Устройство управления распределением компонента комбинированного дутья по фурмам доменной печи Советский патент 1983 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к технике управления и может быть использован в системах автоматического распределения по фурмам доменной печи воздуха, природного газа, мазуса, кислорода .

Известно устройство управления распределением компонента комбинированного дутья по фурмам доменной пе чи, содержащее регулятор и исполнительный механизм, который по сигналам регулятора перемещает- регулирующий орган, расположенный в ответвлении от общего трубопровода распределяемого компонента комбинированного дутья. Общий расход компонента поддерживается постоянным специально предназначенной для этого отдельной автоматической системой посредством изменения числа оборотов вала воздуходувной машины при распределении воздуха или путем дроссельного регулирования в случае распределения природного газа С 1 J.

Возможност.ь поддержания заданного распределения ограничена прё дельным допускаемым значением величины, которой при распределении воздуха является давление в кольцевом воздухопроводе, а при распределении природного газа - степень открытия дросселя системы автоматического регулирования общего расхода природного, газа. Чтобы не допустить, например, снижения общего расхода газа на печь по вине систмы распределения, ее работы при полном открытии дросселя автоматически блокируется.

Наиболее близким к предлагаемому ,Авляется устройство, управления распределением природного газа по фурмам доменной печи, содержащее сигнализатор предварительного и предельного значений ограничивающей величины Удавления в кольцевом воздухопроводе) в виде двух манометров, ключ, три логических элемента ИЛИ, кнопку, регулятор, пускатель и исполнительный механизм, сочлененный с регулир тощим органом С 2 J.

Один из манометров генерирует единичный Сигнал при значениях давления, равных предпредельному (р) и больших него, другой при значениях давлелия, равных предельному (Р2 больших него. Давление р- в кольцевом воздухопроводе является максимально допустимым для работы системы распределения. Давление р меньше р, как правила, на 0,01 МПа 0,1 кгс/см Выход р манометра соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход 2 с первьви входом второго элемента ИЛИ. Выход второго элемента ИЛИ соединен через нормально замкнутый

контакт кнопки с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом третьего элемента ИЛИ. Выход первог элемента ИЛИ соединен с управляющим входом ключа. Выход Больше регулятора соединен через контакт коммутатора с вторым входом третьего элемента ИЛИ. Выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом Больше пускателя. Выход Меньше регулятора .соединен с входом Меньше пускателя через нормально замкнутый контакт ключа и контакт коммутатора. Выход пускателя соединен с входом исполнительного механизма. Все устройства управления регулирующими органами, число которых в системе равно количеству фурму аналогичны и работают одинаково, при этом сигнализатор, ключ, первые два из элементов ИЛИ и регулятор являются общими для всех устройств.

При нормальных значениях .ограничивающей величины, когда давление в кольцевом воздухопроводе меньше р,нулевые сигналы имеют место на выходах р и pj манометров, на управляющем входе ключа и на первом входе третьего элемента ИЛИ, контакт ключа замкнут и каждый регулирующий орган управляется сигналами регулятора.

При повышении-давления в кольцевом воздухопроводе до р на управляющем входе ключа устанавливается единичный сигнал.. Контакт ключа размыкается и разрывает цепь прохождения сигнал Меньше от регулятора к пускателю. Причиной дальнейшего повьЕЮНия давления в кольцевом воздухопроводе теперь может стать только рост гидравлического сопротивления столба шихты в печи.

При повышении давления до pg единичный сигнал устанавливается на первом входе, выходе и втором входе второго элемента ИЛИ, а также на ВТОРОМ входе первого элемента ИЛИ, на первом входе -третьего элемента ИЛИ и на входе Больше пускателя, который запускает исполнительный механизм р направлении открытия регулирующего органа. Каждый регулирующий орган открывается ролностью, поскольку второй элемент ИЛИ блокирован .и единичный сигнал с его выхода поступает на вход третего элемента ИЛИ независимо от сигналов манометров.

В дальнейшем, когда давление в кольцевом воздухопроводе становится нормальным, оператор переводит систему в режим регулирования нажатием кнопки, разрывая связь междУ входом и в.ыходом второго элемента ИЛИ.

