Способ управления отводом конвертерных газов без дожигания

 

Изобретение относится к черной / металлургии, а именно к получению стали в кислородных конвертерах, н может быть использовано в системах управления отводом конвертерных газов без дожигания. Целью изобретения является повьшение быстродействия и экономичности. Эта цель достигается тем, что при падении давления, измеряемого устройством 18, отходящих газов за дымососом 8 ниже минималвно допустимого значения по условиям помпажа (PWUH) поддерживают его в диапазоне (1-0,25) Радин посредством дросе селя 22, установленного в байпасном канале 9. 4 ил. О) Со Ф : о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (504 С 21 С.5 38ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Ф

4Ф

4ь © фФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

;(21). 4167484/23-02 (22) 24.12.86 (46) 23;05.88. Бюл. Р 19 (71) Научно-производственное обьединение "Черметавтоматика" (72) Ю,Д. Григорьян, И.А. Аронов и A.Ä. Анциферов (53) 669. 184. 15(088.8) (56) Заявка Японии Ф 59-22926, кл. С 21 С 5/38, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1308634, кл. С 21 С 5/38, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОТВОДОИ КОНВЕРТЕРНЫХ ГАЗОВ БЕЗ ДОЖИГАНИЯ (57

ÄÄS0ÄÄ 1397493 А1 металлургии, а именно к получению стали в кислородных конвертерах, н может быть использовано в системах управления отводом конвертерных газов без дожигания. Целью изобретения является повьппение быстродействия и экономичности. Эта цель достигается тем, что при падении давления, измеряемого устройством 18, отходящих газов за- дымососом 8 ниже минималвно допустимого значения по:условиям помпажа (P » ) подцерживают его в диапазоне (1-0,25) P „„ посредством дросе селя 22, установленного в байпасном

1397493

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению стали в кислородных конвертерах, и может быть использовано в системах управле 5 ния отводом конвертерных газов без дожигания.

Цель изобретения — сокращение размеров байпасного канала, потребления электроэнергии дымососом и повышение эффективности регулирования расхода отходящих газов в широком диапазоне.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для реализации способа на фиг.2 — характеристика дроссельной15 заслонки; на фиг,3 "и 4 — изменение давления газов эа дымососом.

Установка содержит конвертер 1, над которым расположена заслонка 2 кессона с отборами 3 давления, кессон20

4, котел-охладитель 5, переходящий в газоотводящий тракт 6, содержащий регулируемую ступень газоочистки 7, дымосос 8, байпасный канал 9 вокруг дымососа и свечу 10 с дожигающим уст-25 ройством 11. При наличии утилизации конвертерного .газа установка содержит перекидной клапан 12 и газопровод 13 на утилизацию. Система 14 регулирования давления под заслонкой кессона 30 связана с дроссельным устройством 15, установленным в газоочистке 7. Устройство 16 измеряет расход отходящих от конвертера газов, Система 17 регулирования давления за дымососом связана с устройством 18 измерения давления за дымососом, через коммутатор 19 — с задатчиком 20 минимального давления (Р„„„„} и устройством 21 измерения положения дросселя 15, а 10 также с регулирующим дросселем 22, установленным в байпасном канале 9.

Установка работает следующим образом.

Газы на конвертер 1 проходят через кессон 4 с опущенной заслонкой .2 кессона, котел-охладитель 5, которому отдают часть своего физического тепла,и через газоотводящий тракт 6 проходят газоочистку 7. Отходящие газы Отсасываются дымососом 8 и направляются либо на свечу 10 с дожигающим устройством 11, либо на утилизацию.

Выбор направления потока газов осуществляется перекидным клапаном 12.

Система 14 регулирования давления под заслонкой 2 кессона измеряет давление под этой заслонкой через отборы

3 по Отношению к атмосферному давле нию и с помощью регулирующего дроссельного устройства 15 осуществляет отвод конвертерных газов без дожигания их в кессоне. Для обеспечения возможности регулировать расход отходящих газов ниже минимально допустимого по условиям помпажа с помощью дросселя 22 открывается переток газов через байпасный канал 9, расход газов через который изменяется таким образом, чтобы при падении давления за дымососом ниже Р „„ на всасе в дымосос создавать коггебания, равные по частоте и амплитуде, но противоположные по фазе предпомпажным колебаниям, и тем самым погасить укаэанные предпомпажные колебания °

Регулируют расход отходящих газов с помощью регулирующего дросселя 15 практически в любом диапазоне расходов, несмотря на имеющееся ограничение по минимальной производительности дымососа 8. Первая система 14 регулирования давления под заслонкой кессона независимо поддерживает заданное давление под заслонкой кессона

4 управляя дроссельным устройством

15 и создавая тем самым определенный расход газов в газоходе до дымососа и соответствующее давление за дымосо.сом (больше Р„„„). При этом вторая система 17 регулирования удерживает дроссель 22 в байпасе в закрытом положении. Когда давление газов за дымососом становится ниже минимально го, коммутатор 19 подключает на вход системы 17 устройство 21 измерений положения дросселя 15, которое в данном случае является задатчиком для системы 17. При этом последняя попдерживает задаваемое значение давления за дымососом 8 B пределах (1-O,25)Р „„, изменяя расход газов через байпасный канал 9 посредством дросселя 22.

