книги из ГПНТБ / Сорокин В.А. Доменная печь-автомат
.pdfрегулирования теплового состояния доменной печи
а
5
*
с
«5
а.
Рис. 2. Схема счетно-решающего устройства определения веса коксовой подачи и интегратора.
д) отношение руды к коксу; е) интегратор отклонений требуемой коксо
вой подачи от заданной; ж) расход углерода в минуту с подразде
лением на углерод, сжигаемый кислородом шихты, и углерод, сжигаемый у фурм возду хом и парами воды дутья, что весьма важно для прогноза изменений теплового состоя ния;
з) дистанционное назначение веса коксовой подачи.
В практических условиях приборы автома
тического контроля |
позволяют |
мастеру |
пра |
вильно определять |
тепловое |
состояние |
печи |
и использовать это |
для регулирования |
про |
|
цесса в соответствии с количеством усвоенно го тепла. Хотя автоматическое управление теп ловым состоянием печи является очень слож ным, близкое математическое описание тепло вого состояния доменного процесса возможно. Применение же счетно-решающих устройств позволяет непрерывно получать необходимые
Лисп задатчика
регулирования веса коксовой
параметры для автоматического управле ния.
Чтобы повысить точность работы приборов автоматического контроля, необходимо было разработать и изготовить дополнительные счетно-решающие устройства для непрерывно го определения и автоматического ввода мед ленно меняющихся параметров, связать при бор изменения величины коксовой подачи через изодромный регулятор с весовой ворон кой для автоматического назначения веса кок са в соответствии с количеством тепла, усвоен ного доменной печью.
В исполнительный механизм головок весов коксовых воронок величины вводили по такой схеме:
Счетное устройство
Прибор КII (величина коксовой подачи)
Интегратор |
ДКп |
(изменение величины |
кок |
совой подачи) |
|
|
|
I |
|
|
|
Воронка правого |
скипа |
|
|
Головка весов воронки правого скипа |
ДКп |
||
Интегратор |
суммирует отклонения |
||
до величины ±0,4—0,8 т (по желанию) и дает эту прокорректированную величину на задат чики прибора дистанционного назначения ве са кокса для правого скипа. После загрузки прокорректированной подачи суммирование начинается заново.
Математическое описание доменного про цесса было выполнено с Учетом использования природного газа,3
3. 221 •4.3
Величина коксовой подачи выразилась сле дующей формулой:
Кп
где Ррф
Кп qFep
Gc4
qFe4 qcK
Ррф * qFep |
• GCq |
|
, |
-------- —------г/подачу, |
|
||
lüqFe4 |
* qcK |
|
|
величина |
рудной |
нагрузки на |
|
фурму, кг; величина коксовой подачи;
содержание железа в рудной ча сти шихты, %;
—расход углерода на 1 т чугуна,
кг/т;
—содержание железа в чугуне, %;
—содержание углерода в коксе, %:
С учетом природного газа расход углерод? на тонну чугуна был выражен формулой:
424
( Ч с о г + Ч с о ) — X— к
Gei |
------ ----------- *---------+ш кг/т чугуна, |
||||
где |
q\’3 — содержание |
азота в колошнико |
|||
|
qco2— |
вом газе, |
%; |
|
|
|
содержание |
углекислоты в ко |
|||
|
qco — |
лошниковом газе, %; |
|
||
|
содержание окиси углерода в ко |
||||
|
|
лошниковом газе, %; |
чугуна на |
||
|
рік — возможная |
выплавка |
|||
|
|
1000 нм3 дутья, г; |
солей, кг; |
||
|
X— углерод |
углекислых |
|||
mколичество углерода, перешед шего в чугун и в колошниковую пыль, кг;
к— количество углерода, выведенно
го из печи в результате примене ния природного газа.
14
В формулу выплавки чугуна на 1000 нм3 дутья ptK введен коэффициент е, учитываю щий количество тепла ,в килокалориях, полу ченных от сгорания в доменной печи природ ного газа. Пределы изменения коэффициента выведены на панель счетного устройства. Фор мула имеет следующий вид:
10000Г
_ qN2 a(343qco2+102qco) -
к
ß—s 4- 70150qsi +
—Зік —206(qH2-T)+a(322U-A)
г/1000 нм3 дутья,
— 1400 G ckp
где а—коэффициент использования тепла;
tK — температура колошникового газа, °С;
А—тепло образования углекислоты из угле кислых солей, ктсал/1000 нм3 сухого дутья;
qH2— содержание |
водорода |
в колошниковом |
газе, %; |
|
|
Т— содержание |
водорода |
в летучих кок |
са, ■%;
Ц — температура горячего дутья, °С;
ß— тепло, затрачиваемое на восстановление элементов чугуна (кроме кремния),
ккал;
г— теплотворная способность водорода из природного газа ккал/т чугуна;
qsi— содержание кремния в чугуне, %; <р— тепло шлаков, ккал;
йшл —количество шлака на тонну чугуна, кг;
3* |
15 |
Gckp— количество металлодобавок, кг/т
чугуна;
qco2— содержание углекислоты в ко лошниковом газе, %;
qco— содержание окиси углерода в колошниковом газе, %;
qNo— содержание азота в колошнико вом газе, %;
Связь величины коксовой подачи, выра женной формулой, с приборам количества кок са в скипе в общей цепи исполнительного ме ханизма осуществлена по схеме:
Счетное
устройство
Прибор Кп
Интегратор
Прибор дистанционного назначения веса кокса
і
Головка взвешивания воронки правого скипа.
Счетное устройство, прибор Кп, приборы веса кокса в скипе и головки взвешивающих
воронок кокса |
были дополнительно связаны |
|
между собой |
через интегратор |
отклонений. |
Электросхемы, |
разработанные |
и изготовлен |
ные для автоматического регулирования теп лового состояния доменной печи, оказались простыми и достаточно надежными (рис. 1, 2
и 3).
