УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ В ПЕЧЬ СЕРУСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1945 года по МПК F23B1/00 

Как известно, печи для обжига или плавки серусодержащих материалов (медный и пиритный концентраты, флотационные хвосты и др.) относятся к весьма интенсивным печам, обладающим вследствие этого крайне незначительной тепловой инерцией, выражающейся величинами порядка 10-20 секунд. Поэтому ручное управление ими затруднительно и практически при применении сырья даже с небольшими колебаниями в содержании серы и влаги работа печи чрезвычайно неустойчива. Если, например, содержание SO₂ в печном газе сернокислотного завода колеблется в пределах ±1,5-2,0% абс, то это дает неравномерность работы печи до 30% от среднего значения. Основным источником неравномерности состава газа является неравномерная подача серусодержащего материала. Уже предлагалось устройство для автоматического регулирования подачи в печь флотационного колчедана в зависимости от состава печного газа с применением газоанализатора, действующего на сервомотор, управляющий питателем печей колчеданом, Такое устройство обеспечивает, однако, при резком изменении состава колчедана, приведение состава газа к нормальному только в течение 15-20 минут. Столь значительное время регулирования получается вследствие значительного запаздывания показания газоанализатора. Как известно, показания газоанализаторов устанавливаются через 1 - 3-5 минут после изменения состава газа в газоходе. Правда, для целей регулирования не требуется выжидать полного соответствия показаний газоанализатора и действительного состава газа (что практически недостижимо), а достаточно лишь смещение стрелки газоанализатора за пределы чувствительности регулятора, но все же запаздывание физических газоанализаторов в части получения импульса для регулирования вряд ли может быть сделано менее 40-60 сек., а запаздывание химических газоанализаторов вообще не может быть сколь-либо заметно сокращено.

Настоящее изобретение имеет в виду усовершенствование предлагавшегося ранее регулятора подачи в печь серусодержащих материалов путем введения дополнительного регулирования работы питателя, в зависимости от температуры, господствующей в печи.

Температура в печи при постоянном дутье является прямой функцией подачи (в печь серусодержащего материала. Хотя поддержание температуры в печи на постоянном уровне не обеспечивает получения печного газа заданной постоянной концентрации, тем не менее запаздывание показаний пирометра значительно меньше, чем соответствующее запаздывание показаний газоанализатора. При определенных условиях запаздывание регулирующего импульса, в случае применения пирометра при температурах порядка 700-800° и применении чувствительного двухпозиционного терморегулятора, может быть снижено до 5-10 сек. Учитывая некоторую инерцию исполнительного механизма, можно считать, что общее запаздывание действия терморегулятора не будет превышать 30 секунд, в случае же применения физического газоанализатора это время составило бы до 1 минут, а при применении химического газоанализатора - до 4 и даже до 5 минут.

В соответствии с этим является целесообразным резкие изменения режима печи исправлять, пользуясь более «короткой» связью: температура - питатель, а на долю связи: газоанализатор - питатель оставить лишь периодическое подрегулирование работы терморегулятора в зависимости от состава печных газов.

Поэтому устройства, измеряющие и регулирующие температуру в печи и процентное содержание SO₂ в печных газах, связываются между собой и с устройством, изменяющим подачу в печь серосодержащего материала.

Характер взаимной связи определяется тем, что процентное содержание SO₂ в продуктах горения изменяется однозначно с температурой в печи, и поэтому независимое друг от друга действие терморегулятора и регулятора состава газа невозможно. Если, например, состав газа нормален, а температура в печи держится несколько выше нормальной, то это соответствует случаю подачи в печь высокосернистого материала, который, как правило, содержит меньше влаги и дает меньший выход огарка. В этом случае терморегулятор убавит питание и этим понизит процентное содержание SO₂ в газе, вследствие чего регулятор состава газа прибавит питание и опять повысит температуру. В результате, когда скорости обоих регуляторов отличаются друг от друга не очень значительно, получится неустойчивое регулирование или отсутствие регулирования и, если скорость регулирования состава газа значительно меньше, чем у терморегулятора, то произойдет подавление действия регулятора состава газа.

В соответствии с этим целесообразно соединить регулятор состава газа не непосредственно с питателем, а с установочным устройством терморегулятора. В этом случае регулятор состава газа задает терморегулятору температуру, которую нужно поддерживать в печи, а терморегулятор, оперируя питанием печи, поддерживает заданную температуру. Если, например, процентное содержание SO₂ выше нормы, а температура в печи ниже назначенной нормы, то терморегулятор быстро увеличит питание и поднимет температуру. Одновременно регулятор состава газа переставляет установочное устройство терморегулятора в сторону поддержания более низких температур. Поэтому терморегулятор вскоре же прекращает подъем температуры и начинает медленно, в соответствии с перестановкой установочного устройства, уменьшать питание печи до тех пор, пока процентное содержание SO₂ в газе не станет нормальным.

Такое устройство позволяет быстро исправлять резкое изменение режима печи, всегда поддерживая заданное процентное содержание SO₂ в газе. Регуляторы температуры ставятся в каждой печи, а регулятор состава газа, в случае общего газохода, ставится общий для нескольких печей и воздействует одновременно на терморегуляторы всех печей. Так как печи могут находиться в разных условиях, которые регулятором состава газа не учитываются, то, чтобы регулятор состава газа не расстроил температурный режим одной или нескольких печей, к каждому терморегулятору ставится ограничитель хода установочного устройства, не позволяющий регулятору состава газа передвигать установочный механизм каждого терморегулятора за назначенные пределы, так что температура в печи при всех условиях не будет ниже, например 750° и выше, например, 900°. Если установочный механизм одного из терморегуляторов занял крайнее положение, то регулирование состава газа продолжается без участия данного терморегулятора.

Предлагаемое устройство не требует установки газоанализатора непосредственно у печей, в тяжелых условиях запыленного и горячего газа. Газоанализатор может быть поставлен за пылеуловителями в нормальных условиях. Пирометры же могут быть установлены непосредственно у печей и будут требовать лишь правильной периодической смены быстро изнашивающихся защитных трубок.

На фиг. 1 показана общая схема установки, на фиг. 2 - схема перестановки установочного устройства терморегулятора. Терморегулятор 3′ через реле 4 и исполнительный механизм 5 управляет подачей серусодержащего материала питателем 6. Регулятор состава газа 3′′, посредством сервомотора 7 и редуктора 8 переставляет установочное устройство терморегулятора 3′. Контакты 10 (см. фиг. 2) контактного гальванометра терморегулятора 3′ соединены с гайкой 11, которая передвигается посредством вращения ходового винта 9. Ограничители хода гайки на чертеже не показаны, они обычной конструкции. 1- газоанализатор, а 2 - пирометр. Контакты находятся во взаимодействии со стрелкой 13 гальванометра терморегулятора 3′. Регулятор состава газа 3′′ производит через сервомотор 7 перестановку контактов 10 и тем самым приводит к изменению регулируемой температуры в соответствии с изменившимся составом газа, т.е. устанавливает равномерный температурный режим печи, как было описано выше.

Устройство для автоматического регулирования подачи в печь серусодержащих материалов с применением терморегулятора и газоанализатора, управляющего сервомотором, отличающееся тем, что служащие для установки температурного режима печи контакты 10, находящиеся во взаимодействии со стрелкой 13 гальванометра терморегулятора 3′, выполнены перемещаемыми при помощи сервомотора 7, приводимого в действие от газоанализатора, с целью осуществления терморегулирования в зависимости от выполняемого одновременно с ним анализа состава выходящего из печи газа.