СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ КОЛОШНИКОВОГО ГАЗА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1998 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам регулирования параметров доменной плавки, и может быть использовано для автоматизации и оптимизации работы доменной печи.

Известен способ регулирования хода доменной печи [1], при котором пропорционально изменению общего перепада давления в печи увеличивают или уменьшают давление газа под колошником.

Известен также способ управления работой доменной печи [2], в котором при отклонении величины теплового потока на холодильниках заплечиков от заданного оптимального уровня в соответствии со знаком отклонения производят корректировку перепада давления "горячее дутье - колошниковый газ", т.е. общего перепада в печи, путем, например, изменения давления газа под колошником.

Известные способы, при которых регулируется давление под колошником, имеет ряд недостатков. Недостатки заключаются в том, что при реализации известных способов отсутствует автоматический режим функционирования системы для оперативного и точного осуществления изменения давления под колошником в зависимости от корректирующего воздействия по общему перепаду в печи и по изменяющимся условиям охлаждения холодильников в зоне заплечиков. Поэтому и невозможно с достаточной степенью эффективности реализовать промышленное внедрение известных способов регулирования хода и работы доменной печи вышеназванных изобретений по патенту и авторскому свидетельству.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению, имеющему схемное техническое решение, является выбранная в качестве прототипа система автоматического регулирования давления колошникового газа доменной печи [3].

Система регулирования содержит датчик давления, для которого импульс передается из подкупольного пространства печи и представляет из себя специальное отборное устройство, подключенное к преобразователю, выход которого соединен с цепочкой из последовательно соединенных между собой по входу и выходу вторичного прибора, регулятора с задатчиком и исполнительного механизма. Вал исполнительного механизма сочленен с регулирующим органом - заслонкой дроссельной группы колошникового газа. Дроссельная группа состоит из пяти труб разного диаметра, соединенных параллельно с общим входом и выходом. В трубы встроены дроссельные заслонки, одна или две из которых имеет регулирующий орган, а остальные - оснащены указателями положения и станцией дистанционного управления электроприводом.

Между тем известная система регулирования функционально и практически не может обеспечить автоматический режим управления изменением давления колошникового газа из-за колебаний общего перепада давления на печь, обусловленных дискретной работой доменной печи при ее загрузке шихтой засыпным устройством и изменением давления горячего дутья, связанного с наполнением дутья при переходе в режим "дутье" предварительно нагретого воздухонагревателя. Система регулирования также не обеспечивает изменения давления колошникового газа при изменении заданного уровня общего перепада давления на печь с изменением процессов, проходящих в зоне заплечиков печи. Все это отрицательно влияет на эффективность работы доменной печи при промышленной реализации регулирования хода печи по [1] и управления работой печи по [2].

Целью изобретения является обеспечение более полного и эффективного использования регулирующих воздействий на изменение давления колошникового газа с последующими при этом снижением удельного расхода кокса и увеличением производительности печи за счет поддержания ровности хода печи и оптимальной толщины слоя гарнисажа в заплечиках.

