Система автоматического контроляпараметров газораспределения по радиусу колошника доменной печи101изобретение относится к металлургии черных и цветных металлов и может быть использовано в системах, управляемых вычислительными устройствами, прецназ— наченными цля автоматического контроля газораспределения по радиусу колошника доменных печей.известно устройство для автоматического отбора проб газа по радиусу домен?-- ной печи и их анализа, содержащее зонд, предназначенный для отбора проб газа, механизм перемещения этого зонда во внутрь шахты печи, гибкий шпанг для передачи проб газа к коллектору. устройство работает периодически. каждые два часа зонд вводится в печь по радиусу колошника для последовательного отбора .проб газа в нескольких точках радиуса. первая проба отбирается из центра печи, а последняя с периферии. пробы газа, отобранные из шахты, передаются через гибкий шланг и систему трубопроводов на анализ fl].20недостаток этого устройства — невозможность ввода зонда в печь и отбора проб газа автоматически по нужной прог— .рамме.известна также система, предназначенная для контроля распределения газового потока в доменной печи. эта система содержит амбразуру и зонд для одновременного отбора проб газа по радиусу доменной печи и измерения его температуры при помощи термопары, трубу для отбора и передачи проб газа на анализ, механизм перемещения зонда во внутрь шахты печи, пульт местного управления механизма перемещения зонда, воздухораспределитель, емкости для хранения проб газа, газоанализатор, управляющий комплекс с мнемосхемой и пультом управления н прибор для регистрации параметров газа н температуры. зондс термопарой и трубой для отбора проб газа вводится в шахту доменной печи до центра с последующим выводом и остановками в заданных точках радиуса. при продвижении зонда во

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1Ц825644

Союз Советски к

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.06.78 (21) 2634151/22-02 с присоединением заявки РЙ— (23 } П рк,. Ритет

Опуб„ иковано 30.04.81. Бюллетень J%16

Дата опубликевания описания 02.05.81 (51)М. Кл.

С 21 В 7/24

Воударстввииый комитет

СССР до делам изооретеиий и открытий (53) УАК 669.162. .263.2(08.8.8) М. М. Шмонин, E. Г. Кулеш и Н. Г. Алябьева (72) Авторы (54} СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ПАРАМЕТРОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО РАДИУСУ

КОЛОШНИКА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к металлургии черных и цветных металлов и может быть использовано в системах, управляемых вычислительными устройствами, прецназначенными для автоматического контроля газораспрецеления по рациусу колошника

5 доменных печей.

Известно устройство цля автоматического отбора проб газа по рациусу цомен-.

10 ной печи и их анализа, содержащее зонц, прецназначенный цля отбора проб газа, механизм перемещения этого зонда во внутрь шакты печи, гибкий шланг для передачи проб газа к коллектору. Устройст15 во работает периоцически. Кажцые цва часа зонд вводится в печь по рациусу колошника цля последовательного отбора .проб газа в нескольких точках рациуса.

Первая проба отбирается иэ центра печи, а последняя с периферии. Пробы газа, отобрайньте иэ шахты, перецаются через гибкий шланг и систему трубопроводов на анализ (1).

Недостаток этого устройства — невозможность ввода зонда в печь и отбора проб газа автоматически по нужной прог,рамме.

Известна также система, предназначен ная цля контроля распределения газового потока в доменной печи. Эта система содержит амбразуру и зонд для одновременного отбора проб газа по радиусу доменной печи и измерения его температуры при помощи термолары, трубу для отбора и перецачи проб газа на анализ, механизм перемещения зонда во внутрь шакты печи, пульт местного управления механизма перемещения зонда, возцукораспределитель, емкости цля хранения проб газа, гаэоана» лизатор, управляющий комплекс с мнемосхемой и пультом управления и прибор для регистрации параметров газа и температуры. Зонд с термопарой и трубой для о бора проб газа вводится в шахту доменной печи Ro центра с последующим выводом и остановками в заданнык точках радиуса. При продвижении зонда во

825644 внутрь шахты о =,уществляется продувка сжатым воздухом отборных отверстий зонда. После достижения центра печи подача сжатого воздуха прекращается и газ под действием избыточного давления в шахте печи поступает во внутрь зонда, омывая горячий спай термопары. Измерение и регистрация температуры в каждой точке осуществляется автоматическим электронным потенциометром. Одновременно осуществляется запоминание измеренных значений. и индикация температуры.

Управление работой системы осуществляется с пульта 2). Недостатком этой системы является невозможность автоматического контроля

1 химического состава газа и его распределения по сечению шахты печи, а также степени использования водорода в потоке газов. Такой контроль необходим для оценки использования газа в доменной печи и расхода топлива при восстановлении и плавке.

