Способ управления нагревом блока воздухонагревателей доменной печи Советский патент 1983 года по МПК C21B9/00 

Изобретение относится к металлург гическому производству, преимущественно к доменному, и может быть использовано для управления нагревом блока воздухонагревателей различного типа. Известен способ управления группой воздухонагревателей доменной печи, который позволяет определить необходимое для каждого воздухонагрезателя количество тепла с учетом теп ла, отдаваемого воздухонагревателями в начале и в конце периода );утья Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб управления нагревом блока воздухонагревателей доменной печи, вклю чающий нагрев и переключение арпарата с режима нагрева на дутье и наоборот, регулирование расхоДа газа на нагрев и определение количества тепла, необходимого для нагрева воздухонагревателя по ожидаемой тепловой нагрузке в последующий период дутья 2. По известному способу определяют необходимый расход газа в соответствии с изменением расхода и температуры горячего дутья, устанавливают и затем поддерживают его в течение всего периода нагрева воздухонагревателя, т.е. учитывают и компенсируют возмущения в тепловой работе во духонагревателей по каналу горячего дутья. При этом совершенно не решают задачу поддержания баланса между потреблением и выработкой отопительного газа. Возникающие несоответ ствия в потреблении и выработке отопительного газа приводят к тому, что при избыточной выработке газ сжигают на свечах-горелках для сжигания избы точного газа, а при недостаточной выработке газа его давление падает и соответственно колеблется расход газа у потребителей. Эти колебания вызывают нежелательные колебания теплового режима, что снижает качест во продукции у потребителей отопи- . тельного газа. Цель изобретения - снижение потер отопительного газа на свечах и улучшение стабилизации давления в. газовой сети. Поставленная цель достигается тем что согласно способу управления нагревом блока воздухонагревателей доменной печи, включающему нагрев и переключение аппаратов с«режима нагрева на дутье и наоборот, регулирование расхода газа на нагрев и определение количества тепла, необходимого для нагрева воздухонагревателя по ожидаемой тепловой нагрузке в последующий период дутья, при пере-., ключении одного аппарата блока с дутья на нагрев на другом воздухонагревателе, который находился в буферном режиме, устанавливают задание регулятору расхода газа по разности между общим количеством тепла, необходимого на нагрев воздухонагревателя, и количеством тепла, усвоенного насадкой при буферном режиме с учетом времени, оставшегося до конца нагрева, и осуществляют регулируемый режим потребления газа, при этом длительность регулируемого режима потребления газа составляет 0,1-0,9 общей длительности периода нагрева воздухонагревателя. Таким образом, в первой части периода нагрева расход газа на воздухонагреватель не регулируют, так как регулирующий орган находится в фиксированном положении, Во второй части периода нагрева расход газа регулируют так, чтобы сообщить воздухонагревателю необходимое общее за период нагрева количество тепла. При этом учитывают ожидаемую тепловую нагрузку в последующий период охлаждения и количество тепла, которое воздухонагреватель уже получил в первой части периода нагрева. Во второй (последней) части периода нагрева можно поддерживать любой закон изменения расхода отопительного газа на воздухонагреватель, но наиболее простым по реализации является постоянный расход. На чертеже приведены графики изменения расхода отопительного газа на блок из трех воздухонагревателей (кривая 1), на первый воздухонагреватель (кривая 2), на второй воздухонагреватель (кривая 3), на третий воздухонагреватель (кривая 4). Для осуществления предложенного способа необходимо, чтобы каждый воздухонагреватель был оборудован регулятором расхода отопительного газа, устройством, определяющим количество тепла, усвоенного за прошедшее время нагрева, устройством, определяюи4им задание регулятору расхода отопительного газа в последнюю регулируемую часть периода нагрева. Цифровая УВМ совмещает функции этих устройств. При этом с помощью УВМ выдают команды и на переход крегу-iрованию расхода отопительного газа на данный воздухонагреватель. Возмож но включение УВМ и в режиме Советчик оператора. При отсутствии УВМ на объекте предлагаемый способ может быть реализован с помощью соответствующих -аналоговых устройств. При управлении с помощью УВМ в ре жиме Советчик оператора в начальный момент времени О ч оператор переводит первый воздухонагреватель ic дутья на нагрев. Орган, регулирую щий расход газа (газовый дроссель), устанавливается в открытое положение где он фиксируется тормозом исполнительного механизма. Расход газа на первый, воздухонагреватель не регулируют ги он возрастает (кривая 2) от 68 тыс. м /ч в момент времени О до 100 тыс, в момент времени 0,1 ч а затем после колебаний падает до 43 тыс. , т.е. колеблется в соот ветствии с колебанием расхода газа на блок (кривая 1). Расход газа на третий воздухонагреватель равен 62 тыс. и поддерживается с помо щью регулятора расхода отопительного газа (кривая Ц). В момент времени 1 ч оператор переключает третий воздухонагреватель с нагрева на дутье, второй воздухонагреватель с дутья на нагрев. При этом на первом воздухона- 35 гревателе оператор включает регулято расхода отопительного газа и устанав ливает заданный расход, величину которого рассчитала и выдала УВМ. Зада ние на расход газа вычисляют по балансу тепла за цикл работы воздухонагревателя, т.е. по разности между общим количеством тепла, которое необходимо сообщить насадке для нагрева дутья в последующий период, и количеством тепла, усвоенного первым воздухонагревателем без регулирования. Упрощенно расход газа опре деляют как разницу между общим количеством газа, необходимым на весь период нагрева, и количеством газа, усвоенным при отсутствии регулирования. Для всего периода TiarpeBa перво го воздухонагревателя необходимо 108 тыс. . За первую часть neриода нагрева первый воздухонаг|эеватель при отсутствии регулирования усвоил 75 тыс. м газа, следовательно на вторую часть периода нагрева выдается задание регулятору расхода отопительного газа,равное 33 тыс. . Если длительность второй части периода нагрева не равна одному часу, то учитывают время при определении задания на расход газа. На втором воздухонагревателе расход газа не регулируют и он колеблется (кривая 3) в соответствии с колебанием расхода газа на блок (кривая 1) в это же время. При последующих переключениях аппаратов (моменты времени 2 ч, 3 ч и т.д.) приемы и операции способа управления нагревом блока воздухонагревателей повторяются, но с другими воздухонагревателями. Соотношение между длительностью регулируемого режима потребления газа и общей длительностью нагрева зависит от числа воздухонагревателей в блоке (на чертеже оно составляет 0-,5). Максимальное количество аппаратов в блоке для перспективных разработок равно Ю. Поэтому в зависимости от количества воздухонагревателей в блоке длитeльнoctь регулируемого режима потребления газа составляет 0,1-0,9 общей длительности периода нагрева. Анализ расхода газа на свечи показывает, что расход существенно колеблется вследствие периодического подключения и отключения потребителей и генераторов отопительного газа. При этом в течение суток неоднократно бывают периоды, когда вырабатывается газа больше, чем потребляется и наоборот. При избыточной выработке отопительного газа он сжигается на свечах, что приводит к безвозвратным его потерям. Снижение потерь газа при. избытке его производства в предлагаемом способе достигается благодаря отсутствию регулирования расхода газа в первой части периода нагрева, т.е. благодаря работе воздухонагревателя в буферном режиме. Возможности воздухонагревателя аккумулировать избыточное тепло определяются соотношением между средним расходом отопительного газа, необходимым для нагрева дутья до заданной температуры, и максимальной тепловой мощностью воздухонагревателя. Воздухонагреватели доменной печи объемом 5000 м при известном режиме работы могут аккумулировать избыточное тепло 100 тыс. м доменно|го газа.

