Устройство контроля распределения газового потока в шахтной печи

 

Изобретение относится к устройствам контроля распределения газового потока в шахтной печи. Цель изобретения - повышение точности и надежности контроля. В устройстве производятся замеры общего расхода горячего дутья, расхода колошникового газа по газоотводам, перепадов давлений на измерительном участке каждого фурменного прибора. Затем в блоке 17 определяются коэффициенты сопротивления каждого измерительного участка, а далее в блоке 22 расходы дутья через фурмы. Затем в блоке 24 суммируют расходы дутья через фурмы и сравнивают с замеренным общим расходом. С помощью газоанализаторов в устройстве определяется содержание O<SB POS="POST">2</SB>, H002, CO и CO<SB POS="POST">2</SB> в колошниковом газе, а далее в блоке 48 вычисляется отношение содержания азота в дутье и содержание азота в колошниковом газе. На основании этого отношения в блоке 50 определяем общий расход колошникового газа. В блоке 24 суммируют расходы колошникового газа по газоотводам, сравнивают его со значением, полученным в блоке 50, и определяют погрешность суммарного расхода колошникового газа с общим расходом газа. При превышении этой погрешности определенной величины, производят повторные измерения и вычисления, что позволяет добиться требуемой точности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) С 21 В 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ТВУ

Ог

Ф7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4488415/31-02 (22) 29. 09. 88

1 (46) 23.06.90. Нюл. Н - 23 (71) Днепропетровский металлургический.институт (72) В.П. Лялюк (53) 669.162.22 (088.8) (56) Шумилов К.А., Микрюков Б.Г., Мельничук В.Л. Схема комплексного автоматического управления доменным производством; Сб. Автоматизация доменного производства. — Киев:

УНИИНТИ и ТЗМ, ЦНТИ МНМ УССР, 1966, с. 9-12.

Авторское свидетельство СССР

9 1125252, кл. С 21 В 7/24, 1984.

ÄÄSUÄÄ 1573029 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА В ШАХТНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к устройствам контроля распределения газовогр потока в шахтной печи. Цель изобретения — повышение точности и надежности контроля. В устройстве производятся замеры общего расхода горячего дутья, расхода колошникового газа по газоотводам, перепадов давлений на измерительном участке каждого фурменного прибора. Затем в блоке 17 определяются коэффициенты сопротивления каждого измерительного участка, а далее в блоке 22— расходы дутья через фурмы. Затем в

1573029 блоке 24 суммируют расходы дутья через фурмы и сравнивают с замереннйм общим расходом. С помощью газо1 анализаторов в устройстве онределя5 ется содержание О, Н, СО и СО в колошниковом газе, а далее в блоке

48 вычисляется отношение содержания азота в дутье и содержание азота в колошниковом газе. На основании этого отношения, в блоке 50 определяем общий расход колошникового газа, 1

Изобретение относится к черной металлургии, а в частности .к измерению расходов горячего дутья через ирмы доменной печи и расходов

« хлошникового газа через газоотводы

slкупольной части печи, что позволяeg контролировать распределение газового потока в печи не по косвенным признакам, а на основании прямых

25 замеров расходов среды на входе и

Выходе в шахтную печь.

Целью изобретения является повышеНие точности и надежности контроля.

На чертеже представлена функцио- 30 йальная схема устройства.

Устройство контроля распределейия газового потока в шахтной печи

1 содержит первичный преобразователь

2 для измерения общего расхода горячего дутья, например труба Вентури, который через импульсные трассы соединен с дифманометром 3, например, типа ДИ. Дифманометр 3 соединен электрически с вторичным регистри-,ц) рующим прибором 4, например, типа

КСД. Отборы 5-7 (по числу Фурм) статического давления, например, в кольцевом воэдухопроводе 8 и неподвижных коленах 9 каждого Фурменного 45 прибора соединены импульсньпии трассами с соответствующими дифманометрами 10 - 12 типа ДИ, которые соединены с входами 13 — 16 блока 17 (блок определения коэффициентов сопротивления измерительных участков) и с входами 18-21 блока 22 (блок контроля расходов среды на измерительных участках). Блок 17 соединен с блоком 22 связью 23, а блок 22 — . с блоком 24 (блок сравнения общего расхода среды с суммарным расходом среды на измерительных участках) связью 25 по каналу контроля расхоВ блоке 24 суммируют расходы колошникового газа по газоотводам, сравнивают его со значением, полученным в блоке 50, и определяют погрешность суммарного расхода колошникового газа с общим расходом газа. При превышении этой погрешности определенной величины производят повторные измере« ния и вычисления, что позволяет добиться требуемой точности. 1 ил, Ъ

