Способ компенсации потерь дутья при заполнении воздухонагревательной доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве. Сущность изобретения: включает увеличение количества дутья, подаваемого турбокомпрессорным агрегатом в процессе наполнения воздухонагревателя пропорционально давлению в коллекторе холодного дутья, после окончания процесса заполнения воздухонагревателя перед постановкой его на режим "дутье", регулятор давления переводят на управление воздуходувным агрегатом в направлении "разгружения", а после отсечения остывшего воздухонагревателя регулятор давления переводят на управление и в направлении "нагружения", при этом отсечение остывшего воздухонагревателя производят плавно, за счет ступенчатого закрывания шибера холодного дутья, оставляя открытым окно заполнения, с последующим закрытием шибера горячего дутья, а затем окна заполнения шибера холодного дутья. 1 ил.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве.

Известен способ (прототип) компенсации потерь дутья при заполнении воздухонагревателей доменной печи, включающий увеличение количества дутья, подаваемого турбокомпрессорным агрегатом, имеющим технологический регулятор, открытие перепускного окна в клапане холодного дутья регулятором давления, подключенным к коллектору перед клапанами холодного дутья, и последующее восстановление исходного режима, где в процессе наполнения воздухонагревателя количество дутья увеличивают пропорционально давлению в коллекторе холодного дутья путем одновременного перевода в автоматический режим регулятора давления холодного дутья и увеличения задания технологическому регулятору турбокомпрессорного агрегата до полного открытия перепускного окна клапана холодного дутья или до достижения в нем критического перепада давления, а возврат к исходному режиму производят по сигналу о достижении критического перепада давлений на клапане холодного дутья путем подачи на задатчик технологического регулятора турбокомпрессорного агрегата управляющего сигнала, пропорционально корню квадратному из значения перепада давления на клапане холодного дутья.

Возврат турбокомпрессорного агрегата к исходному режиму работы производят путем переключения регулятора давления холодного дутья с управления приводом перепускного окна на управление задатчиком основного технологического регулятора турбокомпрессорного агрегата.

Известный способ позволяет скомпенсировать потери дутья в момент заполнения воздухонагревателей. Однако в момент открывания шибера горячего дутья заполненного воздухонагревателя возникает резкий бросок давления, так как параллельно остывшему подключают на "дутье" заполненный нагретый воздухонагреватель. Почти одновременно поток холодного дутья начинает разделяться на два параллельно подключенных воздухонагревателя, что приводит к резкому падению давления холодного дутья. Датчик системы регулирования давления (СРД) дает сигнал на регулятор (СРД), который начинает разгон воздуходувного агрегата для восстановления заданного давления холодного дутья. Затем производится отсечение остывшего воздухонагревателя посредством закрытия шиберов холодного (ШХД) и горячего (ШГД) дутья. Возникает резкий бросок давления холодного дутья, так как сопротивление тракта резко возрастает из-за снятия с "дутья" остывшего воздухонагревателя (ВН), а СРД, ранее нагрузившая воздуходувный агрегат, не успевает разгрузить его в необходимой степени и предотвратить заброс давления холодного дутья, который может отрицательно сказываться на ровности хода доменной печи и безопасности работы воздуходувного агрегата.

Предлагаемый способ компенсации потерь дутья при заполнении воздухонагревателей доменной печи, включающий увеличение количества дутья, подаваемого турбокомпрессорным агрегатом, в процессе наполнения воздухонагревателя пропорционально давлению в коллекторе холодного дутья путем одновременного перевода в автоматический режим регулятора давления холодного дутья и увеличения задания технологическому регулятору турбокомпрессорного агрегата до полного открытия перепускного окна клапана холодного дутья или до достижения в нем критического перепада давления, открытие перепускного окна в клапане холодного дутья регулятором давления, подключенным к коллектору перед клапанами холодного дутья, а возврат к исходному режиму производят по сигналу о достижении критического перепада давлений на клапане холодного дутья путем подачи на задатчик технологического регулятора турбокомпрессорного агрегата управляющего сигнала, пропорционального корню квадратному из значения перепада давления на клапане холодного дутья или путем переключения регулятора давления холодного дутья с управления приводом перепускного окна на управление задатчиком основного технологического регулятора турбокомпрессорного агрегата, согласно предлагаемому после окончания процесса заполнения воздухонагревателя перед постановкой его на режим "дутье", регулятор давления переводят на управление воздуходувным агрегатом в направлении "разгружения", а после отсечения остывшего воздухонагревателя регулятор давления переводят на управление и в направлении "нагружения", при этом отсечение остывшего воздухонагревателя производят плавно за счет ступенчатого закрывания шибера холодного дутья, оставляя открытым окно заполнения, с последующим закрытием шибера горячего дутья, а затем окна заполнения шибера холодного дутья.

Сущность изобретения состоит в следующем. После заполнения нагретого воздухонагревателя регулятор давления подключают на управление воздуходувным агрегатом только в направлении его разгружения (регулятор реагирует только на повышение давления), а после снятия с "дутья" остывшего ВН регулятор подключают и на нагружение воздуходувного агрегата.

