Устройство регулирования параметров комбинированного дутья доменной печи Советский патент 1984 года по МПК C21B7/24 

ИзобретеЕ1ие относится к черной металлургии, в частности к производ ству чугуна в доменных печах на ком бинированном дутье, подаваемом в фурменную зону печи, с использовани природного газа, обводненного жидкого топлива, каменноугольных смол, водофлюсовых, водотопливных (водомазутных, водоугольных, углеводомазутных и др.) суспензий и эмульсий, измельченного твердого топлива (каменный уголь, промпродукт, буроугольный полукокс) и других водосодержащих реагентов. Известно устройство регулировани влажности доменного дутья с автоматической корректировкой влажности до требуемой степени, включающее датчик и задатчик влажности горячего дутья, выходные сигналы с которых подаются на элемент сравнения и последовательно соединенные с ним автоматический регулятор и исполнительный орган для управления расходом пара ij . Данное устройство не обеспечивае поддержание теплового состояния горна доменной печи при существенны отклонениях влажности углеродсодержащих добавок -комбинированного дуть Нормальная работа доменной печи обе печивается только при применении паровоздушного дутья без использова ния комбинированного дутья. Наиболее близким к изобретению по технической сущности .и достигаемому результату является устройство регулирования параметров комбин ированного дутья в фурменной зоне доменной печи, включающее регуляторы расхода пара, датчики влажности, расхода дутья и углеродсодержащих добавок, задатчик влажности дутья, блок сравнения, клапан паропровода, подключенный к регулятору -расхода пара 2 . Однако оно не обеспечивает постоянства влажности комбинированного дутья при колебаниях влажности добавок. Влажность добавок колеблется в широких пределах, например мазута - 1-15%, смолы - 3-20%. При этом влажность водомазутной эмульсии пре вышает влажность мазута на 3-5%. Такое непостоянство количества влаги, поступающей в фурменный очаг горения, приводит к резким колебаниям теплового состояния горна доменной печи, снижению качества чугу на и технико-экономических показате лей доменной плавки. Один процент влажности дутья требует перерасхода тепла в горне 112 ккал на 1 кг угле рода, сгорающего у фурм или соответ ственно перерасхода кокса на 1015 кг/т выплавляемого чугуна. Цель изобретения - повьлиение качества регулирования при отклонениях влажности дутья и расхода уг.перодсодержсицих добавок от заданных величин. Поставленная цель достигается тем, что устройство регулирования параметров комбинированного дутья, содержащее регуляторы р асхода пара, датчик влажности дутья, расхода дутья и углеродсодержащих дооавок, задатчик влажности дутья, блок сравнения, клапан паропровода, подключенный к регулятору расхода пара дополнительно снабжено инерционным блоком модели горна, сумматором влажности, блоком задержки и умножения, причем вход инерционного блока модели горна через блок сравнения и задатчик влажности соединен с выходом сумматора влажности, входы которого соединены параллельно через блоки задержки и умножения с выходами датчиков влажности дутья и расхода углеродсодержащих добавок; выход инерционного блока модели горна через регулятор влажности соединен с клапаном паропровода. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство включает датчик расхода холодного дутья 1, установленный в трубопроводе холодного дутья 2, датчик влажности горячего дутья 3, установленный, в трубопроводе горячего дутья 4, соединенном через воздухонагревательный аппарат 5 с трубопроводом холодного дутья, подаваемого через кольцевой воздухопровод 6 и фурменные приборы подачи дутья в доменную печь 7, датчики влажности 8 и расхода 9 углеродсодержащей добавки, установленные в трубопроводе 10 углерадсодержащей добавки, задатчик влажности 11 комбинированного дутья и регулятор 12 влажности дутья, исполнительный орган 13, установленный в трубопроводе 14 пара, первый блок 15 задержки и первый блок 16 умножения., второй блок 17 задержки и второй блок 18 умножения, сумматор 19, первый блок сравнения 20, модель горна доменной печи 21, состоящую из последовательно соединенных второго блока сравнения 22 и интегратора 23. Устройство работает следующим образом. Доменное дутье естественной влажности по трубопроводу 2, снабженному датчиком 1 расхода, через воздухонагревательный аппарат 5 по трубопроводу 4 горячего дутья, снабженному датчиком 3 влажности дуткя, и