Способ управления состоянием фурменных зон доменной печи
Изобретение относится к области металлургии, в частности к управлению работой фурменных зон доменной печи. Цель изобретения - снижение удельного расхода кокса и повышение производительности печи путем выравнивания по ее окружности теплового и газодинамического состояний фурменных зон. С этой целью на заданном интервале времени определяют среднее значение амплитуды пульсаций температуры каждой фурменной зоны около ее среднего значения и изменяют расходы углеводородных добавок, дутья и пара по фурмам в зависимости от средних значений амплитуд пульсаций температуры этих фурменных зон около их средних значений. Причем при увеличении (уменьшении) температуры фурменных зон выше (ниже) средней по множеству фурм температуры на заданную величину соответственно увеличивают (уменьшают) расходы дутья и углеводородных добавок и (или) расход пара на данной фурме. При превышении средними значениями амплитуд пульсаций температуры фурменных зон заданной величины уменьшают расходы дутья и углеводородных добавок и (или) увеличивают расход пара на этой фурме. 1 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
РЕСПУБЛИН (1Е О1) .
А1 (ц)$ С 21 В 5/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
l1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4261745/23-02 (22) 15 ° 06. 87 (46) 07. 03. 90. Бюл. Ф 9 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Б. Г.Микрюков, В. В,Левитский и Е.Т.Малышко (53) 669. 162.262(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 533637, кл. С 21 В 7/24., 1972.
Авторское свидетельство СССР
У 291963, кл. С 21 В 7/24, 1960. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ
ФУРМЕННЫХ ЗОН ДОМЕННОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к управлению работой фурменных зон доменной печи. Цель изобретения — снижение удельного расхода кокса и повышение производительности печи путем вырав. ° нивания по ее окружности теплового и газодинамического состояний фурИзобретение относится к металлур- гии, в частности к управлению работой фурменных зон доменной печи.
Целью изобретения является снижение удельного расхода кокса и повышение производительности печи путем выравнивания по ее окружности теплового и газодинамического состояний фурменных зон.
На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ управления состоянием фурменных зон доменной печи.
Схема содержит блоки 11,...,1 измерения и преобразования сигналов
2 менных зон. С этой целью на заданном интервале времени определяют среднее значение амплитуды пульсаций температуры каждой фурменной зоны около ее среднего значения и изменяют расходы углеводородных добавок, дутья и пара но фурмам в зависимос-. ти от средних значений амплитуд пульсаций температуры этих фурменных зон около их средних значений. Причем при увеличении (уменьшении) температуры фурменных зон выше (ниже) средней по множеству фурм температуры на заданную величину соответственно увеличивают (уменьшают) расходы дутья и углеводородных добавок и(или) расход пара на данной фурме. При превышении средними значениями амплитуд пульсаций температуры фурменньм зон заданной величины уменьшают расходы дутья и углеводородных добавок и (или) увеличивают расход пара на этой фурме. 1 ил., 1 табл. о температуре 1,.. °,и фурменных зон, Т,, блоки 2»,. ° .,2„ измерения и преобразования сигналов о расходах дутья по 1,...,п фурмам (,, блоки
3» ...,,Зь измерения и преобразования сигналов о расходах углеводородных добавок по 1,...,п фурмам (,;, блоки
4,. ° .,4> измерения и преобразования сигналов о расходах пара по 1,...,п фурмам Ся,, блок 5 вычисления средней .й по множеству фурм температуры Т, блок b вычисления cpe его по множеству фурм расхода дутья Я, блок 7 вычисления среднего по множеству фурм расхода углеводородных добавок О
