Устройство управления распределением компонента комбинированного дутья по фурмам доменной печи

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ КОМПОНЕНТА КОМБИНИРОВАННОГО ДУТЬЯ ПО ФУРМАМ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащее сигнализатор предпредельного и предельного значений ограничивающей величины, ктта два логических элемента, ИЛИ,, регулятор , пускате/ць и исполнительный механизм, причем пе|рвый выход сигнализатора соединен с управляющим входом ключа, второй выход сигнализатора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ первый выход регулятора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с первьм входом пускателяг второй выход регулятора соединен через контакт ключа с вторым входом пускателя, а выход пускателя соединен с исполнительным механизмом который сочленен с регулирующим органом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распределения компонента , а также упрощения эксплуатации , в устройство дополнительно введен логический элемент И, первый вход которого соединен с первым выхо дом сигнализатора, второй вход соеди нен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

yI5II С 21 В 7/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕ ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Феей ,Ю »Щ

Ж Щ ф

;IeeeL (21) 3471395/22-02 (22) 16.07.82 (46) 07.11.83, Бюл. Р 41 (72) В.М.Шамшетдинов и П.А.Голубовский (71) Киевский институт автоматики им. ХХН съезда КПСС (53) 669.162.002.56 (088.8) (56) 1. Иумилов, К.A., Микрюков Б.Г.

Автоматический контроль и регулирование распределения дутья по фурмам доменных печей. — В кн.: Автоматизация и приборостроение. вип. 1.

Киев., Госиздат, техн. лит. УССР, 1959, с. 17-22.

2.Гаражий Л.В., Iflypt0.Р .Системы .автоматического распределения природного газа по фурмам доменной печи. Бюллетень научи.техн. инф.

"Черная металлургия", М., 1979, М 22, с. 54-56. (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ KONIIOHEHTA КОМБИНИ

РОВАННОГО ДУТЬЯ ПО ФУРМАМ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащее сигнализатор предпредельного и предельного значений ограничивающей величины, ключ, „„SU„„105254, А два логических элемента, ИЛИ,, регулятор, пускатель и исполнительный механизм, причем первый выход сигнализатора соединен с управляющим входом ключа, второй выход сигналиэатора соединен с первым входом первого элемента.ИЛИ,. выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ> первый выход регулятора соединен с вторым входом ,второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с первнл входом пускателя, второй выход регулятора соединен через контакт ключа с вторым входом пускателя, а выход пускателя соединен с исполнительным механизмом, который сочленен с регулирующим органом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности распределения компонента, а также упрощения эксплуатации, в устройство дополнительно введен логический элемент И, первый

-вход которого соединен с первым выходом сигнализатора, второй вход соеди

- нен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход соединен с вторым входом пер, вого элемента ИЛИ.

1052541

Изобретение относится к технике управления и может быть использовано в системах автоматического распределения по фурмам доменной печи воздуха, природного газа, мазута, кислорода.

Известно устройство управления распределением компонента комбинированного дутья по фурмам доменной пе-, чи, содержащее регулятор и исполнительный механизм, который по сигналам регулятора перемецает регулирующий орган, расположенный в отнетвлении от общего трубопровода распределяемого компонента комбинированного дутья. Общий расход компо- 15 нента поддерживается постоянньм специально предназначенной для этого отдельной автоматической систе мой посредством изменения числа обо:ротов вала воздуходувной машины при 2О распределении воздуха или путем дроссельного регулирования в случае распределения природного газа 1 1 3.

Воэможность поддержания заданного распределения ограничена предельным допускаемым значением величины, которой при распределении воздуха является давление в кольцевом воздухопроводе, а при распределении природного газа — степень открытия дросселя системы автоматического регулирования общего расхода природного газа. Чтобы не допустить, например, снижения общего расхода газа на печь "по вине" системы распределения, ее работы при полном открытии дросселя автоматически блокируется.

Наиболее близким к предлагаемому .является устройство управления расI

:пределением природного газа по 40 фурмам доменной печи„ содержащее сигнализатор предварительного и предельного значений ограничивающей величины (давления н кольцевом воздухопроводе) в виде двух мано- 45 метров, ключ, три логических элемента ИЛИ, кнопку, регулятор, пускатель и исполнительный механизм, сочлененный с регулирующим органом (2).