Цель изобретения — увеличение быстродействия системы и автоматическое определение степени использования водорода потока газов и регистрация ее распределения по сечению шахты печи. е

Поставленная цель достигается тем, что в систему автоматического контроля параметров распределения газового потока по сечению шахты печи, содержащую для каждого радиуса сечения шахты зонд для одновременного отбора проб газа и измерения егoтемпературы,,вводимый через амбразуру печи, механизм перемещения зонда в шахту печи, емкости для хранения проб газа, входы которых соединены с зондом и блоками воэдухораспределителей, а выходы подключены к газоаналиэатору, а также общий для всех радиусов управляющий комплекс, входы которого подключены к термопарам зондов и газоанализаторам каждого радиуса„ а выходы - через блоки электроконтактных панелей к механизмам перемещения зондов, блокам воздухораспределителей каж- дого радиуса, приборам для регистрации параметров газа и температуры, а электроконтактные панели соединены с пультами местного управления перемещением зондов, введены датчики, определяющие количество газа в емкостях, входы которых подключены к каждой емкости для хранения проб газа, а выходы - к управляющему комплексу, и вычислительные устройства, определяющие значение степеней использования водорода в несколь ка 6 воздухораспределителей и механиз55 ма перемещения зонда. Второй выход газоанализатора 7 соединен с входом вычислительного устройства 1 5 для определения степени использования водорода, 5 0

15, 20

50 ких точках этих радиусов, подключенные к выходам газоанализаторов и приборам для регистрации степени использования водорода.

На фиг. 1 представлена схема системы автоматического контроля параметров распределения газового потока по сечению шахты доменной печи применительно к одному радиусу; на фиг. 2 — блок-схема вычислительного устройства.

Система содержит зонд 1 для одновременного отбора проб газа и измерения его температуры с помощью термопары, вводимый в шахту доменной печи через амбразуру 2. Перемещение зонда 1 осуществляется механизмом 3 перемещения управляемым с.пульта 4 местного управления. Пробы газа поступают в емкости

5 хранения, снабженные блоками 6 воздухораспределителей. Из емкостей 5 хранения пробы газа поочередно подаются в гаэоанализатор 7. Емкости 5 хранения проб газа снабжены также датчиками 8, определяющими количество газа в емкостях. Один из выходов гаэоаналиэатора 7 подключен на первый вход управляющего комплекса 9 с мнемосхемой и пультом управления. Параметры газа, определенные в газоанализаторе 7, преобразуются в электрические сигналы и передаются на первый вход управляющего комплекса

9 с мнемосхемой и пультом 1 О управления, откуда передаются ка самопишущие и показывающие приборы 11, 12 и 13, регистрирующие соответственно содержание в пробах углекислого газа, окиси углерода и водорода; Выходы датчиков 8 соединены со вторым входом управляющего комплекса 9. Bxoq сигнала термопары, измеряющей температуру газов, соединен с третьим входом управляющего комплекса 9. Температура газа регистрируется прибором 14, вход которого подключен на один из выходов управляющего комплекса 9. Один из выходов управляющего комплекса соединен с входом блока электроконтактных панелей, выход которых соединен с входом механизма 3 перемещения зонда, а один из выходов пульта 4 местного управления перемещением зонда 1 соединен с входом блока электроконтактных панелей. Выходы управляющего комплекса 9 соединены также с входами бло&25644 6 лее пробы газа поочерецно из кажцой емкости хранения перецаются в газоана»

I лизаторы 7, гце производится ик анализ, после чего электрические сигналы, по величине пропорциональные соцержанию углекислого газа, окиси углерода и воцорода, передаются на управляюший компй лекс 9 и далее на соответствующие самопишущие приборы 11, 12 и 13, фиксирую1О шие кажцую составляющую газа .

Электрические сигналы, соответствуюшие температуре. проб газа, также пере- цаются от термопар кажцого зонца на управляюший комплекс 9.

15 Расчет степени использования воцороца потока газов вецется по формуле"

=1,4--1 (— 4,о7 О

СО

2 гпе = †— степеиь испопьеовесо со+с 2

20 ния окиси углерода.

Оцновременно о сигналами, поцаваемыми на комплекс 9, от газоанализатора 7 подаются электрические сигналы, пропорциональные содержанию окиси углерода и углекислого газа на сумматор 16 выа числительного устройства 15, который рассчитывает суммы содержания окиси углерода и углекислого газа. Полученные сигналы этик сумм поцаются на целитель

- 30 17, куда оцновременно подаются сигналы, пропорциональные содержанию двуокиси углероца, от газоанализатора 7 и эти сигналы целятся на сумму сигналов; пропорциональных соцержанию окиси углеро3s ца и углекислого газа. Из целителя 17 полученные при целении сигналы подаются в масштабный умножитель 18, гце производится умножение полученнык сигналов на постоянный коэффициент (1, 41)

4О и в умножитель 19, гце производится перемножение цолученнык при целении. сигналов. Из умножителя 19 сигналы поцаются в масштабный умножитель 20, гце производится ик умножение на постоянный

45 коэффициент (1,07) . значение которой регистрируется самопишушим прибором 16.