1548207 блок 8 вычисления отклонений Т; температуры фурменных зон от средней по множеству фурм температуры, блок 9 вычисления показателей газодинами5 ческого состояния фурменных зон К> блок 10 определения рекомендуемых изменений расходов дутья по фурмам Ц,, блок 11 определения рекомендуемых изменений расходов пара по фурмам hG „блок 12 определения знаков отклонений $1 < с.учетом зоны нечувствительности А, наличия К (. > K - и переключения цепей сигналов в соответствии с таблицей рекомендуемых изменений расходов компонентов комбиниров анно Го дутья по фурмам, блок 1 3 определения рекомендуемых изменений расходов углеводородных добавок по фурмам h( 19,. ° .,19д регулирующих органов паpa no 1,...,п фурмам. 30 Выходы каждого из блоков 1,,..., 1 измерения и преобразования сигналов о температуре фурменных зон (1,...,n) соединены с входами блока 5 вычисления средней по множеству фурм температуры, блока 8 вычисле,ния отклонений темперАтуры фурменных зон от средней по.множеству фурм температуры и блока 9 вычисления показателей газодинамического состоя40 ния фурменных,зон, Выходы каждого из блоков 2,,...,2, измерения и преобразования сигналов о расходах дутья по 1..,п фурмам соединены с входами блока 6 вычисления среднего по множеству фурм расхода дутья и блока 14 регулятора расходов дутья по фурмам. Выходы каждого из блоков .3<,...,3 измерения и преобразования .сигналов о расходах углеводородS0 HbIx добавок по 1,...,п фурмвм соединены с входами блока 7 вычисления среднего по множеству фурм расхода .углеводородных добавок и блока 15 регулятора расходов углеводородных добавок по фурмам. Выходы каждого из 55 блоков 4,...,4> измерения и преобразования сигналов о расходах пара по 1,..., и фурмам соединены с входами блока 11 определения рекомендуемых изменений расходов пара по фурмам. Выход блока 5 вычисления средней по множеству фурм температуры соединен с входами блока 8 вычисления отклонений температуры фурменных зон от средней по множеству фурм температуры. Выход блока 6 вычисления среднего по множеству фурм расхода дутья соединен с входами блока 10 определения рекомендуемых изменений расходов дутья по фурмам и блока 14 регулятора расходов дутья по фурмам. Выход блока 7 вычисления среднего по множеству фурм расхода углеводородных добавок соединен с входами блока 13 определения рекомендуемых изменений расходов углеводородных добавок по фурмам и блока 15 регулятора расходов углеводородных добавок по фурмам. Выходы блока 8 вычисления отклонений температуры фурменных зон от средней по множеству фурм температуры соединены со входами блока 12 определения знаков отклонений ЕТ, с учетом зоны нечувствительности А, наличия К-,; o К м, и переключений цепей сигналов. Выходы блока 9 вычисления показателей газодинамического состояния фурменных зон соединены с входами блока 12 определения знаков отклонений АТ; с учетом зоны нечувствительности А, наличия Kq К макс и переклют чений цепей сигналов. Выход блока 10 определения рекомендуемых изменений расходов дутья по фурмам соединен с входом блока 14 регулятора расходов дутья по фурмам. Выход блока 11 определения рекомендуемых изменений расходов пара по фурмам соединен с входом блока 16 регулятора расходов пара по фурм ам, Выходы блок а 1 2 определения знаков отклонений 5,Т; с учетом зоны нечувствительности А, наличия К ;) К,ч и переключений цепей сигналов соединены с входами блока 10 определения рекомендуемых изменений расходов дутья по фурмам, блока 11 определения рекомендуемых изменений расходов пара по фурмам и блока 13 определения рекомендуемых изменений расходов углеводородных добавок по фурмам. Выход блока 13 определения ре- . комендуемых изменений расходов углеводородных добавок по фурмам соединен с входом блока 15 регулятора расходов углеводородных добавок по 548207 6 фурмы и т.д., которые отрабатывают выданные воздействия, изменяя расходы дутья, чглевоцородных добавок н пара по фурмам. Таким образом, при изменении теплового (bT; ) и (или) газодинамического (К и ) состояний фурменных зон осуществляется выдача управляющих воздействий посредством изменений расходов 6 компонентов комбинированного дутья (дутья, углеводородных добавок и пара) по соответствующим фурмам, т.