Способ регулирования производительности доменной воздуходувки

 

717137

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф л )

Ф д ио сиомс с иопм с си

-3 ;.ботЫ Ь4 (51)M. Кл.

С 21 В 9/10 (61 ) Дополнительное к а вт (22) Заявлено 16.01.76 (21) 2397280/22.02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Икуддротееииый комитет

СССР ае делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.02.80. Бюллетень йа 7 и

Дата опубликования описания 28.02.80 (53) УДК

669.162.228.3 (088.8) t (72) Авторы изобретения

В. Ф, Горяченко, Б. М. Сергеев и В. П. Филаретов

Невский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени машиностроительный завод имени В. И. Ленина (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДОМЕННОЙ

ВОЗДУХОДУВКИ

Изобретение относится к области регулирования расхода дутья доменной турбовоэдуходувки, состоящей из паровой турбины и компрессора, подающей воздух в доменную печь через воздухоподогреватели (кауперы) .

Наиболее близким к изобретению по техни5 ческой сущности и достигаемому результату. о является способ, который заключается в том, что в момент начала заполнения воздухоподогревателя скачкообразно увеличивают расход.

10 воздуха, а потом уменьшают его до исходного значения ступенчато так, чтобы суммарное количество горячего воздуха, подаваемого в доменную печь; оставалось постоянным (1).

При этом скачкообразный рост расхода осуществляют эа счет резкого увеличения рас- хода пара через приводную паровую турбину, а значит за счет резкого изменения скорости вращения турбовоздуходувки.

Ввиду того,что с момента полного открытия клапана, подающего воздух в пустой воздухоподогреватель, устанавливается максимальный расход воздуха, определяемый при сверхкритнческом перепаде давления на клапане его

2 размерами и объемом воздухоподогревателя, темп необходимого увеличения расхода пара, а значит и скорости вращения турбовоздуходувки зависит от времени открытий клапана и вида расходных характеристик компрессора.

Для домны объемом 5000 мз завода "Криворожсталь" при осуществлении известного способа скачкообразное изменение расхода пара на каждую иэ двух приводных паровых турбин НЗЛ типа Т вЂ” 30 — 90 — 1 определяется следующими; параметрами: за 40 — 45 с с момента начала открытия воздушного клапана расход пара необходимо увеличивать с 85 до

110 т/ч (рост 25 — 30 o), причем скорость вращения турбовоздуходувки эа этот промежуток времени возрастает на 150 — 170 o5/мин. .Резкое увеличение расхода пара и скорости вращения снижает надежность паровой турбины и компрессора в работе,а в некоторых случаях не позволяет осуществить известный способ, так как дополнительно к имеющимся напряжениям в деталь турбоагрегата (например. роторы, лопатки, диски, сегменты) добавляются напряжения, возникающие при нестаци17137!

3 7 онарйых процессах наброса и сброса Йагрузки с цикличностью 12000 циклов в год.

Йеобходимые для обеспечения "известного

l способа темпы увеличения скорости вращения агрегата намного превышают разрешаемый заводом-изготовйтелем темп роста скорости вращения при пуске турбоагрегата (не бо лее 100 об/мин за,1 мин).

Целью изобретения является обеспечение надежности доменной воздуходувки прй работе в режиме компенсации потерь дутья прй переключении воздухоподогревателей.

Это достнгается тем, что увеличение расхода воздуха воздуходувкой за счет увеличения .ее скорости вращения" начинают "с oneðåæeèèåì начала переключения воздухоподогревателей на время 0,6 — 1,2 от допустимой для турбовозду. ходувки повышения числа оборотов до момента переключения воэдухоподогревателей и обеспечивают при этом минимальный сброс воздуха в атмосферу или какой-либо резервуар. При

" этом увеличение скорости вращеяия йроиэводят так, чтобы к моменту переключения возду- хоподогревателей количество воздуха; отдаваемое воздуходувкой, было больше потребляемого доменной печью на величину максимального расхода воздуха через отсекающий воздушный клапан соответствующеГо воздухоподогревателя при сверхкритическом перепаде давления на нем. Для сохранения неиэменйым режима печи на время разгона воздуходувки предусмотрен сброс йэбьйоаого вбэдфа в атмосферу или какую-либо емкость через выпуск пой воздушный клапан, управляемый по определенному закону.

На фиг. 1.дана Структурная схема доменной воздуходувки, реализующей предлагаеч мый сйособ; на фиг. 2 — характеристики переходных процессов для предложенного способа регулирования расхода.

Доменная турбовоздуходувка (см. фиг. 1) :

/ состоит иэ паровой турбины 1 и компрессора

2, подающего воздух через воздушный коллектор 3 и воздухоподогреватели 4, 5 и 6 в домну 7. В систеМф рег айрования"входят ре. гулятор скорости 8, электронный регулятор количества 9, блок 10 формирования опере-Мющего сигнала и выпускной воздушный клапан 11.

Паровая турбина 1 вращает компрессор 2, который сжимает воздух и подает его, например, через воздухоподогреватели 4 и 5 в доменную"йечь 7. В это время воздухоподогреватель 6 находится в режиме нагрева его доменным газом. За некоторое время е до на чала переКлючения воздухоподогревателя 4 в режим нагрева воздуха (до момента откры" " тия"отсекающего клапана этого" воэдухоподо4 гревателя) турбина начинает увеличивать число оборотов и компрессор вследствие этого увеличивает подачу воздуха в воздушный коллектор 3 (см. фиг. 2).