кольцевой воздухопровод 6, смешиваясь с углеродсодержащей добавкой, поступающей по трубопроводу 10, снабженному датчиками влажности 8 и расхода 9 углеродсодержащей добавки, поступает в горн доменной печи. Сигналы от датчиков расхода дутья 1 расхода углеродсодержащей добабки поступают на входы соответственно второго блока 17 задержки и первого блока 15 задержки, с выходов которых по истечении времени, необходимого для замера влажности дутья дат чиком 3 и влажности углеродсодержащей добавки, определяемой датчиком 8, сигналы поступают на первые входы соответственно второго блока 18 умножения и первого блока 16 умноже ния, на вторые входы которых поступают сигналы соответственно от датчиков влажности 3 и 8. Первый блок 16 умножения подсчитывает количеств влаги, фактически поступающей в гор доменной печи с углеродсодержащей добавкой, второй блок 18 умножения подсчитывает количество влаги, фактически поступающей с горячим дутье С выходов блоков 16 и 18 умножения сигналы поступают на входы сумм тора 19, который подсчитывает общее фактическое количество влаги, посту пающей в горн доменной печи с комби нированным дутьем. С выхода суммато ра 19 сигнал, пропорциональный обще му количеству влаги комбинированног дутья, поступает на вход первого блока сравнения 20, где производитс анализ сигнала от задатчика 11 по заданной влаге в комбинированном дутье. При несовпадении значений заданной и фактической влаги комбинированного дутья сигнал, равный разности сравнивае и1ых сигналов, с выхода первого блока 20 сравнения поступает на вход модели горна доменной печи 21, состоящей из последовательно соединенных второго блок сравнения 22 и интегратора 23, охва ченных электрически отрицательной обратной связью. Упрощенная передаточная функция модели имеет вид W(P) где К - коэффициент передачи; Т - постоянная времени. В модели горна доменной печи осуществляется выделение низкочастотной составляющей переходного процесса, влияющей на изменение теплового состояния печи и подлежащей обязательной компенсации управляющим воздействием. С выхода модели горна доменной печи 21 сигнал об амплитуде низкочастотной составляющей поступает на вход регулятора расхода пара 12,где по заданному закону регулирования корректируется задание на измЪнение расхода пара в дутье. Сигнал по кооректировке с выхода регулятора 12 влажности дутья поступает на вход исполнительного органа 13, установленного в трубопроводе 14 и изменяющего подачу пара в трубопровод холодного дутья. Предлагаемое устройство регулирования параметров комбинированного дутья доменной печи обеспечивает поддержание заданного количества фактической влаги, поступающей в фурменную зону горна доменной печи, и тем самым стабилизирует тепловое состояние горна доменной печи. Стабилизация теплового состояния горна обеспечивает экономию кокса на 4-7 кг/т чугуна за счет снижения резерва его на устранение неконтролируемых колебаний. Повышается на 5-10% степень исользования углеродсодержащих добавок, овышается качество выплавляемого чууна за счет снижения среднего соержания кремния в нем на 0,03 абс.% серы на 0,002% и колеблемости (среднеквадратичного отклонения) ремния и серы, соответственно на ,02% и 0,003%. Улучшение техникокономических показателей работы оменной печи полезным объемом 000 м и агрегатов сталеплавильноо производства за счет повышения ачества переплавляемого чугуна беспечат суммарный экономический ффект около 550 тыс.руб. в год.

Лар I I }( ду/пье I I dym

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОГО ДУТЬЯ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащее регуляторы расхода пара, датчики влажности дутья, расхода дутья и углеродсодержащих добавок, задатчик влажности дутья, блок сравнения, клапан паропровода, подключенный к регулятору расхода пара, отличающеес я тем, что, с целью повышения качества регулирования при отклонениях влажности дутья и расхода углеродсодержащих добавок от заданных величин, устройство дополнительно снабжено инерционным блоком модели горна, сумматором влажности/ блоками задержки и умножения, причем вход инерционного блока модели горна через блок сравнения и задатчик влажности соединен с выходом сумматора влажности, входы которого соединены параллельно через блоки задержки и умножения с выходами датчиков влажности дутья и расхода углеродсодержащих добавок, а выход инерционного , (Л блока модели горна через регулятор влажности соединен с клапаном паропровода.