I дов дутья через каждую фурму. Вторичный прибор 4 соединен с входами

26 и 27 блоков 17 и 24 соответственно, на которые поступает информация об общем расходе дутья, Блок 24 связан двумя обратными связями 28 и.29 с входами блоков 1.7 и 22 соответственно по каналу контроля расходов горячего дутья через Фурмы.

В трубопроводе 30 дутья установлено отборное устройство 31 газоанализатора на О (кислород), а в газоотводах 32 на купольной части печи 1 установлены отборные устройства газоанализаторов 33-35 на Н (водород), на СО (окись углерода) и . на СО (углекислота). Все отборные устройства соединены с электронными блоками 36-39 соответствующих газоанализаторов (блок 36, например, газоанализатор типа ИГК, блок 37, например, газоанализатор типа ТП, а блоки 38 и 39, например, газоанализаторы типа OA) . Электронные блоки

36-39 газоанализаторов соединены с вторичными показывающими и регистрирующими приборами 40-43 типа КСИ, выходы крторых соединены с входами 4447 блока 48 (блок определения отношения содержания азота в дутье к содержанию азота в колошниковом газе).

Выход блока 48 соединен с входом

49 блока 50 (блок контроля общего расхода колошникового газа), а второй вход 51 блока 50 соединен с выходом вторичного прибора 4. Два выхода блока 50 соединены с входом 52 блока 17 и входом 53 блока 24, .

Отборы 54-57 (no количеству газоотводов 4-8 шт) статического давления соединены импульсными линиями с дифманометрами 58 и 59, например, типа ДИ, которые соединены своими электрическими выходами с входами 60 — 62 блока 17 и входами

63 — 65 блока 22. Блок 17 имеет дополнительную связь с входом 66 блока

22, а блок 22 дополнительную связь с входом 67 блока 24 по каналу контроля расхода колошникового газа через гаэоотводы 32. Два выхода блока 24 соединены дополнительными обратными связями 68 и 69 с блоками

17 и 22 соответственно. Блок 22 соединен своими выходами с многоточечными вторичными приборами 70 и 71, показывающими и регистрирующими расходы дутья через фурмы и расходы колошникового газа через газоотводы, например, типа КСИ.

Устройство контроля распределения газового потока в шахтной печи работает следующим образом.

В доменную печь 1 по прямому трубопроводу 30 через кольцевой воздухопровод 8 и фурменные приборы подается обогащенное кислородом дутье, а через гаэоотводы 32 отводится колошниковый гаэ (обычно на печи четыре газоотвода, а на печах объемом

5000 м восемь газоотводов).;

Производят одновременные замеры (по каналу контроля расхода горячего дутья) общего расхода горячего дутья ,по цепочке преобразователь 2 — диф-: манометр 3 — вторичный прибор 4, сигналы с которого поступают в блоки

17 и 24, а также перепадов давлений на измерительном участке каждого фурменного прибора по цепочке отборы 5-7 статического давления — дифманометры 10 — 12, сигналы с которых поступают в функциональные блоки

17 и 22. В блоке 17 определяют коэффициенты сопротивления каждого из измерительных участков на фурменных приборах, решая систему уравнений баланса (количество уравнений в системе равно количеству воздушных фурм на доменной печи):

+ k g )aP), + ° ° ° +

Q) = k, P, + 1 р, + ° ° ° + сГ и . и

+ kyi 4Р ) + ... + асср б р l n 1Г ь

Q р — ф1 Ру + kggtQPg + ... + ф К п Р ь () . = к.v r),, где Q . — расход дутья через фуру

»

25 — коэффициент сопротивле31 ния измерительного участка;

DP ; — перепад давления на этом участке; номер фурменного прибора.