Указанная цель достигается тем, что система автоматического регулирования давления колошникового газа доменной печи содержит первый датчик давления, подключенный к первому преобразователю, вторичный прибор, первым входом соединенный с выходом первого преобразователя, а выходом - с регулятором, задатчик, соединенный с регулятором, и исполнительный механизм, вал которого соединен с регулирующей заслонкой дроссельной группы колошникового газа, оснащенной станцией дистанционного электропривода дроссельных заслонок. Согласно предлагаемому изобретению система дополнительно снабжена вторым датчиком давления, вторым преобразователем и усилителем мощности, причем первый и второй датчики давления соединены с входами второго преобразователя, выход которого соединен с регулятором и с вторым входом вторичного прибора, вход усилителя мощности соединен с первым выходом регулятора, а выход - с входом исполнительного механизма. Кроме того, система снабжена устройством коррекции и несколькими частными и общими измерительными каналами, в каждый из которых введены третий преобразователь и датчик температуры, соединенный с третьим преобразователем, причем первые и вторые входы устройства коррекции соединены с выходом каждого третьего преобразователя соответственно частных и общих измерительных каналов, а выход - с регулятором. При этом дополнительно снабженное в системе выходное реле соединено с вторым выходом регулятора, а блок-контакты выходного реле подключены в схему управления воздуходувной машиной подачи дутья в доменную печь и к станции дистанционного управления электроприводом дроссельной группы.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая система регулирования автоматически управляет изменением величины давления колошникового газа не только от ее текущего и заданного значения, но и от заданной и текущей величины общего перепада давления в печи, поддерживая его постоянным. Вместе с тем система регулирования автоматически осуществляет коррекцию задания величины общего перепада давления в печи для поддержания оптимальной толщины слоя гарнисажа в заплечиках с учетом изменения величины теплового потока на холодильниках заплечиков от заданного уровня. Кроме того, заявляемая система регулирования автоматически изменяет величину текущего давления газа под колошником при достижении его заданного ограничительного верхнего уровня за счет "безударного" воздействия на регулирующую заслонку дроссельной группы колошникового газа и воздуходувную машину дутья в доменную печь.

Таким образом, заявляемая авторами система регулирования соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения предлагаемого изобретения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что используемые в качестве новых элементов предлагаемой системы регулирования второй и третий преобразователи, второй датчик давления, усилитель мощности, датчик температуры, устройство коррекции и выходное реле - широко известны. Между тем, при взаимодействии элементов системы регулирования по прототипу и новых элементов в системе регулирования предлагаемого технического решения с указанными выше новыми связями между элементами, в предлагаемой системе регулирования проявляются новые особенности ее функционирования в автоматических режимах управления. Эти автоматические режимы предлагаемой системы регулирования в процессе работы приводят к использованию ее для эффективного управления ходом печи и рационального ведения доменной плавки.

Все это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения предложенного устройства критерию изобретения "изобретательский уровень".

На чертеже представлена принципиальная схема обеспечения работы доменной печи с регулируемым давлением колошникового газа в автоматическом режиме управления.

На чертеже изображено: 1 - доменная печь, 2 - большой конус засыпного устройства, 3 - межконусное пространство засыпного устройства, 4 - малый конус засыпного устройства, 5 - газоотводы, 6 - наклонный газоход, 7 - кольцевой воздухопровод горячего дутья, 8 - воздухопровод горячего дутья, 9 и 10 - пылеуловители, 11 - скруббер, 12 - указатель положения заслонок дроссельной группы колошникового газа, 13 - дистанционный электропривод заслонок дроссельной группы колошникового газа, 14 - дроссельная группа колошникового газа, 15 - регулирующие заслонки дроссельной группы колошникового газа, 16 - управляющий исполнительный механизм, 17 - регулятор, 18, 19 и 20 - вторичный прибор, первый преобразователь и первый датчик давления колошникового газа, 21 - задатчик общего перепада давления газа в печи, 22 - второй датчик давления горячего дутья, 23 - второй преобразователь общего перепада давления газа в печи, 24 - усилитель мощности, 25 - датчик температуры охлаждающей воды холодильников заплечиков, 26 - третий преобразователь температуры охлаждающей воды заплечиков, 27 - частные измерительные каналы по числу n холодильников или группы холодильников температуры охлаждающей воды в их нисходящем трубопроводе зоны заплечиков, 28 - общие измерительные каналы по числу k коллекторов температуры охлаждающей воды в напорном трубопроводе группы холодильников зоны заплечиков, 29 - устройство коррекции заданной величины общего перепада давления газа в печи от изменений условий охлаждения холодильников в зоне заплечиков, 30 - выходное реле, 31 - схема управления воздуходувной машины подачи дутья в доменную печь, 32 - станция дистанционного управления электроприводом дроссельной группы.