е. управление состоянием фурменных зон, направленное на выравнивание состояния фурменных зон по окружности печи.Рекомендуемые изменения расходов компонентов комбинированного дутья при возможных нарушениях теплового 20 и газодинамического состояний фурменных зон приведены в таблице. 1 фурмам, Выход блока 14 регулятора расходов дутья по фурмам соединен с входами каждого иэ блоков 171,..., 17 регулирующих органов дутья по 1,...,п фурмам. Выход блока 15 регулятора расходов углеводородных добавок по фурмам соединен с входами каждого из блоков 18„,...,18 „ регулирующих органов углеводородных доба вок по 1,...,п фурмам. Выход блока 1 регулятора расходов пара по фурмам соединен с входами каждого иэ бло- . ков 19»,..., 19 регулирующих органов пара по 1,...,и фурмам. Устройство работает следующим образом. По измеренным и преобразованным в,блоках 1<,...,1и сигналам о температуре фурменных зон вычисляются средняя по множеству фурм температура в блоке 5, показатели гаэодинамического состояния фурменных эон в блоке 9 и отклонения температуры фурменных зон от средней по множеству фурм температуры в блоке 8. По сигналам о расходах дутья и углеводородных добавок, измеренным и преобразован-. ным в блоках 2,...,2 и и 3,...,3, вычисляются средние по множеству фурм значения расходов соответственно дутья (в блоке 6) и углеводородных добавок (в блоке 7) . В блоке 12 определяются знаки отклонений бТ; с учетом зоны не чув ствительно сти А, наличия К: > К „и производятся переключения в цепях сигналов от блоков 8 и 9, идущих к блокам 10 — 13 .для определения рекомендуемых изменений расходов дутья, углеводородных добавок и пара по фурмам соответственно. С учетом указанных переключений, производимых в соответствии с приведенной таблицей рекомендуемых изменений расходов компонентов комбинированного дутья по фурмам, в, блоках 10 — 13 формируются управляющие воздействия, направленные на изменения расходов дутья, углеводородных доба- ,вок и пара по всем фурмам. Указанные управляющие воздействия коммутатором поочередно от 1 до и подключаются к входам регуляторов расходов соответственно дутья (блок 14), углеводородных добавок (блок 15) и пара (блок t6). K выкодам укаэанных регуляторов поочередно коммутатором подключаются исполнительные механизмы, перемещаюшие регулирующие органы от 1 до и В таблице использованы следующие обозначения: Т, — температура i-й фурменной зоны; Т вЂ” средняя по множеству фурм температура; К ° — покаг затель газодинамического сбстояния з-й фурменной зоны; А,K „с — заданные величины; (, — расход дутья на 3p i-ю фурму; Ц ° — расход углеводород-! о ных добавок на i-ю фурму; G„- раси( ход пара через i-ю фурму в момент определения показателей состояния фурменных зон; d — константа, Ocd<1 35 — увеличение расхода — уменьшеУ ние расхода. С реднее значение выходного сигнала первичных преобразователей харак- 40 теризует температуру фурменных зон У а пульсации выходного сигнала около его среднего значения — их газодинамическое состояние (показателем газо,,цйнамического состояния i-й фурменной 45 зоны может служить например, проУ центное отношение среднего значения амплитуды пульсаций G(T;) к среднему значению температурй И(Т;) i-й фур» менной зоны: 50 Кг =а1- ° 100 G(T) ай(т) где а — постоянный коэффициент пропорциональности). Для эффективного управления состоянием фурменных зон при отклонении 55 е его от нормального (наличии окружной еравномерности работы печи) необходимо вырабатывать оперативные управдяющие воздействия, оказывающие влия1548207 и Т сТ при К г., «а К ла <с Qg, =ЦЛ Q)i или Щ, =О; Щ; = 2I T T Чт 6Qxi =Оу СЫ hG„; = „ьТ;, и Т;) Т+А Ь(. II ДТ Q H hQn РТ и Т;(Т-А если (К„; - f (hT;) если aw Кг, <(jhT;l; если II, К<, ) т )hT; I, если K.; II hT l; К",; тДТ;, и Т-А T; Т+А ЬЪ =-$, Кг, 0» и Т; >Т+А к О т К г. (т при Ктi - К мс <с ДЦ ; = (>hT;,Q>>Ä при K„) К»« К -eI (г, Qg (i;Q, тК r (1т > Д%; = М,hò:Чт к «n, = при К 6 o К мд кс М f К., Ч +I H, г > Кмо кс к Sq,, =- К,;Q>„ о к Gni Сь +fn Kt, > 6G„; = „к„+ „ЬТ;, ние на параметры, характеризующие это состояние, т.