Расходы дутья через фурмы регистрируются вторичным прибором 70, В блоке 24 суммируют расходы дутья через Ьурмы и сравнивают с замеренным общим расходом, определяют относительную погрешность полученного зна-! чения общего расхода с измеренным общим расходом. Блок 24 соединен линиями обратных связей с блоками 17 и

4р 22 для управления нх работой (по каналу контроля расхода дутья) . При непревышении погрешностью класса точности измерительной системы по линии 29 обратной связи поступает

45 сигнал в блок 22, где фиксируют значения расходов горячего дутья через фурмы и выдают их на вторичный многоточечный прибор 70, соединенный с выходом блока 22. При превышении пог5р решностью класса точности измерительной системы по каналу контроля расхода горячего дутья через фурмы по линии 28 обратной связи подается сигнал в блок 17, где повторяют операцию по определению коэффициентов сопротивления для каждого измерительного участка после соответствующих новых одновременных замеров общего расхода горячего дутья и пере30

573029

6 где (, О " »... » () — общие объ » ° » ° ° » емные расходы горячего дутья в последовательно проведенных замерах, равных числу воздушных фурм и;

kgb»k gg» ° е ° »k)1» ° в ° » gn эф фициенты сопротивления каждого измерительного участка (каждого фурменного прибора), f / I I 1

10» 7»»»» ф » Д»

» >% и

Ll,„»...» Р, „-,...,d1 „„йР.. ».ЛР о

h, а . n Раб» ° °° », dP °, ° ° ° » dP n перепады давления горячего дутья на каждом измерительном участке фурменного прибора в каждом из и замеров.

В блоке 22 определяют по полученным коэффициентам сопротивления и эамеренным перепадам расходы дутья через фурмы по формуле

1573029

Падов давления на измерительных участках и т.д.

Одновременно с замерами по каналу контроля расхода горячего дутья про5 Йзводят замеры и по каналу контроля б

1 асхода колошникового газа по газо тводам. Определяют концентрацию ислорода в дутье по цепочке отборное стройство 31 — электронный блок га10 зоанализатора 36 — вторичный регистфирующий прибор 40. Определяют содер1 ание водорода, окиси углерода и углекислоты в колошниковом газе Ilo

Цепочке отборные устройства 33 — 35— электронные блоки газоанализаторов

37 - 39 - вторичные приборы 41 - 43.

С вторичных приборов 40-43 сигналы поступают в блок 48, где определяют

1 отношение содержания азота в дутье

20 .. к содержанию азота в колошниковом, газе:

И 100-0<

N 100-Н -00 -СО

r 1 2 25 где И, И вЂ” содержание азота в дутье и колошниковом газе соответственно, Х

Π— содержание кислоро2 да в дутье, %, Н, СО,СΠ— содержание водорода, окиси углерода и углекислоты в колошниконом газе соответственно, X.

Сигнально о соотношении И,/N„ è с вторичного прибора 4 об общем расходе дутья поступают в блок 50, где определяют общий расход (выход) ко- 40 лошникового газа

Мд

"ry где Q Q . - общие расходы колош«

r никового газа и дутья соответственно.

Сигнал об общем расходе колошникового газа поступает в блоки 17 и 24, куда поступают также сигналы о перепадах давления на измерительных участках контроля расхода колошникового газа в газоотводах по цепочке отборы 54-57 ...2n статических дану Э Э 4 ! лений - дйфманометры 58, 59,...n . (n" — количество газоотводов), сигналы с которых поступают в функциональные блоки 17 и 22, В блоке 17 определяют коэффициенты сопротивления каждого измерительного участка на газоотводах колошникового газа из уравнения баланса. r г1 4Рг + ° ° ° +

Г2 . г! ,Г n" Г 3Р

rÀ< Q,0 ° ° °,0" . — общие объемные расходы колошникового газа в последовательно проведенных замерах, равных числу газоотводов на печи n

° 1 г у ° 9 ° ф 1,-; ф 4 ° ° 1 г- „- коэффициенты сопротивления каждого измерительного участка газоотвода, ! I ( у4Р гну ° е о, Рг, у о о оy4Ргq у4Рr у и и I/,Ъ П Рг y ° i o «4pãt э ° ° ° 14Рг .4Рг э4Рг s ,4Р". е . yAP гп — перепады давления колошникового газа на каждом измерительном участке газоотвода в каждом замере.