Система автоматического регулирования давления колошникового газа содержит заслонки с дистанционным электроприводом 13 управления и указателями 12 положения, регулирующие заслонки 15 дроссельной группы 14 колошникового газа. При этом дроссельная группа 14 состоит из пяти соединенных параллельно труб разного диаметра с общим входом и выходом колошникового газа и врезкой в каждую из труб соответствующей дроссельной заслонки. Система регулирования включает в себя непосредственно первый датчик 20 давления, представляющий собой специальное отборное устройство, расположенное на колошнике доменной печи 1, второй датчик 22 давления, по конструкции аналогичный первому датчику 20, но расположенный в трубопроводе горячего дутья вблизи кольцевого воздухопровода 7 с отбором импульса давления в трубопроводе горячего дутья, а для первого датчика 20 давления - импульс отбирается из подкупольного или подконусного 2 пространства доменной печи 1, датчик 25 температуры охлаждающей воды, подключенный к измерительному входу третьего преобразователя 26, вместе с последним являются измерительным каналом для частных 27, расположенных в нисходящем трубопроводе отдельного холодильника или группы холодильников и равных n штук, а также - для общих 28 измерительных каналов, расположенных в напорном трубопроводе коллекторов охлаждающей воды по числу k и группе холодильников для отдельного сектора зоны эаплечиков. Система регулирования также содержит первый преобразователь 19 давления колошникового газа, второй преобразователь 23 перепада давления "горячее дутье - колошниковый газ" или общего перепада давления газа в доменной печи 1, а также вторичный прибор 18, предназначенный для индикации и регистрации во времени двух параметров: давления колошникового газа и общего перепада давления газа в печи 1, регулятор 17 изменения давления колошникового газа с задатчиком 21 изменения задания общего перепада давления газа в печи 1 и устройством 29 коррекции изменения общего перепада газа в печи 1 в зависимости от изменений условий охлаждения заплечиков, зафиксированных с помощью частных 27 и общих 28 измерительных каналов в отдельных секторах для холодильников при их охлаждении в зоне заплечиков. В систему регулирования также входят расположенные в центральном пункте управления магнитный усилитель 24, предназначенный для достаточной передачи управляющего импульса, поступающего с первого выхода регулятора 17, станция 32 дистанционного управления электроприводом 13 заслонок дроссельной группы, при срабатывании выходного реле участвующая наряду со схемой 31 управления воздуходувной машиной подачи дутья в доменную печь 1 в аварийной ситуации при изменении давления колошникового газа. В основном же режиме функционирования системы для передачи импульса регулирования соответствующим заслонкам, 15, одна из которых является резервной, дроссельной группы 14 служит исполнительный механизм 16.

Выход первого датчика 20 давления подключен к импульсному измерительному входу первого преобразователя 19 и к первому импульсному входу второго преобразователя 23, на второй импульсный измерительный вход которого подключен выход второго датчика 22 давления. Выход первого преобразователя 19 и выход второго преобразователя 23 соединены соответственно с первым измерительным и с вторым измерительным входами вторичного прибора 18, выходом соединенного с первым входом измерительного блока регулятора 17, на второй вход измерительного блока которого подключен выход задатчика 21, а первый выход регулятора 17 соединен с управляющим входом усилителя 24 мощности, выход которого подключен к управляющему входу исполнительного механизма 16, валом сочлененного с регулирующей заслонкой 15 дроссельной группы 14. Третий вход измерительного блока регулятора 17 подключен к выходу второго преобразователя 23, а второй выход регулятора 17 соединен с катушкой выходного реле 30, блок-контакты которого подключены соответственно к станции 32 дистанционного управления электроприводом 13 заслонок дроссельной группы 14 колошникового газа и в схему 31 управления воздуходувной машиной подачи дутья в доменную печь 1. При этом каждый датчик 25 температуры измерительного канала соединен с измерительным входом каждого третьего преобразователя 26 измерительного канала, а выход каждого третьего преобразователя 26 частного 27 измерительного канала подключен по числу частных 27 измерительных каналов n к первым измерительным входам 1...n устройства 29 коррекции, выход каждого третьего преобразователя 26 общего 28 измерительного канала подключен по числу общих 28 измерительных каналов k к вторым входам 1...K устройства 29 коррекции, выход которого подсоединен к четвертому входу измерительного блока регулятора 17.

Элементная база предлагаемой системы регулирования реализуется на основе, например, следующих средств автоматизации.

В качестве первого 19 и второго 23 преобразователей могут быть использованы преобразователи измерительные типа соответственно "Сапфир - 22ДИ" и "Сапфир - 22ДД", третьего преобразователя 26 - преобразователь измерительный типа "Ш - 78", датчика 25 температуры - термометр сопротивления типа "ТСМ - 0879", задатчика 21 - дистанционный задатчик типа "ЗУ - 05", вторичного прибора 18 - прибор аналоговый, показывающий и регистрирующий (двухточечный) типа А5 - 073, усилителя 24 мощности - пускатель бесконтактный реверсивный типа ПБР - ЗА, исполнительного механизма 16- механизм исполнительный электрический однооборотный типа МЭО - 1600 и выходного реле 30 - поляризованное реле типа "РП - 5". Регулятор 17 и устройство 29 коррекции выполнены на базе, например, контроллера логического микропроцессорного типа "Ломиконт - 112".

Предлагаемая система регулирования работает следующим образом.

На предварительном этапе работы системы регулирования, перед включением ее в автоматический режим персонал доменной печи производит необходимую настройку на определенный диапазон изменения величины давления колошникового газа. Эта настройка осуществляется после подачи горячего дутья в печь с использованием станции 32 дистанционного управления электроприводом 13 заслонок дроссельной группы 14, путем воздействия на заслонки таким образом, чтобы по показаниям указателя 12 положения управляющие заслонки электропривода 13 заняли положение, при котором регулирующий дроссель находился бы в среднем положении, а величина давления колошникового газа по вторичному прибору 18 достигла бы заданного уровня.

После выполнения описанных выше операций персонал печи переводит систему регулирования в автоматический режим управления путем включения или запуска регулятора 17 в работу.

В момент времени включения системы регулирования в автоматический режим управления при появлении сигнала возмущения на одном или нескольких из четырех входов измерительного блока регулятора 17 его электронный блок вырабатывает управляющий сигнал в соответствии с ПИ-законом регулирования. Этот управляющий сигнал поступает на вход усилителя 24 мощности, который своим выходом воздействует на исполнительный механизм 16. Исполнительный механизм 16 с помощью своего вала, сочлененного с регулирующим органом, перемещает регулирующую заслонку 15 дроссельной группы 14 колошникового газа в направлении и во времени действия управляющего импульса регулятора 17, достаточного для ликвидации рассогласования, возникшего в измерительном блоке регулятора 17.

При этом импульс изменения давления колошникового газа с некоторым запаздыванием во времени проходит от дроссельной группы 14 через скруббер 11, пылеуловители 10 и 9, наклонный газоход 6, газоотводы 5 и фиксируется первым датчиком 20 давления с помощью специального отборного устройства в подконусном 2 пространстве доменной печи. Далее с помощью импульсных труб он поступает на вход первого преобразователя 19 и на первый вход второго преобразователя 23. Изменение давления колошникового газа, вызванное отработкой управляющего сигнала по первому выходу регулятора 17 с конечным воздействием на регулирующую заслонку 15 дроссельной группы 14, отображается на диаграммной бумаге вторичного прибора 18. Причем, по цепи первого измерительного канала сигнал в форме 0 - 5 мА поступает с выхода первого преобразователя 19 на первый вход вторичного прибора и регистрируется, как изменение давления колошникового газа, а по цепи второго измерительного канала вторичного прибора 18 сигнал в форме 0 - 5 мА поступает с выхода второго преобразователя 23 на второй вход вторичного прибора 18 и регистрируется, как изменение перепада давления "горячее дутье - колошниковый газ" или изменение общего перепада давления газа в печи. Одновременно с этим сигнал в форме 0 - 5 мА с выхода второго преобразователя 23 поступает на вход измерительного блока регулятора 17 при изменении импульса со стороны первого датчика 20 давления и поступающего на первый импульсный вход второго преобразователя 23 и со стороны второго датчика 22 давления, расположенного в трубопроводе горячего дутья и импульс которого поступает на второй импульсный вход второго преобразователя 23.

Вход в измерительный блок регулятора 17, соответствующий текущему изменению общего перепада давления газа в печи, при очередном управляющем тактовом импульсе преобразуется в кодовую форму и при наличии кода на других входах измерительного блока регулятора 17 под действием очередного тактового импульса производится операция сложения величин в коде, присутствующих на других входах. В зависимости от результата сложения электронный блок регулятора 17 вырабатывает управляющий импульс, воздействующий на регулирующую заслонку 15 дроссельной группы 14. В случае ликвидации рассогласования в измерительном блоке регулятора 17 при результате суммирования, равном нулю, электронный блок регулятора 17 перестает формировать управляющие импульсы и соответственно воздействовать на регулирующий орган заслонки 15 дроссельной группы 14. В случае достижения результата суммирования величины, не равной нулю, эта величина в коде преобразуется в аналоговый сигнал и. поступает под действием очередного управляющего тактового импульса в электронный блок регулятора 17, который формирует управляющий сигнал в необходимом направлении и во времени, достаточный для быстрой ликвидации рассогласования входных сигналов в измерительном блоке регулятора 17. Вышеприведенные процессы, происходящие в измерительном и электронном блоке регулятора, будут проходить до тех пор, пока регулятор 17, воздействуя на заслонку 15, изменит величину давления колошникового газа до величины, при которой текущий перепад давления "горячее дутье - колошниковый газ" или величина текущего общего перепада не достигнет заданной величину общего перепада давления, установленной на задатчике 21, с выхода которого сигнал в форме 0 - 5 мА поступает на соответствующий вход измерительного блока регулятора 17.

В дальнейшем при очередном возмущении, возникшем в системе регулирования, произойдет изменение сигнала, поступающего с выхода второго преобразователя 23 на соответствующий вход измерительного блока регулятора 17. Электронный блок регулятора 17, как описано выше, отработает возникшее в системе регулирования возмущение, изменив текущую величину общего перепада давления газа в печи до заданного значения.

Таким образом, одной из особенностей функционирования системы в автоматическом режиме является стабилизация общего перепада давления газа в печи путем поддержания заданной величины общего перепада давления газа в печи измерением давления колошникового газа.

Следует отметить и другие особенности функционирования системы регулирования в автоматическом режиме управления.

1. Автоматическая коррекция заданной величины общего перепада давления газа в печи с учетом изменения условий охлаждения холодильников в зоне заплечиков доменной печи.

2. Автоматическое поддержание давления колошникового газа в заданных пределах путем изменения расхода с использованием воздействия на воздуходувную машину подачи дутья в печь.

3. Автоматическое ограничение текущей величины давления колошникового газа при ее достижении максимально допустимого значения путем воздействия на управляющие заслонки дроссельной группы.

Система регулирования при вышеприведенных режимах автоматического управления работает следующим образом.

1. Известно, что при изменении условий охлаждения холодильников в зоне заплечиков печи для нормальной работы ее необходимо сохранять слой гарнисажа оптимальной величины. Это достигается поддержанием заданного общего перепада давления газа в печи при изменении величины теплового потока через холодильники на заданном уровне в пределах 10 - 15 тыс.ккал/м²ч, и при отклонении от этого уровня производят корректировку перепада давления "горячее - дутье - колошниковый газ" или общего перепада давления газа на печь.

Величина теплового потока через холодильники в зоне заплечиков характеризуется следующим выражением
,
где
c - теплоемкость охладителя, тыс.ккал/т•^oC;
a - плотность охладителя, т/м³;
в - площадь одного холодильника, м²;
M - расход охладителя, т/ч;
n - количество холодильников, шт;
Δt - перепад температуры в напорном и нисходящем трубопроводе холодильников, ^oC.

Преобразуем выражение (1)
,
Обозначим через условно-постоянные величины, входящие в выражение (1) или (2), следующий коэффициент
,
Отсюда получим условие оптимизации процесса охлаждения в зоне заплечиков доменной печи
Δt = K•Q, ^°C, (4) ,
или
,
Из выражений (4), (5) и (6) видно, что для реализации контроля состояния охлаждения зоны заплечиков и использования его для автоматической коррекции заданной величины общего перепада давления газа в печи достаточно изменяющегося во времени одного параметра Δt , т.е. перепада температуры в нисходящем и напорном трубопроводе холодильников зоны заплечиков печи.

Реализация контроля состояния охлаждения зоны заплечиков приведена на чертеже, где на первые информационные входы устройства 29 коррекции поступают аналоговые сигналы в форме 0 - 5 мА от каждого частного измерительного канала 27 по числу условно разделенных зон заплечиков - n секторов, а на вторые входы устройства 29 - от каждого общего измерительного канала 28 по числу k коллекторов системы охлаждения зоны заплечиков.

В каждый измерительный канал входит датчик 25 температуры, помещенный в соответствующий трубопровод и измеряющий температуру проходящей по этому трубопроводу охлаждающей воды. Далее сигнал, пропорциональный изменению температуры охлаждающей воды, поступает на вход преобразователя 26, где преобразуется и в форме 0 - 5 мА поступает на выход преобразователя, который одновременно является выходом данного измерительного канала.

Таким образом, частные измерительные каналы 27 принадлежат к нисходящим трубопроводам холодильников, а общие 28 - к напорным трубопроводам холодильников зоны заплечиков печи.

В устройстве 29 коррекции по команде очередного тактового импульса присутствующие на каждом входе сигналы в аналоговой форме переводятся в кодовую величину с последующим выполнением операции суммирования в соответствии с организацией, жестко зафиксированной при монтаже поступающих частных 27 и общих 28 измерительных каналов:
t^част-t^общ= Δtⁱ, (7) ,
отражающего величину текущего перепада температуры в i-ом секторе охлаждения зоны заплечиков, число которых составляет n. Следующим тактовым импульсом производится суммирование всех величин, уже полученных по формуле (7) и деление на величину n, т.е. определяется средняя величина перепада температуры воды в зоне заплечиков печи
,
В дальнейшем по команде очередного тактового импульса производится операция сложения средней величины перепада температуры воды Δt_ср , образованной по формуле (8), и заданной на кодовом задатчике устройства 29 величин Δt^мин и Δt^макс , рассчитанных по формулам (5) и (6) и заранее установленных на задатчике устройства 29, т.е.

Δt_ср-Δt^мин≤ A ≥ Δt_ср-Δt^макс, (9) ,
или
Δt_ср-10K ≤ A ≥ Δt_ср-15K, (10) ,
В случае достижения в результате операции по формулам (9) и (10) величины A, то в соответствии со знаком отклонения устройство 29 вырабатывает корректирующий сигнал в виде кода, поступающий с выхода устройства 29 на кодовый вход измерительного блока регулятора 17. Эта корректирующая уставка персоналом печи заранее устанавливается в устройстве 29 коррекции, срабатывает при изменении условий охлаждения заплечиков печи и соответствует, например, величине 0,1 атм. В измерительном блоке регулятора 17 на эту величину вносится рассогласование, и электронный блок регулятора 17 воздействует по вышеприведенной схеме на регулирующую заслонку 15 дроссельной группы 14, изменяя текущий общий перепад давления газа в печи до ликвидации возникшего рассогласования. Система регулирования продолжает работать, стабилизируя текущий перепад давления "горячее дутье - колошниковый газ" по изменившемуся заданному давлению общего перепада газа в печи. В случае возвращения условий охлаждения заплечиков на прежний уровень, например A=0 по формулам (9) и (10), на выходе устройства 29 исчезнет корректирующая уставка, в измерительном блоке регулятора 17 возникнет новое рассогласование и электронный блок регулятора 17 путем воздействия на регулирующую заслонку 15 дроссельной группы 14 изменит давление колошникового газа в подконусном 2 пространстве, что повлечет изменение давления общего перепада газа в печи до ликвидации возникшего рассогласования, в измерительном блоке регулятора 17. Система регулирования будет стабилизировать текущий перепад давления газа без учета коррекции задания, установленного на задатчике 21.