Недостатком известного устройств управления является то, что при повышении давления в кольцевом воздухопроводе до р оно полностью откры вает регулируюпие органы и тем самы выключает систему из регулирования распределения по фурмам компонента комбинированного дутья. При этом ус танавливается такое распределение компонента)которое в общем случае значительно отличается от заданного и следовательно, в эти моменты система работает неэффективно. Кроме того, для своевременного включения системы в режим регулирования-(посл полного открытия регулирующих органов в результате повышения давления до Р2 ) оператор обязан следить за поведением давления в кольцевом воздухопроводе, что усложняет работ по обслуживанию системы. Цель изобретения - повьпчение точности распределения компонета, а также упрощение эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления :распределением компонента комбинированного дутья по фурмам доменной печи, содержащее сигнализатор предпредельного и предельного значений (ограничивающей величины, ключ, два логических элемента ИЛИ, регулятор, пускатель- и исполнительный механиз .причем первый выход сигнализатора соединен с пepвы 1 входом первого элемента ИЛИ, выход первого эле- мента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, первый выход регулятора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым вхо дом пускателя, второй выход регулятора соединен через контакт ключа со вторым входом пускателя, а выход пускателя соединен с исполнительным механизмом, который сочленен с регу лирующим органом, дополнительно вве ден логический элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом сигнализатора, второй вход со динен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ. Благодаря включению элемента ИЛИ каждый регулирующий орган системы п сигналу Понедельное значение второ го входа сигнализатора ограничивающей величины открывает ся неполностью (как в известном устройстве ), а тол ко до момента исчезновения сигнала Предпредельное значение сигнализатора. Это объясняется тем, что при снятии сигнала Предпредельное эначение с первого выхода сигнализатора исчезает сигнал, наличие которого приводит к открытию регулирующих органов, т.е. сигнал на выходе первого элемента ИЛИ. При этом регулирующие органы занимают оптимальные положения, поскольку ог раничивающая величина становится меньше своего предельного значения, а дальнейшее открытие приводит лшчь к снижению точности распределения компонентов. Распределение компонента при указанном ( оптимальном положении регулирующих органов ближе к заданному, чем то, которое имело бы место при их полном открытии. А это значит, что предлагаемое устройство управления обеспечивает более точное распределение по фурмам доменной печи-компонента комбинированного ДУТЬЯ при значениях ограничивающей величины близких к предельному, в связи с чем повышается эффективность системы в целом. По мере возврата ограничивающей величины к нормальному значению устройство управления без вмешательства оператора возвращает регулирующие органы в прежние положения, которые обеспечивают заданное pacпpeдeлe иe Компонента по ответвлениям из общего трубопровода, так как после падения ограничивающей величины ниже предпредельного значения первый элемент ИЛИ, благодаря наличию элемента И разблокируется и цепь сигнала Меньше междурегулятором и пускателем замыкается. Оператор освобождается от необходимости следить за значением ограничивающей величины и включить систему в режим регулирования, а следовательно, эксплуатация системы становится проще. На чертеже изображена схема системы автоматического распределения компонента комбинированного дутья по фурмам доменной печи, содержащая К. по количеству фурм устройств управления регулирующим органом. . Устройство упрсшления регулирующрм органом 1 системы автоматического распределения компонента комбинированного дутья по фурмам доменной печи состоит из сигнализатора 2 предпредельного и предельного значений ограничивающей величины, ключа 3, логических элементов И 4, ИЛИ 5 и ИЛИ б, регулятора 7, пускателя 8 и исполнительного механизма 9. Система содержит только один .сигнализатор 2, один ключ 3, по одному элементу И 4 и ИЛИ 5 и один регулятор 7. Эти приборы являются общими для всех устройств управления. Кроме того, в состав системы входят сужающие устройства 10, расположенные в ответвлениях 11 от общего трубопровода 12, расходомеры 13, задат-. чики 14 и поля 15 контактов коммутатора,, который поочередно подключает к регулятору 7 расходомер 13, заатчики 14, элемент ИЛИ б и пускатель 8, относяхчиеся- к одной и той е фурме печи. При этом первый выод Предпредельное значение сигиалиэатора 2 соединен с управляющим входом ключа 3 и с первым входом элемента И 4, Второй выход Предель ное значение сигнализатора 2 соеди иен с первым входом элемента ИЛИ 5. Выход элемента И 4 соединен с вторы входом элемента ИЛИ 5 выход котор гЬ соединен с вторым входом элемента И 4 и с первым входом элемента ИЛИ б. Входы регулятора 7 через контакты коммутатора соединены с со ответствующими расходомером 13 и задат.чиком 14. Первый выход Больше регулятора 7 через контакты коммута тора соединен с вторым входом соответствующего элемента ИЛИ 6. Второй выход Меньше регулятора 7 через контакт ключа 3 соединен с входом Больше соответствующего пускателя 8, Выход элемента ИЛИ б соединен с входом Больше пускателя 8. Выход ,пускателя 8 соединен с вхрдом испол нительного механизма 9, который соч ленен с регулирующим органом . Каждое устройство управления регулир5)щим органом 1 работает еледующим образом. . При нормальных значениях огранич вающей величины на обоих выходах си нализатора 2 имеют место нулевые си налы. В результате нулевые сигналы устанавливаются на выходе элементов И 4 и ИЛИ 5, на первом входе элемен та или 6 и управляющем входе ключа Контакт ключа 3 замЕ кается.Если при этом текущий расход компонента в о ветвлении 11 меньше заданного, то единичный сигнал появляется на вход Больше регулятора 7 и устанавлива ется на втором входе и выходе соответствующего элемента ИЛИ 6 и на входе Больше пускателя 8, который запускает исполнительный механизм 9 в направлении открытия регулирующего органа 1. Если текущий расход компонента в ответвлении 11 больше заданного, то единичный сигнал по-, является на выходе Меньше регулятора 7 и поступает через замкнутый контакт ключа 3 на вход Меньше, соответствующего пускателя 8, который запускает исполнительный механизм 9:в направлении закрытия регулирующего органа 1. В обоих случаях регулирующий орган 1 пере(Мещается до установления на обоих выходах регулятора 7 нулевых сигналов.. При увеличении ограничивающей величины до предпредельного значения на выходе Предпредельное значение сигнализатора 2 появляется единичный сигнал, который поступает на первый вход элемента И 4 и на управляющий вход ключа 3. Контакт ключа 3 размыкается и piaaрывает цепь прохождения сигнала Меньше от регулятора 7 к пускателю 8. При увеличении ограничивающей величины до предельного значения единичный сигнал появляется на выходе Предельное значение сигнализатора 2 и поступает на первый вход, элемента ИЛИ 5. В результате единичный сигнал устанавливается на выходе элемента ИЛИ 5, на втором входе и выходе элемента И 4, на втором входе элемента ИЛИ 5, на первом входе и выходе элемента ИЛИ б и входе Больше пускателя 8, который запускает исполнительный элемент 9 в направлении открытия- регулирующего органа. Открытие регулирующих органов сопровоярцается уменьшением гидравлического сопротивления движению распределяемого компонента, уменьшением ограничивающей величины и появлением нулевого сигнала иа выходе Предельное значение сигнализатора 2. Этот сигнал поступает на первый вход элемента ИЛИ 5. Так как элемент ИЛИ 5 блокирован через элемент и 4, то на его выходе продолжает действовать единичный сигнал, а реТулирующие органы продолжают открываться. Если это приводит к появлению нулевого сигнала на выходе Предпредельное значение сигнализатора 2, то нулевые сигналы устанавливаются также На управляющем входе ключа 3, на первом входе и выходе элемента И 4, на втором входе и выходе элемента ИЛИ 5 и на первом входе элемента ИЛИ б, в результате чего открытие ре1;улирующих органов прекращается. Поскольку принудительное открытие регулирующих органов приводит к увеличению текущего значения расхода компонента ч4|рез ответвление 11 по сравнению с заданным,то на выходе Меньше регулятора 7 и выходе Меньше пускателя 8 устанавливается единичный сигнал. В результате регулирующий орган 1 зак1%1вается до. тех пор, пока не появится единичный сигнал на выходе Предпредельное значение сигнализатора 2 и ключ 3 не разорвет цепь сигнала Меньше ,от регулятора 7 к пускателю 8. При этом значение ограничивающей величины меньгае предельного,,.а распределение компонента по фурмам хотя и не равно заданному, но ближе к нему, чем распределение, которое устана вливается при полном открытии регулнруйадих органов, как это имеет место в системе с известным устройством управления. . По мере дальнейшего роста О1 раничивакяцей величины регулирующие органы продолжают постепенно открываться и этот процесс продолжается до тех пор, пока ограничивеиоцая величина не достигнет своего предельного значения при полностью открытых регулирующих органах; ; .

