Система автоматического управления процессом газосмешения

 

Изобретение относится к системам управления соотношением компонентов газовой смеси в металлургической, химической, электрохимической, нефтеперерабатывающей пром-сти и других производствах. Цель изобретения - повышение точности регулирования при максимальном использовании побочных продуктов доменного и коксохимических производств за счет косвенного определения теплотворной способности

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 G 05 D 11/13

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

О

С> 4

00

12! (р

87 (21) 4842759/24 (22) 18.05.90 (46) 23.01.93. Бюл, ¹ 3 (71) Коммунарский горнометаллургический институт и Коммунарский металлургический комбинат (72) А.М.Гривко, И.Н.Шалашная и Л,И.Серов (73) Коммунарский металлургический комбинат (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1115025, кл. G 05 D 11/13, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1596313, кл. G 05 D 11/13, 1988. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГАЗОСМЕШЕНИЯ (57) Изобретение относится к системам управления соотношением компонентов газовой смеси в металлургической, химической, злектрохимической, нефтеперерабатывающей пром-сти и других производствах. Цель изобретения — повышение точности регулирования при максимальном использовании побочных продуктов доменного и коксохимических производств за счет косвенного определения теплотворной способности

1790778 С с = cFc

40 ЛО, = hFgqg

AcFc = 2q2, Fc

45 смеси, Для этого в системе автоматического управления процессом газосмешения регулирование теплотворной способности смеси осуществляется по отклонению фактического значения этого параметра, измеренного датчиком 12 и определенного блоком 28 косвенного определения теплотворной способности смеси от значения, Изобретение относйтся к системам управления или регулйрования соотношением компонентов газовой смеси в металлургической, химической, электрохимической, нефтеперерабатывающей и других производствах, где имеется необходимость смешивания различных газов перед сжиганием их в печах при одновременной стабилизации и регулировании давления теплотворной способности смеси.

Цель изобретения — повышение точности регулйрования при максимальном использовании побочных продуктов доменного и коксохимических производств за счет косвенного определения теплотворной способности смеси.

На чертеже показана структурная схема предлагаемой системы.

Система автоматического управления процессом газосмешения содержит смеситель 1 с подведенными к нему трубопроводами 2 — 5 соответственно доменного, коксового, природного и смешанного газов, контур 6 с датчиком 7 давления смеси, регулятором 8 давления, задатчиком 9 давления, исполнительным механизмом 10 и регулирующим органом 11 в трубопроводе 2 доменного газа, датчик 12 теплового эквивалента смеси, корректирующий регулятор 13, задатчик 14 теплотворной способности смеси, регуляторы 15, 16 коксового и природного газов соответственно, исполнительные механизмы 17, 18, регулирующие органы 19, 20, датчики 21 — 23 соответственно доменного, коксового и природного газов, коммутатор 24, блок 25 управления коммутатором, датчики 26, 27 положения регулирующих органов 19, 20 соответственно, блок 28 косвенного определения теплотворной способности смеси, сумматор 29, блоки 30, 31 умножения, умножители 32, 33 на постоянный коэффициент, Блок 28 содержит элементы 34, 35, 36 масштабирования, элемент 37 деления, сумматоры 38, 39.

Система работает следующим образом.

Регулирование и стабилизация давления в трубопроводе 5 смешанного газа осуществляется контуром 6. заданного задатчиком 14. При этом регулятор 13 формирует точное, но медленно изменяющееся значение сигнала, пропорционального отклонению теплотворной способности смеси, и быстро изменяющееся значение сигнала, определенное блоком

28 и пропорциональное теплотворной способности смеси. 1 ил.!

10 Регулирование и стабилизация теплотворной способности смеси осуществляется по отклонению заданного значения задатчиком 14 от фактического значения этого параметра, измеренного датчиком 12 и оп15 ределенного блоком 28, При этом регулятором 13 формируется точное, но медленно изменяющееся значение сигнала пропорциональное отклонению теплотворной способности смеси, и быстроизменяющееся

20 значение сигнала, определенное блоком 28 и пропорциональное теплотворной способности смеси.

Выходной сигнал сумматора 29 поступает на входы блоков 30, 31, а с выходов этих

25 блоков — на коммутатор 24, с помощью которого осуществляется подключение регуляторов 15, 16, Формирование управляющего сигнала регуляторов 15, 16 осуществляется с учетом

30 следующих предпосылок. Пусть произошло отклонение теплотворной способности смеси, которое в конечном итоге должно быть компенсировано увеличением расхода коксового газа. Тогда на основании баланса

35 тепловой энергии в смеси и увеличенном расходе коксового газа получим

Аналогично при компенсации отклонения теплотворной способности смеси природным газом

Исходя из этого выходной сигнал сумматора 29 должен быть увеличен на величину Fc/qz или Fc/оз при формирова1790778. + F2 + Рз) = КдРс, Fc = F1+ F2+ Рз;

К п12 =—

Ц2

К где m2 =— цз

У1 = Х1 Х2+ Х1 Х2, Y = X1 Х2+ Х1 Х2, 10 смеситель, блок управления и коммутатор, нии управляющего воздействия регуляторов 15, 16 с учетом расхода смешанного газа и теплотворной способности коксового ц2 и природного цз газов.