Таким образом, для обеспечения нормального функционирования системы регулирования давления колошникового газа в режиме стабилизации заданного общего перепада давления газа в печи с автоматической коррекцией по изменению условий охлаждения зоны заплечиков персоналу печи необходимо в соответствии с выражением (3) вычислить коэффициент K с учетом информации с техническими характеристиками системы охлаждения для доменной печи. В устройстве 29 коррекции задается величина изменения перепада температуры воды в холодильниках по минимуму t^мин = 10K, по максимуму t_макс = 15K, устанавливается величина A в соответствии с выражением (9) или (10), например, А =±K и уставка коррекции, равная, например, 0,1 атм.

Внедрение данного режима работы системы регулирования позволит получить положительный эффект за счет обеспечения ровности хода печи, исключения возможных случаев расстройств печи, связанных с образованием излишнего слоя гарнисажа в зоне заплечиков и потерей при этом объема печи, а также исключения возможных случаев остановок печи при сходах слоя гарнисажа заплечиков и выхода из строя при этом холодильников в системе охлаждения доменной печи.

2. Колебания величины давления колошникового газа в процессе функционирования системы в режиме стабилизации текущего общего перепада давления газа в печи с коррекцией заданного уровня общего перепада давления газа в печи вызваны отработкой системой возмущений, носящих, с одной стороны, динамический характер, связанный с дискретным поступлением шихтовых материалов в печь и работой засыпного аппарата, а также связанный с подачей нагретого дутья в печь и переходы воздухонагревателей. С другой стороны, колебания величины давления колошникового газа носят монотонный характер и обусловлены медленно протекающими процессами в столбе шихты по высоте доменной печи, связанные с изменением газопроницаемости шихты, или обусловлены коррекцией при изменении условий охлаждения зоны заплечиков.

В этой связи представляется полезным выделение монотонной составляющей колебания давления колошникового газа и при ее изменении обеспечить оптимизацию подачи дутья в печь путем изменения расхода дутья. Отсюда и произошло возникновение режима функционирования системы регулирования с автоматическим поддержанием давления колошникового газа в заданных пределах путем изменения расхода дутья при воздействии на воздуходувную машину подачи дутья в печь.

Система регулирования при вышеназванном режиме управления работает следующим образом.

При достижении давления колошникового газа граничного верхнего или нижнего значения срабатывает выходное сигнальное устройство по цепи первого измерительного канала вторичного прибора 18, на выходе которого при этом образуется аналоговый сигнал в форме 0 - 5 мА, поступающий на соответствующий вход измерительного блока регулятора 17. Одновременно с этим на другой вход измерительного блока регулятора 17 поступает сигнал формы 0 - 5 мА с выхода второго преобразователя 23. По команде очередного тактового импульса управления аналоговые сигналы, присутствующие на входах измерительного блока регулятора 17, преобразуются в кодовые величины, после очередного тактового импульса производится операция суммирования величин в коде, отражающих текущие общий перепад давления газа в печи и давление колошникового газа. Результат суммирования сравнивается с величиной уставки, которую устанавливают в виде постоянной кодовой величины и при очередном тактовом импульсе в зависимости от знака результата суммирования в измерительном блоке, электронный блок регулятора 17 вырабатывает управляющий сигнал, который по второму выходу регулятора 17 включает выходное реле 30, блок-контакты которого в зависимости от знака суммирования в измерительном блоке регулятора 17 воздействуют на схему 31 управления воздуходувной машиной, уменьшая или увеличивая на заданную величину расход дутья на печь.

