Центроэнергочермет" (53) 669.162.228(088.8) (56) 1. Коганов В IOa Блинов ОаМе

Беленький А.И. Автоматизация уп/ равления металлургическими процессами. М., "Металлургия", 1974, с. с. 176-178.

2. Лифф В.В., Руденко В.Н.,Коваленко П.Е. и др. Работа доменной печи с постоянным давлением дутья.—

"Иеталлург", 1982, В 3, с. 23-26. (54)(57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СТАБИЛИЗАЦИИ ДУТЬЕВОГО РЕЖИМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающее регулятор постоянного газа на колошнике, компрессор, воздухопровод, блоки стабилизации расхода и давления дутья, каждый из которых содержит датчики, преобразователи, задатчики и регуляторы, соединенные через переключатель с исполнительным механизмом и регулирующим органом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью новы" шения производительности доменной плавки путем обеспечения оптимального дутьевого режима, устройство снабжено пороговыми элементами минимальных и максимальных рабочих значений расхода дутья и давления, включенными между переключателями блоков стабилизации расхода и давления . дутья, элементами ИЛИ и элементами выдержки времени,при этом выходы элементов ИЛИ и выдержки времени подключены к входам соответствующего переключателя, их входы подключены соответственно к выходам пороговых элементов, а задатчики регуляторов и пороговых элементов механически связаны между собой.

1126606

Изобретение относится к черной металлургии, s частности к воздухоснабжению доменных печей.

Известно устройство автоматической стабилизации расхода дутья, поступающего в доменную печь, включающая компрессор, воздухопровод, датчик, преобразователь, задатчик и ре. гулятор расхода дутья, соединенный с исполнительным механизмом и регулирующим органом (1) .

Система автоматически поддерживает заданный расход дутья при колебаниях давления, вызываемых изменением газопроиицаемости шихты. 15

Недостатком известной системы является невозможность автоматической стабилизации давления (при допустимых колебаниях расхода дутья), необходимой в реальных условиях план- 20 ки при непостоянства гранулометрического состава шихтовых материалов, химического состава и других фак- торов, обуславливающих канальный ход, подвисания и другие нарушения 25 нормального состояния столба шихтовых материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является система Зб стабилизации дутьевого режима доменной печи, включающая регулятор для .постоянного давления газа на колошнике, компрессор, воздухопровод, блоки стабилизации расхода и давления дутья, каждый иэ которых содер-. жит датчики, преобразователи, задат,чики и регуляторы, соединенные через переключатель с иснолнителъным механизмом и регулирующим органом (21. 46

Каждый регулятор можег воздействовать на исполнительный механизм регулирующего органа компрессорного агрегата.- Подключение регуляторов . к исполнительному механизму осущест- 45 вляется с помощью переключателя.

В реальных условиях доменной плавки имеет место неравномерность sa- . сынки и непостоянство гранулометрического состава шихты как по сече" 5© нию, так и но высоте шахты печи, а также неравномерность схода шихты, т.е. s процессе доменной плавки нроисходит изменение гаэопроницаемости (сопротивления) стеба шихтовых 55 материалов.

Поэтому нри определенных значениях производительности компрессора целесообразно отключить регулятор давления и включить в работу регулятор массовой производительности, предотвращая таким образом расстрой-, ство хода печи. Это переключение производится машинистом компрессора по команде персонала доменной печи, которому трудно определить нужный момент переключения регуляторов.

Недостатком данной системы sansется запаздывание необходимых действий но предотвращению подвнсаний развития канального хода и других растройств нормального хода процесса, вызванного нарущениями оптимального соотношения расхода дутья к ! газопроницаемостн столба шнхты, показателем которой при постоянстзе давления в подконусном пространстве является давление дутья. Целью изобретения является повышение производительности доменной плавки путем обеспечения оптималь-! ного дутьевого режима. указанная цель достигается тем, что устройство автоматической ста-. билизации дутьевого режима доменной печи, включающее регулятор постоян- ного давления газа на колошннке, ком- прессор, воэдухопровод, блоки стабилизации расхода и давления дутья, каждый из которых содержит датчики, преобразователи, задатчики и регуляторы, соединенные через переключатель с исполнительным механизмом и регулирующим органом,,снабжено .пороговыми элементами минимальных и .максимальных рабочих значений расхода дутья и давления, включенными между переключателями блоков стабилизации расхода и давления дутья, элементами

НПИ и элементами выдержки времени, при этом выходы элементов ИЛИ н выдержки времени подключены к входам соответствующего переключателя,их входы подключены соответственно к выходам пороговых элементов, а за-.. датчики:регуляторов и пороговых элементов механически связаны между собой.