Один из манометров генерирует единичный сигнал при значениях давления, равных предпредельному (р ) и больших него, другой при значениях давления, равных предельному (p> t и больших него. Давлеwe р в кольцевом воэдухопроводе является максимально допустимым для работы системы распределения. Давлемме р „ меньше р, как правило, ма 0,01 NIIa (0,1 кгс/см 3 Вьуход "р. " 60 манометра соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход "p>" с первыч нходом второго элемента

ИЛИ. Выход второго элемента ИЛИ соединен чеРез нормально замкнутый

1 контакт кнопки с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом третьего элемента ИЛИ,- Выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом клича. Выход "Больше" регулятора соединен через контакт коммутатора с вторым входом третьего элемента ИЛИ. Выход третьего элемента

ИЛИ соединен с входом "Больше" пускателя. Выход "Меньше" регулятора соединен с входом "Меньше" пускателя через нормально замкнутый контакт ключа и контакт комчутатора.

Выход пускателя соединен с входом исполнительного механизма. Все устройства управления регулирующими органами, число которых н системе равно количеству фурм . аналогичны и работают одинаково, при этом сигналиэатор, ключ, первые два из элементов ИЛИ и регулятор являются общими для всех устройстн.

При нормальных значениях .ограничивающей величины, когда давление в кольцевом воздухопроводе меньше

Р1, нулевые сигналы имеют место на вйходах "р " и "p>" манометров, на управляющем входе ключа и на пер- вом входе третьего элемента ИЛИ, контакт ключа замкнут и каждый регулирующий орган управляется сигналами регулятора.

При повышении давления в кольцевом ноздухопроводе до р1 на упранляющем входе ключа устанавливается единичный сигнал. Контакт ключа размыкается и разрывает цепь прохождения сигнал "Меньше" от регулятора к пускателю, Причиной дальнейшего повышения давления в кольцевом воздухопроводе теперь может стать только рост гидравлического сопротивления столба шихты в печи.

При повышении давления до р2 единичный сигнал устанавливается на первом входе, выходе и втором входе второго элемента ИЛИ, а также на втором входе первого элемента

ИЛИ, на первом входе -третьего элемента ИЛИ и на входе "Больше " пускателя, который запускает исполнительный механизм и направлении открытия регулирующего органа. Каждый регулирующий орган открывается яолностью, поскольку второй элемент

ИЛИ блокирован,и единичный сигнал с его выхода поступает на вход третьего элемента ИЛИ независимо от сигналов манометров °

В дальнейшем, когда давление в кольцевом воздухопроводе становится нормальным, оператор переводит систему в режим регулирования нажатием кнопки, разрывая связь между входом и выходом второго элемента ИЛИ.

Недостатком известного устройства управления является то, что при повышении давления в кольцевом возду1052541.хопроводе до р> оно полностью открывает регулирующие органы и тем самым выключает систему из регулирования распределения по фурмам компонента комбинированного дутья. При этом устанавливается такое распределение компонента, которое в общем. случае значительно отличается от заданного, и следовательно, в эти моменты система работает неэффективно. Кроме того, для своевременного включения системы в режим регулирования"(после полного открытия регулирующих орга« нов в результате повышения давления до р ) оператор обязан следить за поведением давления в кольцевом воздухопроводе,. что усложняет работу по обслуживанию системы.

Цель изобретения †повышен точности распределения компонета, а также упрощение эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления

:распределением компонента комбини1; рованного дутья по фурмам доменной печи, содержащее сигнализатор предпредельного и предельного значений ограничивающей величины, ключ, два логических элемента ИЛИ, регулятор, пускатель и исполнительный механизм, причем первый выход сигнализатора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с перВым входом второго элемента ИЛИ, первый выход .регулятора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второгоэлемента ИЛИ соединен с первым sxoдом пускателя, второй выход регулятора соединен через контакт клича со вторым входом пускателя, а выход пускателя соединен с исполнительным 4 механизмом, который сочленен с регулирующим органом, дополнительно введен логический элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом сигнализатора, второй вход сое-4 динен с выходом первого элемента

ИЛИ, а выход соединен с вторым вхо-. дом первого элемента ИЛИ.