При этом изменится текущее давление колошникового газа с выходом из пределов верхнего или нижнего значения, настраиваемого выходного сигнального устройства вторичного прибора 18 с отключением цепи первого измерительного канала, связанной с выходом и входом измерительного блока регулятора 17, который по второму выходу отключит выходное реле 30. Доменная печь будет продолжать работу при новом расходе дутья и давления колошникового газа до очередных изменений относительно текущего давления колошникового газа.

3. В процессе регулирования давления колошникового газа по вышеописанным режимам управления в системе могут возникнуть сбои, при которых текущее давление газа может достигнуть величины, при которой невозможна дальнейшая эксплуатация засыпного устройства из-за возможного выхода из строя его элементов или отдельных механизмов. Для предотвращения выхода из строя засыпного устройства в системе регулирования предусмотрен режим управления с автоматическим обеспечением ограничения текущей величины давления колошникового газа при ее достижении максимально допустимого значения.

С этой целью во вторичном приборе 18 на это максимально допустимое значение изменения давления колошникового газа настраивают другое сигнальное устройство в цепи измерительного первого канала, при срабатывании которого регулятор 17 воздействует на выходное реле, другие блок-контакты которого через станцию 32 дистанционного управления электроприводом 13 заслонок дроссельной группы 14 с использованием одной из управляющих заслонок дроссельной группы 14 уменьшают давления колошникового газа с оповещением аварийной ситуации персонала печи.

Внедрение режимов работы системы регулирования по пунктам 2 и 3 позволит получить положительный эффект за счет обеспечения оптимального расхода дутья на печь и исключения возможного случая длительной остановки печи из-за выхода из строя засыпного устройства.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам регулирвоания параметров доменной плавки, и может быть использовано для автоматизации и оптимизации работы доменной печи. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве совокупностью блоков и связей между ними в автоматическом режиме регулирования обеспечивается стабилизация общего перепада давления газов в печи на заданном уровне, коррекция заданного уровня общего перепада давления газов в печи в зависимости от изменения условий охлаждения холодильников заплечиков и ограничения в изменении давления колошникового газа путем воздействия на управляющие заслонки дроссельной группы и воздуходувной машины 31 подачи дутья в доменную печь. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система автоматического регулирования давления колошникового газа доменной печи, содержащая первый датчик давления, соединенный с первым преобразователем, вторичный прибор, первым входом соединенный с выходом первого преобразователя, а выходом - с регулятором, задатчик, соединенный с регулятором, и исполнительный механизм, вал которого соединен с регулирующей заслонкой дроссельной группы, оснащенной станцией дистанционного управления электроприводом дроссельных заслонок колошникового газа, отличающаяся тем, что она снабжена вторым датчиком давления, вторым преобразователем и усилителем мощности, причем выход второго преобразователя соединен с вторым входом вторичного прибора, первый и второй датчики давления соединены с входами второго преобразователя, выход которого соединен с регулятором, вход усилителя мощности соединен с первым выходом регулятора, а выход - с входом исполнительного механизма. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена устройством коррекции, несколькими частными и общими измерительными каналами, в каждый из которых введены датчик температуры, соединенный с третьим преобразователем, причем первые входы устройства коррекции соединены с выходом каждого третьего преобразователя частных измерительных каналов, вторые входы - с выходом каждого третьего преобразователя общих измерительных каналов, а выход - с регулятором. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена выходным реле, соединенным с вторым выходом регулятора, а выходы выходного реле соединены соответственно со станцией дистанционного управления электроприводом дроссельной группы заслонок колошникового газа и со схемой управления воздуходувной машиной подачи дутья в доменную печь.