е. на температуру фурменных зон и пульсации температуры (показатель газодинамического состояния) фурменных зон, При этом откло5 нение состояния i-й фурменной зоны от Нормального определяется отклонением hT; =Т;-Т (увеличением или уменьшением) температуры фурменной зоны от средней по множеству фурм температуры на заданную величину (hT;>A, hT; (-A) или превышением пульсациями температуры 1 и фурменной эоны Кг, заданной величины (К,;;; Кмс «). Величины А и K „„, определяются эмпирически .для конкретной доменной печи. т где 1 "" — коэффициенты пропорциональности (модели управления), определяются эмпирически для конкретной доменной 5р печи; (1,Ц вЂ” средние по множеству фурм расходы соответственно дутья и углеводородных добавок. Применение предложенного способа управления состоянием фурменных зон доменной печи по сравнению с известным позволяет использовать его не Этим требованиям лучше всего удов-, летворяют управляющие воздействия в виде изменений расходов компонентов комб ин иров анно го дутья, т. е. изменений расходов горячего воздуха (дутья), углеводородных добавок и пара на фурмы (кислород дополнительно подается не на всех доменных печах), Управляющие воздействия по изменению расходов дутья Д(,, углеводородных добавок Д(3т, и пара ЬСд, íà i-й фурме в соответствии с таблицей рекомендуемых изменений расходов компонентов комбинированного дутья по фурмам могут иметь следующий вид: только на тех печах, где применяются совместно природный газ и кислород, но и на тех печах, где дополнительная подача кислорода не применяется, а также приводит к экономии кокса на t,5Õ и повышению производительности на t,1Æ (определено методом экспертных оценок) формула изобретения Способ управления состоянием фуриенных зон доменной печи, включающий изменение расходов дутья, пара и углеводородных добавок по фурмам по отклонениям температуры фурменных 354&207 Т;с Т-А Пар на i"".þ фурму подается в количестве, достаточном при снятии его для выравнивания теплового состояния Пар на i-ю фурму подается в количестве, недостаточном при снятии его для выравнивания теплового состояния Kt — I макс Q3 Qxl t (с.; Ф) ц 1 От > а„;1 Q =const (т; =const Gn eq. 3 о,1 к ж (С„; ) ) от Т;+(С„; 1 ) от К„, dG„;+Gq,t Kr макс.зон от заданных значений, о т л ичающий с я тем, что, с целью снижения удельного расхода кокса и повышения производительности печи путем выравнивания по ее окружности теплового и газодинамического состояний фурменных зон, определяют среднее значение амплитуды пульсаций температуры. каждой фурменной зоны около i0 ее среднего значения, изменяют расходы дутья и углеводородных добавок по фурмам в зависимости от среднего значения амплитуды пульсаций температуры данной фурменной зоны около ее среднего значения и содержание пара в дутье изменяют по фурмам в зависимости от отклонений температуры фурменных зон от заданных значений и от среднего значения амплитуды пульсаций температуры данной фурменной зоны около ее среднего значения, причем при отклонении температуры фурменной зоны от средней по множеству фурм температуры на заданную величину изменяют расходы дутья и углеводородных добавок и(или) расход пара на, данной фурме, при превышении средним значением амплитуды пульсаций температуры фурменной зоны заданной величины на этой фурме раеходы дутья и углеводородных добавок уменьшают, а расход пара увеличивают. Т-Аа Т„ с Т+А T; T+A 1548207 17и Редактор Н. Гунько Заказ 113 Тираж 495 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "!!атент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Составитель А.Сергеев Техред Л.Олийнык Корректор М.Самборская 171