Благодаря включению элемента ИЛИ каждый регулируюций орган системы по сигналу Предельное значение" второго входа сигнализатора ограничивающей величины открывается неполностью (как в известном устройствЕ ), à ToJIb» . ко до момента исчезновения сигнала

"Предпредельное значение" сигнализатора. Это объясняется тем, что при снятии сигнала "Предпредельное значение." с первого выхода сигнализатора исчезает сигнал, наличие которого приводит к открытию регулирующих органов, т.е. сигнал на выходе первого элемента ИЛИ. При этом регулирующие органы занимают оптимальные положения, поскольку ограничивающая величина становится меньше своего предельного значения, а дальнейшее открытие приводит лишь к снижению точности распределения компонентов. Распределение компонента при укаэанном (оптимальном ) положении регулирующих органов ближе к заданному, чем то, которое имело бы место при их полном открытии. A это значит, что предлагаемое устройство управления обеспечивает более

10 точное распределение по фурмам доменной печи компонента комбинированного дутья при значениях ограни- . чивающей величины близких к предельному, в связи с чем повышается

15 эффективность системы в целом.

По мере возврата ограничивающей величины к нормальному значению устройство управления без вмеша тельства оператора возвращает регулирующие органы в прежние положения, которые обеспечивают заданное распределение компонента по ответвлениям из общего трубопровода, так как после падения ограничивающей величины ниже предпредельного значения первый элемент ИЛИ, благодаря наличию элемента И разблокируется и цепь сигнала "Меньше" между регулятором и пускателем замыкается. Оператор освобождается от необходимости следить за значением ограничивающей величины и включить систему в режим регулирования, а следовательно, эксплуатация системы становится проще.

35 На чертеже изображена схема системы автоматического распределения компонента комбинированного дутья по фурмам доменной печи, содержащая

К по количеству фурм устройств уп0 равления регулирующим органом.

УстройстВО Управления регулирующим органом 1 системы автоматическо.го распределения компонента комбинированного дутья по фурмам доменной печи состоит из сигнализатора 2 предпредельного и предельного значений ограничиваицей величины, ключа

3, логических элементов И 4, ИЛИ 5 и ИЛИ б, регулятора 7, пускателя 8 и исполнительного механизма 9. Система содержит только один .сигнализатор 2, один клич 3, по одному элементу И 4 и ИЛИ 5 и один регулятор

7 ° Эти приборы являются общими для всех устройств управления. Кроме

5 того, в состав системы входят сужающие устройства 10, расположенные в ответвлениях 11 от общего трубопровода 12, расходомеры 13, задат=.. чики 14 и поля 15 контактов коммутаЩ тора,. который поочередно подключает к регулятору 7 расходомер 13, задатчики 14, элемент ИЛИ б и пускатель 8, относящиеся.к одной и той же фурме печи. При этом первый выход "Предпредельное значение" сиг1052541

При увеличении ограничивающей величины до предпредельного значения на выходе "Предпредельное значение" сигналиэатора 2 появляется единичный сигнал, который поступает На первый вход элемента И 4 и на управляющий вход ключа 3. Контакт ключа 3 размыкается и разрывает цепь прохождения сигнала

65 нализатора 2 соединен с управляющим входом ключа 3 и с первим входом элемента И 4. Второй выход "Предельное значение" сигнализатора 2 соеди-нен с первим входом элемента ИЛИ 5.

Выход элемента И 4 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 5 выход которого соединен с вторим входом элемента И 4 и с первым входом элемента

ИЛИ 6. Входы регулятора 7 через контакты коммутатора соединены с соответствующими расходомером 13 и задатчиком 14. Первый выход "Больше" регулятора 7 через контакты коммутатора соединен с вторим входом соот ветствующего элемента ИЛИ б. Второй 15 выход "Меньше" регулятора 7 через контакт ключа 3 соединен с входом

"Больше" соответствующего пускателя

8 ° Выход элемента ИЛИ 6 соединен с входом "Больше" пускателя 8. Выход ,пускателя 8 соединен с входом исполнительного механизма 9, который сочленен с регулирующим органом 1.

Каждое устройство управления регулирующим органом 1 работает следующим образом.

При нормальных значениях ограничивающей величины на обоих выходах сигнализатора 2 имеют место нулевые сигналы. В результате нулевые сигналы устанавливаются на выходе элементов

И 4 и ИЛИ 5, на первом входе элемен-. та ИЛИ 6 и управляющем входе ключа 3.

