Устройство контроля распределения газового потока в шахтной печи Советский патент 1990 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к черной металлургии, а в частности к изме- расходов горячего дутья через доменной печи и расходов колошникового газа через газоотводы в купольной части печи, что позволя- контролировать распределение га- зЬвого потока в печи не по косвен- признакам, а на основании прямых замеров расходов среды на входе и Яыходе в шахтную печь.

Целью изобретения является повышение точности и надежности контроля.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства.

Устройство контроля распределения газового потока в шахтной печи

1содержит первичный преобразователь

2для измерения общего расхода го- рячего дутья, например труба Вентури, которьй через импульсные трассы соединен с дифманометром 3, например типа ДМ. Дифманометр 3 соединен электрически с вторичным регистри- рующим прибором 4, например, типа КСД. Отборы 5-7 (по числу фурм) статического давления, например, в кольцевом воздухопроводе 8 и неподвижных коленах 9 каждого фурменного прибора соединены импульсными трассами с соответствующими дифманомет- рами 10-12 типа ДМ, которые соединены с входами 13-16 блока 17 (блок определения коэффициентов со- противления измерительных участков) и с входами 18-21 блока 22 (блок контроля расходов среды на измерительных участках). Блок 17 соединен с блоком 22 связью 23, а блок 22 - с блоком 24 (блок сравнения общего расхода среды с суммарным расходом среды на измерительных участках) связью 25 по каналу контроля расходов дутья через каждую фурму„ Вторичный прибор 4 соединен с входами 26 и 27 блоков 17 и 24 соответственно, на которые поступает информация об общем расходе дутья. Блок 24 связан двумя обратными связями 28 и 29 с входами блоков 17 и 22 соответственно по каналу контроля расходов горячего дутья через фурмы.

В трубопроводе 30 дутья установлено отборное устройство 31 газоанализатора на О, (кислород), а в газоотводах 32 на купольной части печи 1 установлены отборные устройства газоанализаторов 33-35 на Нг (водород), на СО (окись углерода) и. на С02 (углекислота). Все отборные устройства соединены с электронными блоками 36-39 соответствующих газоанализаторов (блок 36, например, газоанализатор типа МПС, блок 37, например, газоанализатор типа ТП, а блоки 38 и 39, например, газоанализаторы типа ОА). Электронные блоки 36-39 газоанализаторов соединены с вторичными показывающими и регистрирующими приборами 40-43 типа КСМ, выходы крторых соединены с входами 44- 47 блока 48 (блок определения отношения содержания азота в дутье к содержанию азота в колошниковом газе). Выход блока 48 соединен с входом 49 блока 50 (блек контроля общего расхода колошникового газа), а второй вход 51 блока 50 соединен с выходом вторичного прибора 4„ Два выхода блока 50 соединены с входом 52 блока 17 и входом 53 блока 24„ Отборы 54-57 (по количеству газоотводов 4-8 шт) статического давления соединены импульсными линиями с дифманометрами 58 и 59, например, типа ДМ, которые соединены

своими электрическими выходами с входами 60-62 блока 17 и входами 63 - 65 блока 22о Блок 17 имеет дополнительную связь с входом 66 блока 22, а блок 22 дополнительную связь с входом 67 блока 24 по каналу контроля расхода колошникового газа через газоотводы 32. Два выхода блока 24 соединены дополнительными обратными связями 68 и 69 с блоками 17 и 22 соответственно. Блок 22 соединен своими выходами с многоточечными вторичными приборами 70 и 71, показывающими и регистрирующими расходы дутья через фурмы и расходы колошникового газа через газоотводы, например, типа КСМ„

Устройство контроля распределения газового потока в шахтной печи работает следующим образом.

В доменную печь 1 по прямому трубопроводу 30 через кольцевой воздухопровод 8 и фурменные приборы подается обогащенное кислородом дутье, а через газоотводы 32 отводится колошниковый газ (обычно на печи четыре газоотвода, а на печах объемом 5000 м3 восемь газоотводов).

Производят одновременные замеры (по каналу контроля расхода горячего дутья) общего расхода горячего дутья ,по цепочке преобразователь 2 - диф- манометр 3 - вторичный прибор 4, сигналы с которого поступают в блоки 17 и 24, а также перепадов давлений на измерительном участке каждого фурменного прибора по цепочке отборы 5-7 статического давления - диф- манометры 10 - 12, сигналы с которых поступают в функциональные блоки 17 и 22. В блоке 17 определяют коэффициенты сопротивления каждого из измерительных участков на фурменных приборах, решая систему уравнений баланса (количество уравнений в системе равно количеству воздушных фурм на доменной печи):

730296

где Q QJЈ,..., Q JЈ - общие объемные расходы горячего дутья в последовательно проведенных замерах, равных числу воздушных фурм п; 5 k9, ,kg2,...,kg;,...,k9r, - коэффициенты сопротивления каждого измерительного участка (каждого фурменного прибора),

. ДРа,, 4Pj2,...,4Pfl|-,...dPfn,dPjl , /IP /IP /IP /IP n ZIP

.2 ...ojdr,,,,..,,,, tir Ј( , .ir ,j7, o.., Pqg Pat

перепады давления горячего дутья на каждом измерительном участке фурмен.г кого прибора в каждом из п замеров,,

В блоке 22 определяют по полученным коэффициентам сопротивления и замеренным перепадам расходы дутья через фурмы по формуле

20.

V V ЛР9

где Q - расход дутья через фурму;

k . - коэффициент сопротивления измерительного участка; ЛРд; - перепад давления на этом

участке i - номер фурменного прибора„

Расходы дутья через фурмы регистрируются вторичным прибором 70. В блоке 24 суммируют расходы дутья через йурмы и сравнивают с замеренным

общим расходом, определяют относительную погрешность полученного значения общего расхода с измеренным общим расходом. Блок 24 соединен линиями обратных связей с блоками 17 и

22 для управления их работой (по каналу контроля расхода дутья). При непревышении погрешностью класса точности измерительной системы по линии 29 обратной связи поступает

сигнал в блок 22, где фиксируют значения расходов горячего дутья через фурмы и выдают их на вторичный многоточечный прибор 70, соединенный с выходом блока 22. При превышении погрешностью класса точности измерительной системы по каналу контроля расхода горячего дутья через фурмы по линии 28 обратной связи подается сигнал в блок 17, где повторяют one-

рацию по определению коэффициентов сопротивления для каждого измерительного участка после соответствующих новых одновременных замеров общего расхода горячего дутья и перепадов давления на измерительных участках и т.д.

Одновременно с замерами по каналу Контроля расхода горячего дутья про- изводят замеры и по каналу контроля Расхода колошникового газа по газо- Отводам. Определяют концентрацию Кислорода в дутье по цепочке отборно устройство 31 - электронный блок га- зоанализатора 36 - вторичный регистрирующий прибор АО. Определяют содер &ание водорода, окиси углерода и углекислоты в колошниковом газе по Цепочке отборные устройства 33 - 35 электронные блоки газоанализаторов 37 - 39 - вторичные приборы 41 - 43. С вторичных приборов 40-43 сигналы поступают в блок 48, где определяют отношение содержания азота в дутье

к содержанию азота в колошниковом

газе:

1

Nr

100-0

ЮОНгЦ-СО -СО

где

К„, Nr - содержание азота в дутье и колошниковом газе соответственно, %$ О ,j - содержание кислоро-

да в дутье, %j

Нг, CO,CO,j - содержание водорода, окиси углерода и углекислоты в колошниковом газе соответ- ственно %.

Сигналы1 о соотношении Nh/NL и с вторичного прибора 4 об общем расходе дутья поступают в блок 50, где определяют общий расход (выход) ко- лоюникового газа

где Q rgl QnЈ - общие расходы колош- никового газа и дутья соответственно.

Сигнал об общем расходе колошникового газа поступает в блоки 17 и 24, куда поступают также сигналы о перепадах давления на измерительных участках контроля расхода колошникового газа в газоотводах по цепочке отборы 54-57,...2п статических давлений - дйфманометры 58, 59,„„.п i(п - количество газоотводов)э сигнал с которых поступают в функциональные блоки 17 и 22„ В блоке 17 определяют коэффициенты сопротивления каждого

измерительного участка на газоотводах колошникового газа из уравнения баланса.

где Q ,Q . „. ,Q , - общие объемные расходы колошникового газа в последовательно проведенных замерах, равных числу газоотводов на печи п }

kr( ,kri,.0.,kn ,...k гп- коэффициенты сопротивления каждого измерительного участка газоотвода,

4PJ., ,ЛР г-,... ,dPrf о. о ,4Рг„-,4Р г,-,

,...,ЛР, ,.о„.ЛР;;,,ДРГП; ,

..., „,.,ДРГП - перепады давления колошникового газа на каждом измерительном участке газоотвода в каждом замере.

В блоке 22 определяют по полученным коэффициентам и замеренным перепадам расходы колошникового газа по газоотводам

---V

fT

i

5

0

5

0

5

где q.

Т

расход колошникового газа через газоотвод , коэффициент сопротивления измерительного участка на газопроводе; ДРру перепад давления на этом

участкеJ

1 - номер газоотвода. В блоке 24 суммируют расходы колошникового газа по газоотводам, сравнивают с его значением, полученным в блоке 50|И определяют относи- тельную погрешность полученного значения суммарного расхода колошникового газа с общим расходом газа Блок 24 соединен дополнительными линиями 68 и 69 обратной связи с блоками 17 и 24 для управления их работой по каналу контроля расхода колошникового газа пв газоотводаМо При непревышении погрешностью газа класса точности измерительной системы контроля расхода колошникового газа по линии

91

69 обратной связи поступает сигнал в блок 22, где фиксируют значения расходов колошникового газа по газоотходам и выдают их на вторичный многоточечный прибор 71, соединенный с выходом блока 22. При превышении погрешностью класса точности измерительной системы по линии 68 обратной связи подается сигнал в блок 17, где повторяют операцию по определению коэффициентов сопротивления для каждого измерительного участка на газоотводах после соответствующих новых одновременных замеров общего расхода колошникового газа и перепадов давлений на измерительных участках газоотводов И Т0До

Контроль расходов дутья по фурмам и контроль расходов колошникового газа по газоотводам осуществляется одновременно в реальном масштабе времени, что позволяет получить достоверную картину по распределению газового потока в шахтной печи, повысить точность и надежность контроля распределения газового потока, своевременно принимать меры по обеспечению ровного хода печи и за счет этого улучшить технико-экономические показатели доменной плавки.

Формула изобретения

Устройство контроля распределения газового потока в шахтной печи, содержащее первичный преобразователь для измерения расхода дутья в общем воздухопроводе, патрубки статического давления на измерительных участках фурменных приборов, соединенных с дифманометрами, и электрически соединенные с ними блок определения коэффициентов сопротивления измерительных участков, блок контроля расходов среды на измерительных участках, вторичные регистрирующие приборы, блок сравнения общего расхода среды с суммарным расходом среды на измерительных участках, вход которого соединен с выходом блока контроля расходов среды на измерительных участках, а выход соединен с входом блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков и входом блока контроля расходов среды на измерительных участках по каналу контроля расхода дутья через фурмы

0

5

10

печи, а выход первичного преобразователя для измерения расхода дутья в общем воздухопроводе через дифмано- метр и вторичный прибор соединен с блоком определения коэффициентов сопротивления измерительных участков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, оно снабжено блоком контроля общего расхода колошникового газа и блоком определения соотношения содержания азота в дутье к содержанию азота в колошниковом газе, входы которого соединены с выходами вторичных приборов газоанализаторов содер205

0

5

0

5

0

5

жания 0 в дутье,

Н.

СО и СО. в

, П WV .

колошниковом газе, а выход соединен с одним из входов блока контроля общего расхода колошникового газа, второй вход этого блока соединен с выходом вторичного прибора контроля общего расхода дутья на печь, блок контроля общего расхода колошникового газа двумя выходами соединен с входами блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков и блоком сравнения общего расхода среды с суммарным расходом среды на измерительных участках, причем дополнительные входы блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков и блока контроля расходов среды на измерительных участках соединены с выходами дифманомет- ров, которые соединены с патрубками статического давления на измерительных участках газоотводов на купольной части колошника печи, при этом дополнительный выход блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков соединен с дополнительным входом блока контроля расходов среды на измерительных участках,а дополнительный выход этого блока соединен с дополнительным входом блока сравнения общего расхода среды с суммарным расходом среды на измерительных участках по каналу контроля расходов колошникового газа в газоотво- дах на купольной части печи, а два выхода последнего блока соединены дополнительной обратной связью с входами блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков и блока контроля расходов среды на измерительных участках по каналу контроля расходов колошникового газа в газоотводах на купольной части печи„

Изобретение относится к устройствам контроля распределения газового потока в шахтной печи. Цель изобретения - повышение точности и надежности контроля. В устройстве производятся замеры общего расхода горячего дутья, расхода колошникового газа по газоотводам, перепадов давлений на измерительном участке каждого фурменного прибора. Затем в блоке 17 определяются коэффициенты сопротивления каждого измерительного участка, а далее в блоке 22 расходы дутья через фурмы. Затем в блоке 24 суммируют расходы дутья через фурмы и сравнивают с замеренным общим расходом. С помощью газоанализаторов в устройстве определяется содержание O₂, H002, CO и CO₂ в колошниковом газе, а далее в блоке 48 вычисляется отношение содержания азота в дутье и содержание азота в колошниковом газе. На основании этого отношения в блоке 50 определяем общий расход колошникового газа. В блоке 24 суммируют расходы колошникового газа по газоотводам, сравнивают его со значением, полученным в блоке 50, и определяют погрешность суммарного расхода колошникового газа с общим расходом газа. При превышении этой погрешности определенной величины, производят повторные измерения и вычисления, что позволяет добиться требуемой точности. 1 ил.