Регулирование отвода конвертерных газов без дожигания в течение продувки происходит следующим образом. В начале продувки система регулирования давления при малом расходе газов из конвертера образует в газоходе разделительный тампон иэ нейтральных газов. При этом коэффициент избытка воздуха Ы равен 1. Затем система осуществляет регулирование давления под заслонкой кессона таким образом, чтобы обеспечить отвод конвертерных з 139?4 газов без дожигания (d =0,1). Для обеспечения отвода конвертерных газов беэ дожигания система стремится максимально задросселировать газоотводящий тракт, что может привести к падению расхода отходящих газов и соответственно давления газов за дымососом ниже минимально допустимого значения, обусловленного устойчивой работой системы газоотводящий тракт— дымосос . Вторая система регулирования в этом случае таким образом изменяет расход газов через байпасный канал, чтобы на всасе в дымосос создать колебания расхода газоврпрепятствующие развитию периодических возмущений, создаваемых дымососом, в автоколебания или помпаж, тем самым обеспечивая устойчивую работу системы газоотводящий тракт — дымосос.

При этом диаметр байпасного канала выбирается так, чтобы обеспечить расход, газов по этому каналу, при котором давление за дымососом изменялось бы в пределах (1-0,25) Р„„„. Когда расход отходящих газов достигает значения, при котором давление .газов эа дымососом превышает Рцц„, расход газов через байпасный канал равен 30 нулю. Далее расход отходящих газов по основному тракту равен расходу через дымосос.

Способ основан на двух закономерностях. Первая заключается в том, что, существует прямо пропорциональная зависимость между положением регулирующего дросселя и расходом отходящих- газов в интересующей области изменения расхода (фиг.2), пропорциональность между давлением газов за дымососом и расходом газов через дымосос, На фиг.2 показана типовая характеристика дроссельной заслонки, где в применении к данному случаю об- 45 ласть А относится к устойчивому диапазону регулирования, а область Б показывает линейную зависимость между положением дросселя и расходом (дав-. лением), если в этой области предот- 60 вратить автоколебания. Вторая закономерность заключается в том, что помпажным (резонансным) колебаниям предшествуют предпомпажные колебания той же частоты, но значительно меньшей амплитуды. Причем даже при жестком

: возбуждении колебаний существует покрайней мере одна полуволна предпом:пажных колебаний. Эта закономерность

93 4 подтверждена исследованиями. Результаты исследований представлены на фиг.3.

Автоколебания (помпаж) возбуждают в тракте следующим образом. При приближении к неустойчивой области работы .системы газоотводящий тракт — дымосос прекращают изменять расход отходящих газов, т.е, не изменяют положение регулирующего дросселя. Развитие автоколебаний получают за счет естественных (незначительных) колебаний расхода отходящих газов и давления за ды1 мососом. Из развития автоколебаний давления газов за дымососом в указанных условиях возбуждения (фиг .3). видно, что амплитуда предпомпажных колебаний в 4-5 раз меньше амплитуды ! помпажных колебаний при той же часто те.

Таким образом, площадь сечения байпасного канала, пропорциональную расходу газов через байпасный канал, можно сократить согласно предлагаемо му способу также в 4-5 раз. При этом диаметр байпасного канала уменьшается в 2-2,5 раза.

Картина предполагаемых помпажных явлений (фиг,4) развивается при значениях давления за дымососом ниже

Р„ „ при трех разных положениях регулирующего дросселя на газоочистке, от которого зависит расход отходящих газов и давление за дымососом. По оси ординат отложено давление за дымосо сом. Линия АБГЕЗ соответствует понижению давления sa дымососом, где на участке АБГ его можно измерить и ре гулировать (при этом дроссель на байпасе закрыт). На участке ГЕЗ параметр

"Давление за дымососом" в качестве задания для системы управления дрос- селем на байпасе заменяется парамет.ром "Положение дросселя на газоочистке", Уровень давления Р,„„„по линии

