СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯПАРАМЕТРОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО РАДИУСУ КОЛОШНИКА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ101Изобретение относится к металлургии черных и цветных металлов и может быть использовано в системах, управляемых вычислительными устройствами, прецназ— наченными цля автоматического контроля газораспределения по радиусу колошника доменных печей.Известно устройство для автоматического отбора проб газа по радиусу домен?-- ной печи и их анализа, содержащее зонд, предназначенный для отбора проб газа, механизм перемещения этого зонда во внутрь шахты печи, гибкий шпанг для передачи проб газа к коллектору. Устройство работает периодически. Каждые два часа зонд вводится в печь по радиусу колошника для последовательного отбора .проб газа в нескольких точках радиуса. Первая проба отбирается из центра печи, а последняя с периферии. Пробы газа, отобранные из шахты, передаются через гибкий шланг и систему трубопроводов на анализ fl].20Недостаток этого устройства — невозможность ввода зонда в печь и отбора проб газа автоматически по нужной прог— .рамме.Известна также система, предназначенная для контроля распределения газового потока в доменной печи. Эта система содержит амбразуру и зонд для одновременного отбора проб газа по радиусу доменной печи и измерения его температуры при помощи термопары, трубу для отбора и передачи проб газа на анализ, механизм перемещения зонда во внутрь шахты печи, пульт местного управления механизма перемещения зонда, воздухораспределитель, емкости для хранения проб газа, газоанализатор, управляющий комплекс с мнемосхемой и пультом управления н прибор для регистрации параметров газа н температуры. Зонд- с термопарой и трубой для отбора проб газа вводится в шахту доменной печи до центра с последующим выводом и остановками в заданных точках радиуса. При продвижении зонда во Советский патент 1981 года по МПК C21B7/24 

внутрь шахты осуществляется продувка сжатым возцухом отборных отверстий зонда. После достижения центра печи по- цача сжатого воздуха прекращается и газ под действием избыточного давления в шахте печи поступает во внутрь зонда, омывая горячий спай термопары. Измерение и регистрация температуры в каждой точке осуществляется автоматическим электронным потенциометром. Одновременно осуществляется запоминание измеренных значений и индикация температуры. Управление работой системы осуществляется с пульта 12,

Недостатком этой системы является невозможность автоматического контроля химического состава газа и его распределения ПО сечению шахты печи, а также степени использования водорода в потоке газов. Такой контроль необходим для оценки использования газа в доменной печи и расхода топлива при восстановлении и плавке.

Цель изобретения - увеличение быстродействия системы и автомагическое определение степени использования водорода потока газов и регистрация ее распределения по сечению шахты печи.

Поставленная цель достигается тем, что в систему автоматическоТо контроля параметров распределения газового потока по сечению шахты печи, содержащую для каждого радиуса сечения шахты зонд для одновременного отбора проб газа и измерения его температуры, вводимый через амбразуру печи, механизм перемещения зонда в шахту печи, емкости для хранения проб газа, входы которых соединены с зондом и блоками воздухораспределителей, а выходы подключены к газоанализатору, а также общий для всех радиусов управляющий комплекс, входы котрого подключены к термопарам зондов и газоанализаторам каждого радиуса, а выходы - через блоки электроконтактных панелей к механизмам перемещения зондов, блокам воздухораспределителей каждого радиуса, приборам для регистрации параметров газа и температуры, а электроконтактные панели соединены с пультами местного управления перемещением зондов, введены датчики, определяющие количество газа в емкостях, входы которых подключены к каждой емкости для хранения проб газа, а выходы - к управляющему комплексу, и вычислительные устройства, определяющие значение степеней использования водорода в несколь-i

ких точках этих радиусов, подключенные к выходам газоанализаторов и приборам для регистрации степени использования водорода.

На фиг. 1 представлена схема системы автоматического контроля параметров распределения газового пютока по сечению шахты доменной печи применительно к одному радиусу; на фиг. 2 - блок-схема вычислительного устройства.