В блоке 22 определяют по полученным коэффициентам и замеренным перепадам расходы колошникового газа по газоотводам о =к„„6г, где g — расход колошникового газа

I через газоотвод;

k — коэффициент сопротивления гу измерительного участка на газопроводе; йР— перепад давления на этом г участке, — номер газоотвода.

В блоке 24 суммируют расходы колошникового газа по газоотводам, сравнивают с его значением, полученным в блоке 50 и определяют относительную погрешность полученного значения суммарного расхода колошникового газа с общим расходом газа. Блок

24 соединен дополнительными линиями

68 и 69 обратной связи с блоками 17 и 24 для управления их работой по каналу контроля расхода копошникового газа по газоотводам, При непревьппении погрешностью rasa класса точности измерительной системы контроля расхода колошникового газа по линии

1573029

69 обратной связи поступает сигнал в блок 22, где фиксируют значения расходов колошникового газа по газоотходам и выдают их на вторичный мно5 готочечный прибор 71, соединенныи с выходом блока 22. При превышении погрешностью класса точности измерительной системы по линии 68 обратной связи подается сигнал в блок 17, где повторяют операцию по определению коэффициентов сопротивления для каждого измерительного участка на газоотводах после соответствующих новых одновременных замеров общего расхода колошникового газа и перепадов давлений на измерительных участках гаS,OOTBOPOB H T oP, o

Контроль расходов дутья по фурмам 20 и контроль расходов колошникового газа по газоотводам осуществляется одновременно в реальном масштабе времени, что позволяет получить достоверную картину по распределению газового 25 потока в шахтной печи, повысить точность и надежность контроля распределения газового потока, своевременно при щмать меры по обеспечению ровного хода печи и за счет этого улучшить технико-экономические показатели доменной плавки.

Формула и з обретения

Устройство контроля распределения газового потока в шахтной печи, содержащее первичный преобразователь для измерения расхода дутья в общем воздухопроводе, патрубки статического давления на измерительных участках фурменных приборов, соединенных с о дифманометрами, и электрически соединенные с ними блок определения коэффициентов сопротивления измери-. тельных участков, блок контроля расходов среды на измерительных участках, вторичные регистрирующие приборы, блок сравнения общего расхода среды с суммарным расходом среды на измерительных участках, вход которого соединен с выходом блока контроля расходов среды на измерительных участках, а выход соединен с входом блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков и входом блока контроля расходов среды на измерительных участках по каналу контроля расхода дутья через фурмы печи, а выход первичного преобразователя для измерения расхода дутья в общем воздухопроводе через дифманометр и вторичный прибор соединен с блоком определения коэффициентов сопротивления измерительных участков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, оно снабжено блоком контроля общего расхода колошникового газа и блоком определения соотношения содержания азота в дутье к содержанию азота в колошниковом газе, входы которого соединены с выходами вторичных приборов газоанализаторов содержания 0 -в дутье, Н, СО и СО в колошниковом газе, а выход соединен с одним из входов -блока контроля общего расхода колошникового газа, второй вход этого блока соединен с выходом вторичного прибора контроля общего расхода дутья на печь, блок контроля общего расхода колошникового газа двумя выходами соединен с входами блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков и блоком сравнения общего расхода среды с суммарным расходом среды на измерительных участках, причем дополнительные входы блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков и блока контроля расходов среды на измерительных участках соединены с выходами дифманометров, которые соединены с патрубками статического давления на измерительных участках газоотводов на купольной части колошника печи, при этом дополнительный выход блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков соединен с дополнительным входом блока контроля расходов среды на измерительных участках,а дополнительный выход этого блока соединен с дополнительным входом блока сравнения общего расхода среды с суммарным расходом среды на измерительных участках по каналу контроля расходов колошникового газа в газоотводах на купольной части печи, а два выхода последнего блока соединены дополнительной обратной связью с входами блока определения коэффициентов сопротивления измерительных участков и блока контроля расходов среды на измерительных участках по каналу контроля расходов колошникового газа в газоотводах на купольной части печи.