При обратном npoixecce уменьшения ограничивающей величины регулирующие органы постепенно закрываются по сигналам Меньше регулятора 7, начиная с момента появления нулевого сигнала на выходе Предпредельное значение сигнализатора 2, и обеспечивают требуемое распределение, когд

ограничивающая величина принимает i необходимое для этого достато« но ма1лое значение.

Автоматическое регулирования распределения компонентов ксибинированного дутья высокоэффективно. Так равномерное распределение воздуха по фурмам позволяет повысить на 1,6% производительность печи и сэкономить,. 0-,8% кокса, а регулирование распре- деления природного газа - повысить производительность печи на 0;8% и сэкономить 2,0% кокса.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ КОМПОНЕНТА КОМБИНИРОВАННОГО ДУТЬЯ ПО ФУРМАМ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащее сигнализатор предпредельного и предельного значений ограничивающей величины, ктта два логических элемента, ИЛИ,, регулятор, пускате/ць и исполнительный механизм, причем пе|рвый выход сигнализатора соединен с управляющим входом ключа, второй выход сигнализатора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ первый выход регулятора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с первьм входом пускателяг второй выход регулятора соединен через контакт ключа с вторым входом пускателя, а выход пускателя соединен с исполнительным механизмом который сочленен с регулирующим органом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распределения компонента, а также упрощения эксплуатации, в устройство дополнительно введен логический элемент И, первый вход которого соединен с первым выхо дом сигнализатора, второй вход соеди нен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ.