УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК C21B7/16 C21B7/24 

1

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к регулированию расходов дополнительного топлива через фурмы до.менной печи, например природного газа, мазута, угольной пыли и др.

Из.вестно устройство для регулирования дополнительного топлива через фур.мы доменной печи, содержащее индивидуальные для каждой фурмы датчики объемного расхода воздуха, действующий от сигналов указанного измерителя регулятор, унравляемый сигналами последнего исполнительный механизм, сочлененный кинематически с указанным исполнительным механиз.мом регулирующий орган, установленный в подводящем дополнительное топливо к фурме трубопроводе, и измеритель расхода дополнительного топлива через фурму.

Известное устройство действует таким образом, что при уменьшении расхода воздуха через фурму выходной сигнал измерителя расхода воздуха через эту фурму уменьшается по ам.плитуде, этот сигнал воздействует на регулятор, который с помощью исполнительного механизма перемепдает регулирующий орган в направлении закрытия, уменьшая тем самым расход дополнительного топлива через фурму.

Однако такое устройство не обеспечивает стабилизации тепловой и газодинамической

работы отдельных фурменных зон при переменных расходах через фур.мы дутья. Это происходит потому, что устройство не может обеспечить стабилизации на заданном уровне, например, одинаковом для всех фурмен1|Ых зон расхода вносимого дутьем через данную фурму кислорода на газиф 1кацию углерода кокса в соответствующей фурменной зоне прн неременно.м расходе через эту фурму дутья.

Кроме того, наблюдается низкое качество регулирования расходов дополнительного тонлнва через фурмы, что об}словлено отсутствием o6paT)ibix связей по расходам дополнительного топлива через фур.мы в контурах регулирования.

Целью изобрете мя я-вляется обеспечение стабилизации процесса до.мепной плавки при 1колебаниях фактического расхода.

Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены общие для всех фурм измерители температуры, давления, влал ности дутья и содержания в нем кислорода, обрабатывающий сигнал измерителей и поочередно ко.м.мутируемые сигналы измерителей объемных расходов дутья через фурмы, вычислительный блок для поочередного определения количества вносимого дутьем через каждую фурму кислорода, И}1Д)-в.иауальные для каждой фурмы задатчики расхода вносимого дутье.м кислорода па газификацию углерода

ЗоДПТЧПч

; cbyp.ei;i:ofi зоне единицы со. и-;сст-ва допотиптельного топлива, фуикинопальмый блок для тюомередиого определения по сигналам после;и1сго :м; датчика, поочередно ко:4:аутируе:лы c irua/laM указг ; ых ипд;::1идуяльньгх для каждой фурмы задатчиков и сигналам указанного вычислительного блОКа требуемого расхода дополнительного топлива иерез каждую фур лгу. соединенный с выходом указчиюго фучкцио алы1ого блока формирователь оншбки упраилепня. обратная связь с поочередно ком 1утируемых выходов измерителей расходов дополнитель; 0го тсплт ва через фурмь.: га вход указанного формиро иателя, а iSAiscio индивидуального для каждой фурмы регулятора ввод}ггся общий для фуры оегулятор, причем для поочередной коммута-иш выходных сигналов измерителей расходов дутья, указанных индивидуальных для каждой фурмы задатчикоБ, измери-елей расходов дополнительного топлива и регулятооа вводятся коммутаторы и блок управления ими.

На чертеже изображена функциональная схел;а предлагае.мого устройства.

Подвод дутья / к фурмам 2 содержит обпщй для всех фурм трубопровод 3 пдр бопровсды 4. К общему трубопроводу 3 подсоедипены измеритель температуры 5, например термопара типа ТПП в комплекте с преобразователем типа ППФ, измеритель давле1 ия 6, например монометр тина МКФ, измеритель влажности 7, например датчик типа ДЗП-1 в комплекте с преобразователем типа ПМФ. измеритель 8 содержания кислорода, например газоанализатор типа МН5130 в комплекте с преобразователем типа ПМФ. К каждому иидивидуальному трубопроводу 4 подсоеди1ген измеритель объемного расхода 9, например дифдганомстр-расходомер типа ДМК-Р.

Подвод дополнительного топлива 10 к множеству фурм содержит общий для всех фурм трубопровод 11 и миожество индивидуальных трубопроводов 12. В каждом трубопроводе 12 установлен регулируюп-1ий орган 13, например дроссельная заслонка. К каждому трубопроводу 12 подсоединеи также измеритель расхода 14, например диафрагма в комплекте с газомером типа КГФ.

Измерители 5-8 связаны со входом вычислительного блока 15, служащего для поочередного определения количества виосимого дутьем / через каждую из фурм 2 кислорода. Каждый из мнол ества измерителей 9 соединей с коммутатором 16, который слула-1т для поочередного подключения выходов измерителей 9 ко входу вычислительного блока 15. Вычислительный блО|К 15 может быть выполнен, налрИМер, на преобразователях типа ПФ, кинематически соединенных со следящи:,г; системами измерителей 5-9, и преобразователях типа ПЭФ и ПЭФК.

Выход вычислительного блока 15 :- выход

задатчика Г/, паи;) диста5 ционного задатч})ка типа ДЗП, расхода кислорода на окисление в каждой из .и1ожества фурме; ;ых зон 18 единицы количества донолиительно1о топлива соединены со входом функционального бло,ка 19, служащего для поочередного определения требуемого расхода доподнительиого топлива через каждую из фпфм 2.

Кажды51 из .множества задатчиков 20, наnpjiMep дистанционный задатчик типа ДЗП, расхода кнслоро.да на газификацию углерол.г кокса в каждой из фурл е1П:ых зон 18 соединён с ко.млПТатором 2, служаидим для поочередного подк. выходов за.датчИКов 20 ко входу функционального блока 19. Функциональный блок может быть вынолнен, нанр} мер, на преобразователе тнна ПЭФК.

Иснолнительная часть устройства содержит формирователь сигнала ошибки 22, напри.мер, выполненный на двух включенных но схеме вычитания преобразователях типа ПФ. регулятор 23, иа:ПрИМер рег/лятор типа РП2П2 в колшлекте с .магнит ым усилителем liina УМД-10Б, ком.мутатор 24, миожество индивидуальных для каждой из фурм 2 иснолнительиых механизмов 25, напр;1мер, типа МЭО-4/40, коммутатор 20, а т;;:кже ;:омянутые регулирующие органы 13 и измерители 14.

Выход фуикциона- ьного блока 19 соединен со входом формнроза еля сигнала ошибки 22, а выход последнего соединен со входом регулятора .26. Выход регулятора 23 сос-дине г с коммутатором 24, служа щи л{ для поочередного подключения указанного выхода ко входам исполнительных механизмов 25. Выход каждого из исполнитель1;ых .механизмов 25 хи ;ематичееки сочленен с соответствующи.м регулирующим органом 13. Обратная связь в исиолнительной части устройства выполнена в виде поочередной ко.ммут1 руемо; коммутатором 26 связи с выхода чаждого из нзмер.нтелей 14 на вход формирователя снгнала ощибки 22.

Для синхронизации и снифазирования работы коммутаторов 16, 21, 24 и 26 служит управляющий блок 27. Ко.ммутаторы 16, 21, 24 и 26 могут быть выполнены, напри.мер, на шаговых искателях типа ШИ, а управляющий блок 27 может быть выиолпен, например, на реле времени типа Е-52. Унравляющий блок 27 последовательно, через заданпые промежутки времени Г подает комапду на включение устройства для управления расходом дополпнтельного топлива 10 через очередную из фурм 2.

Устройство работает следующим образом. В .момент времени управляющий блок 27 подает команду коммутаторам 16, 21, 24 и 26 включить для управления расходо.м дополнительного топлива 10 через i-тую из .множества фурм 2. При этом ком.мутатор 16 подключает i-тый из.меритель 9 ко входу вычислительного блока 15, ко.м.мутатор 21-i-тый задатчик 20 ко входу функционального блока 19, коммутатор 24 - выход регулятора 23 ко входу iтого исполпптельного механизма 25 к коммутатор 26 - выход i-Toro измерителя 14 ко входу формирователя сигнала ошибки 22. Выходной сигнал i-Toro измерителя 9, пропорц -юнальный объемному расходу .дутья /, через i-тую форму 2 совместно с выходными сигиалами измерителей 5-8, пропорниональиыми, соответствеино, темиературе, давлению, влажности дутья / и содержанию в iieM кислорода, постунает на вход вычислительного блока /5, который рассчитывает количество вносимого дутьем / через i-тую фурму 2 кислорода.

Выходной сигнал вычислительного блока 15, проиорциональный расходу вносимого дутьем / через i-тую фур.му 2 кислорода, а также выходиой сигнал i-того задатчика 20, нропоршюнальнг й заданнол1у расходу злосилюго дутьем I через i-Tyio фурму 2 кнсюрода на газ1:фнкацию угле)ода кокса н i-rci; ф рм ;прй зоне 8, и выходной сигнал задатчи.;а /Г, нрогюрциональный расходу кислорода iMi оьмсленне единицы количества допол1;ит1: : 11ого топлива 10 в фурменной зоне 18, поступают вход функционального блока 19, который о;;ределиет требуемую величину pacxo.:j.a дэнолнительиого топлива 10 через 2 согл а сн о у р а В ению

Gn -f7 (Сл7 - g/a), (г 1, , 3. . я), л г

где G Ki- количество вносимого дутьем / через i-тую фурму 2 кислорода, кг1сек

GTI - требуемый расход донолнителы ого топлива 10 через i-тую фурму 2. кг/се к;

Кт - расход кислорода на ок 1сление единин.ы количества допол}П1тельного тонлива 10 в фурменной зоне 18, кг/кг;

gKi - заданный расход вносимого дутьем / через i-тую фурму 2 кислорода на газификацию углерода кокса в i-той фурмеиной зоне IS, п - число фурм доменной нечи.

Выходной сигнал функционального блока 19, пропорциональный требуемому расходу дополнительного топлива 10 через i-тую фур:.у 1-, вступает на вход формирователя с)гна,;а ошнбк 22. где сравнивается с выходны. сигналом i-того измерителя 14, нропорцнона.чьиым действительном} расходу дополнительного топлива 10 через i-тую фур.у 2. , пропоиииональ:ьш отклО|;ен;но действительного расхода донолнителыюго 10 через i-тую фурму 2 от гребуемого значения указанного расхода, с выхода формирователя 22 иоступает )ia вход рег лятора 23, который дает команду i-тому нснолнительному мexaннз iy 25 неремен ать i-Tbn i регулирующий орган 13 до тех пор, пока онлюкн управления на входе регулятора 23 не еганег меньп ;:м порога чувствнтелыюсти регулятора 23. При этомрасход донолн1 те,1ьнего топлива 10 через i-тую фурм} 2 ,,ег нрнведе: к требуемому значеншо.

i3 : 1омент времени i То управляюни1Й блок 27 подает команду коммутаторам /6, 21, 24 и 23 включить устройство для управления

расходом дополнительного 10 через очередную (д+1)-ую фурму 2 и нроцесс регу-.ировання протекает для i-OH фур;1;Ы.

П р е д мет и з о б р е т е м и я

Устройство для автоматического управления расхода.ми дополнительного тонлива через фурмы до:иенной нечи, содержап,ее датчики расхода }ia , регл.ипОры расхода, соедине)П1ые с пр;гьодам: 1 клапанов доно.шнтельного тон,, от.1ицаю1псеся тем, что, с целью етс,бнлизац;1и нронееса илазки при колебаниях фактического расхода

дугья, в }CTpoiicTBO дополнительно введе1;1Л датчик тегм.ератхрь, давл,л:):я, ii,ia K :ocTH i содержа и я кнелорода в дутье. подк, юче;1нь е

расчега расхода донолнительно1о тонл; ва, 45 который соединен с обидим рег лятором расхода, нодкл10чен;1Ь м черсз кол мутато 1 х iipiiзодом клапанов донол1 1тельного гоилп а на фурмах.