Для этого сигнал U g с выхода сумматора 29 должен измениться на величину Fc/q2 (Fc/цз), для чего на входы блоков 30,31 подается сигнал с выхода блока 28 через умножители 32, 33, изменяющие в ц2 vi цз раз соответственно. С учетом этого сигнал управляющего воздействия регулятора 15 определится из выражения

02 = U :Ucm2 =(К1 цсд10кр(р) = "= c

ТОГда U2* = КдР2П12(К1 ЛцсдВ/Кр(р) ЦсК К2) Аналогично для управляющего воздействия регулятора 16

Оз = КдРсп1з(К1 hqcpW

+ ЦскК2) Переключение управляющих воздействий осуществляется коммутатором 24, который коммутирует свои сигнальные выходы, соединенные с входами регуляторов 15, 16, в зависимости от состояния управляющих входов, подключенных к выходу блока 25.

В блоке 25 реализуется логическая функция где Х1, Х2 — дискретные сигналы датчиков

26, 27 положения регулирующих органов 19, 20 соответственно;

У1, Y2 — выходные сигналы блока 25, Дискретные сигналы датчиков 26, 27 формируются, например, с помощью конеч15

45 ных выключателей, отрегулированных на заданные углы включения и отключения.

Таким образом, при условии достаточности коксового газа для обеспечения заданной теплотворной способности смеси регулирование осуществляется только с помощью регулятора 15. При этом регулирующий орган 20 в трубопроводе 4 природного газа полностью закрыт.

Подключение регулятора 16 для регулирования расхода природного газа происходит при необходимости добавления к коксодоменной смеси природного газа. В этом случае дальнейшее отклонение тепJloTBopHoA способности смеси вызовет открытие регулирующего органа 19 в трубопроводе 3 коксового газа.

Оба регулятора будут включены до тех пор, пока не закроется полностью регулирующий орган 20 и исполнительный орган механизм 17 не повернется на максимальный угол, что заставит датчик 26 выдать в блок

25 сигнал единичного уровня, который снимет управляющий сигнал и отключит регулятор 16 расхода природного газа.

Таким образом блок 25 формирует управляющие сигналы, которые воздействуют через коммутатор 24 на регуляторы 15, 16, подключая их с перекрытием к блокам 30, 31 умножения, формирующие управляющие воздействия, При этом отключенный регулятор 15 оставляет исполнительный механизм

17, а значит, и регулирующий орган 19 полностью открытым, что обеспечивает максимальное использование при приготовлении смеси доменного и коксового газов, Формула изобретения

Система автоматического управления процессом газосмешения, содержащая контур регулирования давления газовой смеси в виде последовательно соединенных датчиКа давления смешанного газа, регулятора давления с задатчиком, исполнительного механизма и регулирующего органа, расположенного в трубопроводе подачи в смеситель доменного газа, датчики расходов доменного, коксового и природного газов, соединенные выходами соответственно с первым, вторым и третьим входами блока косвенного определения теплотворной способности смеси, последовательно соединенные регулятор расхода коксового газа, исполнительный механизм и регулирующий орган в трубопроводе подачи коксового газа в смеситель, последовательно соединенные регулятор расхода природного газа, исполнительный механизм и регулирующий орган в трубопроводе подачи природного газа в

1790778

25

35

45

Составитель В.Прямицын

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т,Вашкович

Редактор

Заказ 375 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 подключенный первым выходом к входу регулятора расхода природного газа, о т л ич а ю щ а я с я тем, что с целью повышения точности регулирования при максимальном использовании побочных продуктов доменного и коксохимических производств за счет косвенного определения теплотворной способности смеси, в нее введены два умножителя на постоянный коэффициент, два блока умножения, последовательно соединенные датчик теплового эквивалента смеси, корректирующий регулятор с задатчиком теплотворной способности смеси и сумматор, а также датчики положения исполнительных механизмов коксового и природного газов, соединенных выходами с первым и вторым входами соответственно блока управления, подключенного первым и вторым выходами соответственно к первому и второму управляющим входам коммутатора, соединенного первым и вторым сигнальными входами с выходами соответственно первого и второ5 ro блоков умножения, подключенных первыми входами к выходу сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика теплотворной способности смеси, а третий вход — с первым выходом блока

10 косвенного определения теплотворной способности смеси, соединенного вторым выходом с входами первого и второго умножителей на постоянный коэффициент, подключенных выходами к вторым входам

15 соответственно первого и второго блоков умножения, второй выход коммутатора соединен с входом регулятора расхода коксового газа,