Контакт ключа 3 замыкается.Если при этом текущий расход компонента в от- ветвлении 11 меньше заданного, .то единичный сигнал появляется на входе

"Больше" регулятора 7 и устанавливается на втором входе и выходе соответствующего элемента ИЛИ б и на входе "Больше" пускателя 8, который 40 запускает исполнительный механизм 9 в направлении открытия регулирующего органа 1. Если текущий расход компонента в ответвлении 11 больше .заданного, то единичный сигнал по-, 45 является на выходе "Меньше" регулятора 7 и поступает через замкнутый контакт ключа 3 на вход "Меньше", соответствующего пускателя 8, который запускает исполнительный 5п механизм 9,в направлении закрытия регулирующего органа 1. В обоих случаях регулирующий орган 1 нереI ,мещается до установления на обоих выходах регулятора 7 нулевых сигналов.

"Яеньше" от регулятора 7 к пускателю 8.

При увеличении ограничивающей величины до предельного значения единичНый сигнал появляется на выходе "Предельное значение" сигнализатора 2 и поступает на первый вход элемента ИЛИ 5. В результате единичный сигнал устанавливается на выходе элемента ИЛИ 5, на втором входе и выходе элемента И 4, на втором входе элемента

ИЛИ 5, на первом входе и выходе элемента ИЛИ б и входе "Больше" пускателя 8, который запускает исполнительный элемент 9 в направлении открытия регулирующего органа. Открытие регулирующих органов сопровождается уменьшением гидравлического сопротивления движению распределяемого компонента, уменьшением ограничивающей величины и появлением нулевого сигнала на выходе "Предельное значение" сигнализатора 2. Этот сигнал поступает на первый вход элемента ИЛИ 5. Так как элемент

ИЛИ 5 блокирован через элемент

И 4, то на его выходе продолжает действовать единичный сигнал, а регулирующие органы продолжают открываться. Если это приводит к появлению нулевого сигнала на выходе "Предпредельное значение" сигнализатора 2, то нулевые сигналы устанавливаются также иа управляющем входе ключа 3, на первом входе и.выходе элемента,И 4, на втором входе и выходе элемента ИЛИ 5 и на первом входе элемента ИЛИ 6, в результате .чего открытие регулирующих органов прекращается. Поскольку принудительное открытие регулирующих органов приводит к увеличению текущего значения расхода компонента че1рез ответвление 11 по сравнению: с заданньм, то на выходе "Меньше" регулятора 7 и выходе "Меньше" пускателя 8 устанавливается единичный сигнал. В результате регулирующий орган 1 закрывается до тех пор, пока не появится единичный сигнал на выходе "Предпредельное значение" сигнализатора 2 и ключ 3 не разорвет цепь сигнала "Меньше" ,от регулятора 7 к пускателю 8. При этом значение ограничивающей величины меньше предельного, а распре деление компонента,по фурмам хотя и не равно заданному, но ближе к нему, чем распределение, которое устанавливается при полном открытии регулирующих органов, как это имеет место в системе с известным устройством управления.

По мере дальнейшего роста ограни. чивающей величины регулирующие орУ 1052541

Составитель В.Островский

Редактор В.Ковтун Техред Ж.Кастелевич Корректор!В ГиРнЯк

Заказ 8796/19 Тираж 568: Подписное

BHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 . ганы продолжают постепенно открываться и этот процесс продолжается . до тех пор, пока ограничивающая величина не достигнет своего предельного значения при полностью открытых регулирующих органах. 5

При обратном процессе. уменьшения ограничивающей величины регулирующие органы постепенно закрываются по сигналам Меньше" регулятора 7, начиная.с момента появления нулевого 10 сигнала на .выходе "Предпредельное значение" сигнализатора:2, и обеспечивают требуемое распределение, когда ограничивающая величина принимает ,необходимое для этого достаточно ма лое значение.

Автоматическое регулирования распределения компонентов комбинированного дутья высокоэффективно. Так равномерное распределение воздуха по фурмам позволяет повысить на 1,6%производительность печи и сэкономить, 0.,8В кокса, а регулирование распре- деления природного газа - повысить производительность печи на 0;8% и сэкономить 2,05 кокса.