Предлагаемый способ улучшает стабиЛизацию давления в периоды, когда вырабатывается недостаточное количество газа. Возможности .воздухонагревателей поддерживать давление, в газовой сети при недостаточной выработке газа определяются разностью между .средним расходом отопительного газа, необходимым для нагрева дутья до за данной температуры, и минимальной тепловой мощностью воздухонагревателей.

Установлено, что при известном способе управления нагревом воздухонагревателей годовые потери доменного газа на доменной печи объемом 5000 м п среднем составляют около 250000 тыс. м ..Внедрение изобретения позволяет сократить потери на 50, при этом получен дополнительный эффект за счет улучшения стабилиза|Ции давления у других потребителей доменного газа (коксовые батареи, нагревательные печи и колодцы и др.)

СПОСОБ УГГРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ БЛОКА ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий нагрев и переключение аппаратов с режима нагрева на дутье и наоборот, регулирование расхода газа на нагрев и определение количества тепла, необходимого для .нагрева воздухонагревателя по ожидаемой тепловой нагрузке в преледующий период дутья, отличающийс я тем, что, с целью снижения потерь отопительного газа на свечах и улучшения стабилизации давления в газовой сети, при переключении одного аппарата блока с дутья на нагрев на другом буферном воздухонагревателе устанавливают задание регулятору расхода газа по разности между общим количеством тепла, необходимого на нагрев воздухонагревателя, и количеством тепла, усвоенного насадкой при буферном режиме с учетом О) времени, оставшегося до конца нагрева, и осуществляют регулируемый режим потребления газа, при этом длительность регулируемого режима потребления газа составляет 0,1-0,9 общей длительности периода нагрева Э воздухонагревателя. to :л :Ад

.

S

9Д1л й лтМ

,V

Ау