На Фиг. 1 показана известная схема автоматического регулирования гаэового режима доменной печи; на фиг. 2 - режиьв1 работы компрессора под командой блоков стабилизации давления; на фиг. 3 — 6 — структурные схемы устройства для стабилизации режима дутья доменной печи с

1126606 4 блоками стабилизации, обеспечивающгг ную печь таким количеством дутья, ми переключение регуляторов. какое печь может йринять в соотве1В системе стабилизации режима ствии с изменяющимся сопротивледутья (фиг. 1) источником дутья до- нием шихты, чем достигается плавменной печи 1 с газоочисткой 2 слу- 5, ность схода шихты и высокая произвожит компрессор 3, например, с элект- дительность доменной плавки. роприводом. Необходимый режим дутья При работе комп а оте компрессора под команподдерживается либо регулятором 4 дой регулятора давления дутья иа задавления дутья. либо регулятором 5 массовой производительности. 10 тимальнои режиме п (А), и режиме печи (точка А), коСистема автоматического регулиро- торому соответствует производительвания включает в себя измерительные ность компрес ра р ссора, в реальных усло— преобразователи 6 и 7, задатчики виях происходит изменение характерис8 и 9 регуляторов, переключатель 10, тик сопротивления тракта нагнетания состоящий, например, из ключа управ- 15 (линии а -o, b -Ь, с -c) и, следоления 11 и реле 12 и 13, а также уси- вательно, изменяется производительлитель 14, исполнительный механизм . "ность компрессора. При достижении—

15 и регулирующий орган 16. определенных значений производительВ регулятор 4 давления поступает,. ности: точки В, которая соответствусигнал Р ., пропорциональный давлению 20 ет нарушению распределения. дутья по из нагнетания компрессора, с преоб- сечению шихты, например канальный раэователя 7 и сравнивается с сиг- ход, с точки С, к которой регулятор налом,задатчика 8. На регулятор 5 давления привел режим компрессора

Э массовой производительности компрес- предотвращая "подвисание" шихти

У сора поступает сигнал с измеритель- 25 целесообразно произвести отключение ного преобразователя 6 и сравнивает- регулятора давления и включить реся с сигналом задатчика 9. гулятор массовой производительности, Любой из регуляторов 4 или 5 может а при восстановлении персоналом до1быть подключен переключателем 10 к менной печи нормального хода проиэцепям управления — усилителю 14, З0 вести обратное переключение. исполнительному механизму 15 и ре- На фиг. 3 прецставлена структургулирующему органу 16 компрессора 3. ная схема устройства дчя регулирова-.

Включение того или другого регулято- ния режима дутья доменной печи с ра в режим автоматического регули-, блоком управления, обеспечивающим рования осуществляется машинистом автоматическое переключение регуляI

35 компрессора по команде газовщика доменной печи.

Блок управления включает в себя, Стабилизация давления под колош- пороговые устройства 19 и 20 с заником доменной печи осуществляется датчиками 21 и 22 и логический элерегулятором давления газа 17, воз- 40

40 мент ИЛИ 23, выход которого связан действукнцим на регулирующий орган оРга" с реле 12 и 13 переключателя 10., 18, например дроссельный клапан или Сигнал, пропорциональный мас— регулирующий орган газоутилиэацион- совой производительности компрессоной турбины (не показана). ра, поступает на пороговые.уст ойстНа фиг. 2 показаны режимы работы 45 ва 19 и 20, например компарато ные р . у ройст компрессора при переключениях ре- уставки срабатывания которых сгуляторов давления и массовой прорых ус иэводительности. танавливаемые задатчиками 21 и 22

° .

4 соответствуют верхней и нижней граВ течение плавки возможны наруше- нице диапазона производительности

Ния хода печи, например канальный 50 (точки В и С на фиг. 2) при б тЕ

II II ра о ход, подвисание шихты, при которых компрессора под командой регулятора происходит значительное изменение и давления. гаэонроницаемости шихты. Поэтому в При срабатывании на границе диа-качестве, основного регулятора целе- пазона любого из пороговых устройств сообразно использовать регулятор дав.55 сигнал поступает через элемент ИЛИ ления дутья, который при совместной 23 на реле 12 переключателя 10, отработе с регулятором давления газа . ключающее регулятор 4 давления и репод калошником обеспечивает домен- : ле 13, подключающее регулятор 5 мас

1126606

d совой производительности к усилителю 14, воздействующему на исполни" тельный механизм 15 регулирующего органа 16 компрессора (не показан);

Поскольку даже при нормальном . 5 ровном ходе доменной печи наблюдаются колебания (пульсация) расхода дутья вследствие постоянно меняющего-, ся сопротивления столба шихтовых ма- . . 16 териалов, то переключение регулято=

pos целесообразно производить с выдержкой времени, что исключит частые . переключения и новысит надежность системы.