Вычислительное устройство 1 5 (фиг. 2) содержит сумматор 16, входы которого подключены к газоаналиэатору

7, а выхоц — к целителю 17, на входы которого поцаются сигналы от газоанализатора 7 и сумматора 1 6; масштабны умножитель 18, на который подается вкоцной сигнал с целителя 17; умножитель 19, вхоцной сигнал на который поцается с целителя 17, а выходной пере цается на масштабный умножитель 20, на который вхоцной сигнал подается с умножителя 19, а выкоцной вместе с вь коцным сигналбм от целителя 17 передается на цифференциатор 21, вкоцные сигналы на который поцаются с масштаб ных умножителей 18 и,20, а выходной сигнал, пропорциональный значению. сте- пени использования водорода, перецается на прибор 22 цля регистрации распре целителя степени использования воцороца по сечению шахты печи.

91$I oQHoBpBMBHHol o контроля парамет ров кимического состава газового поток и его температуры по нескольким рациусам сечения шахты, например, рациусам

А - Е и более, основное оборудование, срецства системы и взаимодействие меж цу ними аналогичное, а ик количество увеличивается в зависимости от количес ва рациусов, по которым вецется контроль параметров газораспределения. При этом общими срецствами системы являются блок электроконтактных панелей, управляющий комплекс и приборы цля ре гистрации параметров газа и его температуры.

Система автоматического контроля параметров распрецеления газового потока по сечению шахты печи работает следующим образом.

При включении системы управляющий комплекс 9 в соответствии с зацанными программами формирует и выцает сигналы HB BBoll зонда 1 через амбразуру 2 в соответствующие точки рациусов А - Е.

Эти сигналы коммутируют нахоцяшиеся в электроконтактных панелях электричес- о кие цепи привоцов механизма 3 перемешения зонда 1 и зонд ввоцится в шахту печи. Затем произвоцится отбор проб газа и измерение его температуры термопарами, помешенными в корпусе зонца 1.

Эти пробы газа поцаются в емкости 5 хранения, количество которых соответст вует количеству точек отбора проб. Да!

Из масштабнык умножителей 18 и

20 сигналы подаются в цифференциатор

21, гце произвоцится вычитание из сигналов, получениык в масштабном умножителе 18, сигналов, полученнык в масштабном умножителе 20.

Полученные сигналы в,цифференциаторе

21, пропорциональные степеням использования воцороца, перецаются на самопишуший прибор 22, при помоши которого записываются в виде графиков процентные соцержания степеней использования воцо828844 рода газов в нескольких точках сечения шахты печи.

При заполнении пробами газа емкостей

5 хранения в послецних повышается цав« ление. При достижении заданного значения давления датчики 8, опрецеляющие количество газа в емкостях, дают команды на закрытие проб газа в емкостях 5, а управляющий комплекс 9 формирует сигналы на перемещение зонда 1 из одних 10 точек радиусов А - Е в другие.

При помощи пульта 4 местного управления ввод зонда 1 в шахту печи производится в ручном режиме при отключенном управляющем комплексе 9. !

Такое выполнение системы автоматического контроля параметров распределения газовых потоков по сечению печи обеспечивает автоматический контроль степени использования водорода в нескольких точках радиуса шахты печи с регистрацией ее значений самопишущими приборами, а также увеличивает быстродействие системы.

Годовой экономический эффект от внец-i5 рения предлагаемой системы на оцной доменной печи объемом 3200 м составляег около 200 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Система автоматического контроля параметров газораспределения по. радиусу колошника доменной печи, содержащая для каждого радиуса сечения шахты зонц для оцновременного отбора проб газа и измерения его температуры, ввоцимый через амбразуру печи, привод перемещения зонда в шахту печи, емкости цля . хранения проб газа, входы которых соецинены с зондом и блоками воздухораспределителей, а выходы подключены к газоанализатору, а также общий цля всех радиусов управляющий комплекс, входы которого подключены к термопарам зондов, газоанализаторам и вычислительным блокам, а выходы - через блоки электроконтактных панелей к приводам перемещения зондов, блокам возцухораспределителей кажцого радиуса, приборам для регистрации параметров газа и температуры, а электроконтактные панели соединены с пультами местного управления перемещениемзондов, отличающаяся тем, что, с целью увеличения быстродей- ствия системы и автоматического определения степени использования водорода потока газов и регистрации ее распределения по сечению шахты печи, eMKocTL цля хранения проб газа снабжены датчиками давления, выходы которых поцключены к входам управляющего комплекса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

14 143409, кл. С 21 В 7/24, 1967.

2. Проблемы автоматизированного управления доменным производством. Сборник. М., 1 974, с. 1 1 1-1 1 7.

825844

Составитель Б Раковский

Редактор Л. Пчелинская Техред 3.Фанта Корректор Л . Иван

Заказ 2414/48 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Г ! ! !

I !

l ! ! ! ! ! !

1 ! !

I ! ! ! !

l !

l!

1 ! ! ! ! !

-1-!

l ! !

I

I ! ! ! ! !

1 !

1 !