Система содержит зонд 1 для одновременного отбора проб газа и измерения его температуры с помощью термопары, вводимый в шахту доменной печи через амбразуру 2. Перемещение зонда 1 осуществляется механизмом 3 перемещения, управляемым с .пульта 4 местного управления. Пробы газа поступают в емкости 5 хранения, снабженные блоками 6 воздухораспределителей. Из емкостей 5 хранения пробы газа поочередно подаются в газоанализатор 7. Емкости 5 хранения проб газа снабжены также датчиками 8, определяющими количество газа в емкостях. Один из выходов газоанализатора 7 подключен на первый вход управляющего комплекса 9 с мнемосхемой и пультом управления. Параметры газа, определенные в газоанализаторе 7, преобразуются в электрические сигналы и передаются на первый вход управляющего комплекса 9 с мнемосхемой и пультом 10 управления, откуда передаются на самопишущие и показывающие приборы 11, 12 и 13, регистрирующие соответственно содержание в пробах углекислого газа, окиси углерода и водорода. Выходы датчиков 8 соединены со вторым входом управляющего комплекса 9. Вход сигнала термопары, измеряющей температуру газов, соединен с третьим входом управляющего комплекса 9. Температура газа регистрируется прибором 14, вход которого подключен на один из выходов управляющего комплекса 9. Один из выходов управляющего комплекса соединен с входом блока электроконтактных панелей, выход которых соединен с входом механизма 3 перемещения зонда, а один из выходов пульта 4 местного управления перемещением зонда 1 соединен с входом блока электроконтакт- ных панелей. Выходы управляющего комплекса 9 соединены также с входами блока 6 воздухораспределителей и механизма перемещения зонда. Второй выход газоанализатора 7 соединен с входом вычислительного устройства 15 для определения степени использования водорода.

значение которой регистрируется самопишущим прибором 16.

Вычислительное устройство 15 (фиг. 2) содержит сумматор 16, входы которого подключены к газоанализатору 7, а выход - к делителю 17, на входы которого подаются сигналы от газоанализатора 7 и сумматора 16; масштабный умножитель 18, на который подается входной сигнал с целителя17; умножи- тель 19, входной сигнал на который подается с делителя 17, а выходной передается на масштабный умножитель 20, на который входной сигнал подается с умножителя 19, а выходной вместе с выходным сигналом от делителя 17 передается на дифференциатор 21, входные сигналы на который подаются с масштабных умножителей 18 и ,2О, а выходной сигнал,пропорциональный значению.степени использования водорода, передает- ся на прибор 22 для регистрации распределителя степени использования водорода по сечению шахты печи.

Д1Я одновременного контроля парамегров химического состава газового потока и его температуры по нескольким радиусам сечения шахты, например, радиусам А - Е и более, основное оборудование, средства системы и взаимодействие меж- ду ними аналогичное, а их количество увеличивается в зависимости от количества радиусов, по которым ведется контроль параметров газораспределения. При этом общими средствами системы явля- ются блок электроконтактных панелей, управляющий комплекс и приборы для регистрации параметров газа и его температуры.

Система автоматического контроля

параметров распределения газового потока по сечению шахты печи работает еледующим образом.

При включении системы управляющий комплекс 9 в соответствии с заданными программами формирует и выдает сигналы на ввод зонда 1 через амбразуру 2 в соответствующие точки радиусов А - Е Эти сигналы коммутируют находящиеся в электроконтактных панелях электрические цепи приводов механизма 3 перемещения зонда 1 и зонд вводится в шахту печи. Затем производится отбор проб газа и измерение его температуры термопарами, помещенными в корпусе зонда 1. Эти пробы газа подаются в емкости 5 хранения, количество которых соответствует количеству точек отбора проб. Далее пробы газа поочередно из каждой емкости хранения передаются в газоанализаторы 7, гае производится их анализ После чего электрические СИГНЕШЫ, по величине пропорциональные содержанию углекислого газа, окиси углерода и водорода, передаются на управляющий комплекс 9 и далее на соответствующие самопищу1цие приборы 11, 12 и 13, фиксирующие каждую составляющую газа.