Начало повышения расхода воздуха компрессором 2 путем увеличения скорости вращения за счет увеличения расхода пара через турбину

1 происходит в момент с опережением начала переключения воздухоподогревателей (включение воздухоподогревателя 6 и выключение воздухоподогревателя 4 или 5) на время (см. фиг. 2). Требуемое время устанавливается в блоке 10. Сигнал из блока формирования 10 поступает и электронный регулятор количества 9 и через задатчик гидравлического регулятора скорости 8 агрегат управ ляетея по заранее выбранному закону изменения скорости набора и снижения оборотов, обеспечивающему полную компенсацию потерь горячего дутья при допустимых напряжениях в элементах воздуходувки и при минимальном выбросе воздуха в атмосферу или какой-либо резервуар., От блока 10 упреждающий импульспро-.

25 ходит одновременно на выпускной воздушный клапан 11, который осуществляет выброс воздуха в атмосферу или какой-либо резервуар так, чтобы давление в нагнетании оставалось .неизменным. Этим клапаном может быть про30 тивопомпажный клапан турбовоздуходувки.

На фиг...2 показан график изменения во времени расхода воздуха, скорости вращения турбовоздуходувки при переключении воздухолодогревателей по известному и предлагаемому способам. На оси абсцисс отложено время t, на оси ординат — расход воздуха Q и число оборотов и турбовоздуходувки

Кривая А соответствует повышению оборотов по известному способу. Применительно к домне объемом 5000 м увеличение оборотов

Ьп"составит 170 об/мин за время И = tq — 11=

= 40 с, где t —. начало открытия отсекающего клапана воздухоподогревателя, tg — время достижении надкритического расхода воздуха через клапан. Повышение расхода пара на турбину за этот же промежуток времени

И составит 25 т/ч. Такой резкий наброс значительно снижает надежность турбомашины и затрудняет его осуществление. По предлагаемому Способу повышение оборотов идет по

Л<ривой Б.Увеличение расхода воздуха начинает ся в момент tp, т. е. раньше начала оп<рытия клапана воздухоподогревателя (время t,) на время + = tq — to. Время Ф выбирают из условия обеспечения надежности турбовоздуходувки в работе. Например, при выборе темпа изменения скорости вращения турбовоэдуходувки равным 50 об/мин эа 1 мин это время

S 717137 йри общем повышении числа оборотов на

170 об/мин составит

Ьп

100 (мин) = " 60 (с) =0,6hn(c), 100

Кривая В показывает закон выпуска избыточного воздуха через выпускной воздушный клапан 11..;

Для увеличения экономичности повьппение оборотов можно производить, например, по кри- 10 вой 5>. Она состоит из двух участков, первый из которых соответствует увеличению скорости вращения на 50 об/мин за 1 мин до увеличения ее на 75 об/мин, а второй соответствует увеличению скорости вращения на

1 ч

100 об/мин эа 1 мин, В этом случае 2 составит

Способ регулирования производительности доменной воздуходувки путем увеличения расхода воздуха при переключении воздухоподогревателей, отличающийся тем, что, l с целью повышения точности регулирования и

ЗО надежности работы воздуходувки, увеличение расхода воздуха воздуходувкой производят с опережением начала переключения воздухоподогревателей на время в секундах равное

0,6 — 1,2 от разности допустимого и номинального чисел оборотов воздуходувки в минуту при одновременном открытии выпускного клапана в тракте дутья до момента начала переключения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР К 4260 1 кл. F 04 0 27/00, 1975.

170 — 60 — 40 = 164 с = 27 мин.

60 + — -60 — 40 = 95 с = 1,6 мин.

75 75

50 100

Так как C уменьшилось, TG уменьшится и выброс воздуха в атмосферу, соответствующий кривой В . Разрешаемый заводом-изготовителем темп роста скорости вращения воздуходувки при пуске не превышает 100 об/мин за 1 мин. Таким образом, приняв на основа.-, нии вышеизложенного, что при осуществлении режима увеличения расхода воздуха при переключении воздухоподогревателей допускается темп роста скорости вращения в пределах

5 — 100 об/мин за мин можно выВести безразмерный; коэффициент, определяющий время опережения увеличения расхода воздуха воздуходувкой начала переключения воздухоподогревателей, т.е. время Ъ .

Пусть необходимое увеличение оборотов обозначим hn, принимая допустимый темп повьппения оборотов 50 об/мин за 1 мин..

При этом O = — (мин) = 60 (с)

Ьг и .

БО 50 = 1,2 Ьл, при допустимости темпа повышения оборотов 100 об/мин за 1 мин.

Таким образом, начало увеличения расхода воздуха воздуходувкой должно опережать начало переключения воздухоподогревателей на время Ф, которое составляет (0,6 —:1,2)Ьп, где Лп — необходимое увеличение оборотов турбовоэдуходувки при режиме переключения воздухонагревателей., Применение предлагаемого способа обеспечивает существенное повышение надежности работы воздуходувки при переключении воздухоподогревателей.

Значительное повышение надежности воздуходувки при применении предложенного способа компенсирует потери экономичности от сброса воздуха в атмосферу. Применение нового способа регулирования дает возможность практически использовать разгон на серийно выпускаемых турбовоздуходувках.

Формула изобретения

717137 фиг f

Составитель Б, Раковский

ТехредЛ. Алферова Кооректор И. Муска

Редактор Т. Смирнова .

Тираж 608 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9762/33

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4