Исполнительный механизм дистанционного назначения веса кокса в подачу работает сле
16
дующим образом. Назначенная мастером кок совая подача устанавливается вручную на задатчиках приборов веса кокса в скипе. От клонения от подачи, определяемые счетным устройством .и регистрируемые прибором Кп , поступают на интегратор, который сравнивает вычисленную величину с заданной. Разница непрерывно накапливается до заданного пре дела (0,4—0,8 т). Накопленная величина от клонений поступает на прибор дистанционного назначения веса кокса в первый скип. Этот импульс попадает на задатчики приборов веса кокса в скипе в дополнение к установленному вручную. Зона нечувствительности для нако пителя равна ±50 кг.
После загрузки прокорректированной пода чи суммирование начинается снова, а задание возвращается к исходному. Допустимая ошиб
ка |
всей системы по |
коксу |
не |
превышает |
± 25 кг. |
|
контроля даже |
||
до |
Приборы автоматического |
|||
их реконструкции |
позволяли |
мастеру не |
||
прерывно и более правильно определять теп ловое состояние печи и использовать это для регулирования процесса в соответствии с ко
личеством усвоенного печью тепла. |
|
прибор |
|||
Средневзвешенное |
совпадение |
|
|||
ных |
параметров с |
фактическими |
состав |
||
ляет: |
|
|
|
|
|
по расходу углерода на тонну чугуна |
— 96,20%; |
||||
по рудной нагрузке а подачу |
— 98,87»/»; |
||||
по |
минутной |
производительности |
— 94,58%; |
||
по |
минутному |
расходу |
углерода |
— |
95,90»/»; |
по содержанию кремния |
— |
90,94»/»; |
|||
г о с . п у б л и I
МАУЧН-ТсХНИЧ/ чАЯІ
БИ&Ы-ЮТККА С ор_ I
Счетно-решающие устройства доменной пе чи А не утратили точности работы после семи летней эксплуатации. Уточненные в связи
свнедрением природного газа формулы теплового регулирования доменного процесса
сдостаточной для практических целей точ ностью отражают изменения теплового состо яния доменной печи. Прибор интегрирования изменений теплового состояния доменной печи
(разница между требуемой и фактической кок совыми подачами) и прибор дистанционного назначения веса кокса в подачу работали вполне удовлетворительно.
Ввод в счетно-решающее устройство кор ректуры погрешности измерений путем сопо ставления назначаемого и фактического со держания кремния оказался полезным. Кор ректура веса коксовой подачи в зависимости от изменения основности шлака также способ ствовала точному отображению доменного про цесса формулами теплового состояния с уче том тепловой инерции печи (увеличение ос новности шлака обычно свидетельствует о по вышении зоны шлакообразования, а уменьше ние основности — об опускании этой зоны). Установлено, что при увеличении основности шлака печь разогревается, а при уменьшении— наступает похолодание. Учет этого явления при помощи особой шкалы позволит повысить точ ность приборов.
Чтобы устранить ненужный разогрев до менной печи от действия холостых подач, да ваемых для перераспределения газового пото ка, нужно уменьшить вводимую рудную на грузку, а снятую распределить на 10—20 по-
Іо
|
следующих подач. Такое мероприятие |
оказа |
||||||||||
|
лось |
целесообразным |
как в |
случаях, |
когда |
|||||||
|
распределение газового потока |
при помощи |
||||||||||
|
холостых подач улучшалось, так и в случаях, |
|||||||||||
|
когда такого улучшения и не было. |
|
конт |
|||||||||
|
Из табл. |
1 видно, |
что в |
доопытный |
||||||||
|
рольный |
период |
производительность |
домен |
||||||||
|
ной печи была на 10,4 % |
меньше, а расход кок |
||||||||||
|
са на 4,6% |
больше, чем в период автоматиче |
||||||||||
|
ского регулирования. |
Содержание |
жедеза в |
|||||||||
|
шихте в первом случае составляло 47,8 %, а |
|||||||||||
|
во втором — 47%. Доля агломерата в шихте |
|||||||||||
|
и средний состав чугуна по содержанию крем |
|||||||||||
|
ния в обоих случаях были почти одинаковы *. |
|||||||||||
|
В послеопытный контрольный период про |
|||||||||||
|
изводительность доменной печи была на 0,8% |
|||||||||||
|
ниже, а расход кокса на 1,6% выше, чем в до- |
|||||||||||
|
опыгный контрольный период при одинаковой |
|||||||||||
|
шихте и доле агломерата, но при более горя |
|||||||||||
|
чих (на 0,1% кремния) чугунах в послеопыт |
|||||||||||
|
ный период. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Исследования, проведенные на печи А, поз |
|||||||||||
|
волили установить, что для комплексной авто |
|||||||||||
|
матизации хода доменной печи нужно создать |
|||||||||||
|
универсальную управляющую машину (УУМ), |
|||||||||||
|
которая будет решать более сложные фор |
|||||||||||
|
мулы |
математического |
описания |
доменного |
||||||||
|
процесса, сможет брать первую и вторую про |
|||||||||||
|
изводные, решать |
математические |
задачи |
на |
||||||||
|
* |
При |
увеличении |
(уменьшении) |
содержания |
же |
||||||
I |
леза |
в |
руде |
на |
I0/» |
производительность |
домен- |
|||||
ной печи |
увеличивается (уменьшается) |
на |
3%>, а |
при |
||||||||
|
уменьшении (увеличении) количества |
известняка |
на |
|||||||||
|
100 кг/т чугуна расход кокса снижается |
(возрастает) |
на |
|||||||||
|
20 кг/т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19