Электрические сигналы, соответствующие температуре .проб газа, также передаются от термопар каждого зонда на управляющий комплекс 9.

Расчет степени использования водорода потока газов 1ведется по формуле

COi

®1СО Со+сб- степень использования окиси углерода.

Одновременно е сигналами, подаваемыми на комплекс 9, от газоанализатора 7 подаются электрические сигналы, пропорциональные содержанию окиси углерода и углекислого газа на сумматор 16 вы- числительного устройства 15, который рассчитывает суммы содержания окиси углерода и углекислого газа. Полученные сигналы этих сумм подаются на делитель 17, куда одновременно подаются сигналы пропорциональные содержанию двуокиси углерода, от газоанализатора 7 и эти сигналы делятся на сумму сигналов, пропорциональных содержанию окиси углерода и углекислого газа. Из делителя 17 полученные при велении сигналы подаются в масштабный умножитель 18, где производится умножение полученных сигналов на постоянный коэффициент (1, 41) i и в умножитель 19, где производится перемножение полученных при делении сигналов. Из умножителя 19 сигналы подаются в масштабный умножитель 2О, где производится их умножение на постоянный коэффициент (1,07).

I.

Из масштабных умножителей 18 и 20 сигналы подаются в дифференциатор 21, где произвоаится вычитание из сигналов, полученных в масштабном умножителе 18, сигналов, полученных в масштабном умножителе 2О.

Полученные сигналы в. .дифференциаторе 21, пропорциональные степеням использования водороа, передаются на самопишущий прибор 22, при помощи которого записываются в виде графиков процентные содержания степеней использования водо- рода газов в нескольких точках сечения шахты -печи. При заполнении пробами газа емкосте 5 хранения в последних повышается давление. При достижении заданного значеНИН давления датчики 8, определяющие количество газа в емкостях, дают коман ды на закрытие проб газа в емкостях 5, а управляющий комплекс 9 формирует си налы на перемещение зонда 1 из одних точек радиусов А - Е в другие. При помощи пульта 4 местного управ ления ввод зонда 1 в шахту печи производится в ручном режиме при отключенном управляющем комплексе 9. Такое выполнение системы автоматического контроля параметров распределения газовых потоков по сечению печи обеспечивает автоматический контроль степени использования водорода в нескольких точках радиуса шахты печи с ре гистрацией ее значений самопишущими приборами, а также увеличивает быстродействие системы. Годовой экономический эффект от внед рения предлагаемой системы на одной до менной печи объемом 320О м составля ет около 20О тыс. руб, в год. Формула изобретения Система автоматического контроля параметров газораспределения по радиусу колошника доменной печи, содержащая для каждого радиуса сечения шахты зонд для одновременного отбора проб газа и измерения его температуры, вводимый через амбразуру печи, привод перемещения зонда в шахту печи, емкости для хранения проб газа, входы которых соединены с зондом и блоками воздухораспределителей, а выходы подключены к газоанализатору, а также общий для всех радиусов управляющий комплекс, входы которого подключены к термопарам зондов, газоанализаторам и вычислительным блокам, а выходы - через блоки электроконтактных панелей к приводам перемещения зондов, блокам воздухораспределителей каждого радиуса, приборам для регистрации параметров газа и температуры, а электроконтактные панели соединены с пультами местного управления перемещением зондов, отличающаяся тем, что, с целью увеличения быстродействия системы и автоматического определения степени использования водорода потока газов и регистрации ее распределения по сечению шахты печи, емкости для хранения проб газа снабжены датчиками давления, выходы которых подключены к входам управляющего комплекса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 143409, кл. С 21 В 7/24, 1967. 2.Проблемы автоматизированного управления доменным производством. Сбор- ник.М., 1974, с. 111-117.