БВ соответствует заданному давлению для недопущения помпажных явлений по известному способу. На уровне ГД без противоположного регулирования по предлагаемому способу развивается помпаж с максимальной амплитудой колебаний. На уровне ЕЖ, соответствующем более закрытому положению дросселя на газоочистке, развивается помпаж с меньшей амплитудой колебаний. И на уровне ЗИ,соответствующем крайнему нижнему положению дросселя на газоочистке (или 0,25 Р„„ н), 1397493 расход газов настолько мал, что автокалебания незначительны. При любых положениях дросселя на газоочистке, соответствующих давлению ниже Р„„н, на первой же полуволне начинающих развиваться автоколебаний вступает

Для эффективной работы системы регулирования давления газов за дымососом требуется высокое быстродействие этой системы. Поскольку период 15 автоколебаний в известных трактах

4 6 с, быстродействие системы с уче" том изложенных соображений не более

2-3 с с тем, чтобы не допустить проникновения в основной газаотводящий 2п тракт более чем одной полуволны колебаний, возникающих на дымососе.

Принятые пределы регулирования давления газов за дымосасам (1:

:0,25)Р „„взяты из следующих сообра- 25 жений. Верхний предел Р„щ„ является границей устойчивости системы газоотводящий тракт-дымосос и выше этой границы система работает устойчиво, следовательно, не требуется предотвращать автаколебания ввиду их отсутствия. Нижний предел 0,25 Рм рассчитан исходя из того, чта максимальное значение расхода отходящих

Разов при минимальной интенсивности продувки (1000 нм /мин О,) для меткомбинатов 400 тыс .м /ч. При этом йинимальный расход отходящих газов, выбранный по условчям помпажа, 220250 тыс.м /ч. Таким образом,минималь- 40 3

Ный диапазон регулирования расхода отходящих газов 1: 1, 5. Дпя эффективного отвода газов без дожигания, особенно при утилизации конвертернаго газа, требуется широкий, не менее

1:6, диапазон регулирования расхода отходящих газов. Поскольку существу-Йт указанная прямо пропорциональная зависимость между расходом отходящих газов и давлением газов за дымосасом, „ч

1 аналогичный диапазон регулирования требуется и для давления газов за дымососом. Таким образом, нижний предел регулирования давления газов за дымососом должен составлять 0,25 P „„, тогда даже при системе газоотводящий тракт — дымосос, имеющей диапазон регулирования 1:1,5, применение байпасного канала с регулированием давлення за дымососом позволяет расширить диапазон регулирования до 1:б., Изобретение позволяет значительно сократить объем байпаснога канала, что существенно облегчает разработку проекта размещения его внутри дымососного отделения. При этом сокращается время прохода газов через байпасный канал и уменьшается степень перемещения объемов газа, проходящих как па основному тракту, так и па байпасному каналу, тем самым обеспечивая взрывобезопасность системы отвода газов.

При работе с байпасным каналом согласно предлагаемому способу увеличивается влагонасыщение газов иэ-за павьппения их температуры, что также павьппает безопасную работу системы и тракта в целом.

Сокращение времени прохода газов через байпасный канал позволяет сократить объем разделительного тампона ° Сокращение объема разделительного тампона уменьшает тепловые нагрузки на котел-охладитель на 2-3, увеличивает выход утилизуемого газа на

5% и понижает выбросы окиси углерода в атмосферу.

Система позволяет значительно сократить расход электроэнергии, необходимой для эвакуации газов дымосасом.

Сокращение электроэнергии 2-3 тыс.кВт за плавку, Формула изобретения

Способ управления отводом конвертерных газов без дожигания, включающий кислородную продувку с установкой заслонки кессона над горловиной конвертера, измерение давления под заслонкой кессона, определение давления отходящих газов за дымасосом, регулирование давления под заслонкой кессана посредством дросселя на газо» очистке и регулирование давления отходящих газов за дымососом посредствам дросселя, установленного в байпаснам канале, соединяющем выход дымасоса с его входом, а т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения быстродействия и экономичности путем сокращения размеров байпасного канала, потребления электроэнергии дымосасом и повьппения эффективности регулирования расхода отходящих газов в широком диапазоне, измеряют положение дросселя на газоочистке, при

3397493

P, Ю

, Фие.2 падении давления Р„„„отходящих газов за дымососом ниже минимально допустимого значения по условиям помпажа указанное давление регулируУ

5 ют в пределах (1-0,25)P „ посредством дросселя, установленного в байпасном канале, по положению дросселя на газоочистке.

1397493

О 8 6 9 tZ !Ь l8 Zl 2Ф Z7Sg Áß 8942 S48 Р ХФ S7 Ю 8pepte,ñ

ФР8. Q

Составитель А. Абросимов

Редактор Н. Рогулич . Техред А.Кравчук Корректор И, Эрдейи

Заказ 2566/26 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, (