На фиг. 4 представлена структурная схема устройства для регулирова- ния режима дутья с блоком управления имеющим линию задержки.

Блок унравлевия включает в,себя элемент 24 выдержки времени например 20 реле времени, вход которого подключен к выходу элемента,ИЛИ 23, а. выход — к реле 12 и 13 переключателя 10

В этом устройстве при срабатывании: любого из пороговых устройств 19 или 28 переключение регуляторов произойдет только после того, как исчер пается установленная выцержка времени на элементе 24.

Выдержка времени на включение ре- ЗО гулятора массовой нроизводительности выбирается опытным путем, Результаты наблюдений за работой доменных печей показывают,.что величина выдержки для печей различного объема составляет 5-15 с.

Яа фиг. 5 представлен блок управления, в котором выход элемента ИЛИ

23 соединен с реле 12 и входом элемента 24 выдержки времени, а выход 4о последнего - с реле 13 переключате- ля N.

В этом устройстве при срабатывании любого из пороговых устройств.

19 или 20. репе 12 сразу отключает 45 регулятор 4 давления, а регулятор

5 массовой производительности вкл» чается но истечении заданной на элементе 24 выдержки времени на срабатывание реле 13.

TsKoe переключение регуляторов позволяет увеличить диапазон работы регулятора массовой производительности при включении его вблизи точки С (фиг.2) для компрессоров с крутыми xapsKTe- 55 ристиками.

Для того, чтобы исключить случайные отклонения давления на недопустимую величину, особенно при переключениях вблизи точки. С, когда .регу- лятор давления уже отключен, à регулятор массовой производительности еще не включен, и возрастание давления зависит от скорости увеличения— сопротивления столба шихты, что может вывести компрессор в зону пом" пажа, целесообразно контролировать давление дутья.

На фиг. 6 представлена схема устройства с блоком управления, в котором кроме массовой производительности контролируется величина давления дутья.

Блок управления в этом случае включает в себя два пороговых устройства 25 и 26 с задатчиками 27 и

28 и элемент ИЛИ 29 ° Выход элемента

ИЛИ 23 при этом соединен с реле 12.

Сигнал Р», пронорциональный давлению дутья, поступает на входы пороговых устройств 25 и 26, их выходы соединены с входами элемента ИЛИ 29, а выход последнего подключен к реле

13.

В этом устройстве отключение pel гулятора давления производится реле

12 при достижении границ заданного диапазона производительности компрессора (аналогично устройству на фиг. 5), а включение регулятора 5 массовой производительности произво.дится при отклонении давления дутья от заданного на заранее установлен1 кую величину при срабатывании любого из пороговых .устройств, одно из которых, например 25, настроено на нижнее, а 26 — иа верхнее значение давления. Далее сигнал поступает на элемент ИЛИ 29 и затем на реле 13, включающее регулятор 5.

Во всех схемах устройств, пока.занных на фиг. 3-6, обратное переключение регуляторов происходит автоматически после восстановления .нор1 мального хода печи.

Регуляторы 4 и 5 должны быть оснащены устройствами, обеспечивающими безударное переключение, как например регуляторы серии АК3СР, а отключаемый регулятор должен переводится в режим слежения.

Предельные значения производительности, при которых должно производится переключение. регуляторов, устанавливается в зависимости от ре

Ф.

1126606 жима работы конкретной доменной печи и определяется опытным путем.

Выдержка времени на включение регуляторов определяется также экспериментально. Результаты наблюдений за-работой печей показывают, что для различных доменных печей выдержка времени составляет 5-. 15 с.

Йа воздуходувных станциях, как правило предусматривается возмож-. ность работы каждого компрессора на любую из группы доменных печей, отличающихся номинальними.параметрами дутья, поэтому для обеспечения оптимального соотношения массовой производительности и давления дутья, при которых производится переключение регуляторов, на разных режимах работы компрессора задатчики 8 и 9 регуляторов 4 и 5 и задатчики 23

22, 27 и 28 пороговых устройств 19, 20, 25, 26 могут быть связаны между собой (фиг. 6), например, механически, т.е. потенциометры датчиков могут быть установлены на одной оси пли связаны с помощью редуктора, передаточное отношение которого подбирается в зависимости от кон-

10 кретных режимов работы доменных пе, чей группы.

Предлагаемая система автоматического регулирования способствует йредотвращению "подвнсания" столба шихты, быстрой ликвидации каналь15

I ного хода, если он возникает, и обеспечивает поддержание оптимального режима дутья в соответствии с состоянием доменной печи, чем достигается повышение производительности плавки.

1 326606!!26606

1126606

Составитель Н.Дунаев

Редактор Т.Веселова Техред Т.Иаточка Корректор Q,Тнгор

Заказ 8642/20 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4