Перевод регулятора давления в режим "разгружения" перед постановкой заполненного воздухонагревателя на режим "дутье" исключит разгон системы регулирования дутья в тот момент, когда начинают параллельно работать два ВН одновременно.

Плавное отсечение остывшего ВН обеспечит время для СРД в оптимальном режиме компенсировать увеличение сопротивления тракта холодного дутья. Это стабилизирует дутьевой режим, улучшит условия эксплуатации воздуходувного агрегата.

На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа управления воздуходувным агрегатом.

Устройство содержит компрессор 1 с приводным агрегатом 2, подающим дутье через нагревательный коллектор 3 и воздухонагреватель 4, находящийся в режиме "дутье" и снабженный шибером холодного дутья 5 и шибером горячего дутья 6, в доменную печь 7. Шиберы 5 и 6 снабжены соответственно блоками конечных выключателей 8 и 9. Воздухонагреватель 10,находящийся в режиме "нагрев", также снабжен шиберами 11 и 14 холодного и горячего дутья соответственно и блоками конечных выключателей 12 и 15. Шиберы холодного дутья 5 и 11 оборудованы окнами с заслонками, управляемыми приводами 13 и 13' соответственно, которые одновременно являются и приводами шиберов холодного дутья. Датчик 16 измеряет перепад на шиберах 5 и 11 и выдает сигнал при его достижении значения, близкого к "0" (воздухонагреватель заполнен).

Датчик давления 17, задатчик 18 и регулирующий прибор 19 образуют регулятор давления холодного дутья, соединенный с блоком 20 изменения динамических параметров. Регулятор 19 имеет три выходных шины (Б больше, М меньше и нейтральную), по которым он, в зависимости от комбинации контактов, управляет либо через программный блок нагружения 30, 30₁, 30₂, электрогидропреобразователь 22 и гидропривод 23 регулирующей заслонки 24 (поворотными лопатками) компрессора 1, либо через усилитель 25 приводом 13' открытия перепускного окна шибера 11 воздухонагревателя 10, или аналогичными элементами воздухонагревателя 4 и др.

Способ осуществляется следующим образом.

В период между переключениями воздухонагревателей ВН с режима "нагрев" на режим "дутье" регулятор 19, через нормально замкнутые контакты реле 26 и 27, усилитель 21, электрогидропреобразователь (ЭПГ) 22, гидропривод 23 управляет регулирующим органом 24 компрессора 1, имеющим электропривод 2, изменяя его производительность и поддерживая при этом постоянное давление холодного дутья перед воздухонагревателем 4. При превышении давления на датчике 17 холодного дутья над заданным по задатчику 18 регулятор 19 выдает сигнал по выходной шинке Б (больше) и через контакт 26₁, усилитель 21, ЭПГ 22 и гидропривод 23 прикрывает заслонку 24, уменьшая производительность компрессора 1. При понижении этого давления над заданным сигнал от регулятора 19 поступает по шинке М (меньше) и через контакт 27₁, усилитель 21, ЭПГ 22 и гидропривод 23 открывает заслонку 24, увеличивая производительность компрессора.

После исчерпания ВН 4 своего теплового потенциала и окончания нагрева ВН 10 осуществляют автоматическое подключение ВН 10. Для этого оператор печи проводит отсечение ВН 10 от нагрева, воздействует на кнопку 29, через реле 27 и 28, контакты 26₂, 27₂, 27₁ и 26₁ разрывается цепь управления от регулятора 19 на регулирующий орган 24 компрессора 1, а через контакт 26₃ подключается управление регулятором 19, через усилитель 25, приводом 13 клапана 11 холодного дутья, посредством контакта 26₄ подключается блок 20 изменения параметра динамических нагрузок, который изменяет параметры регулятора 19, обеспечивая требуемое качество регулирования давления холодного дутья клапаном 11, а включением контакта 26₄ через катушку реле времени 30 ведут воздействие на заданной программе на линию М (меньше) по увеличению производительности компрессора 1 до заданной величины, определяемой контактами длительности работы реле времени 30₂. Давление холодного дутья растет и регулятор 19, реагируя на это повышение, подает сигнал по линии Б (больше), открывая окно заполнения клапана 11, подавая воздух для наполнения ВН 10 и не позволяя при этом упасть давлению холодного дутья.

После открытия окна заполнения ВН 10 сигнал от блока 12 конечных выключателей подают через катушку реле 28, контакт 28₂ обеспечивает катушку реле 26, снимает управление клапаном 11 через контакт 26₃, при этом сигнал управления от регулятора 19 компрессором 1 осуществляется только по линии Б через замкнутый контакт 26₁ в направлении его разгружения. Если заполнение ВН 10 произойдет раньше, чем сработает конечный выключатель блока 12, то включится реле 16 перепада давления, что вызывает аналогичные действия.

Далее по технологической схеме открывают клапан 14 и дооткрывают клапан 11, и дутье подается в печь через оба воздухонагревателя. Возникающее при этом небольшое падение давления холодного дутья не вызывает воздействие регулятора. Отсекают остывший ВН 4 медленным закрытием клапана 5, а затем клапана 6, оставлля в клапане 5 открытым окно заполнения, с последующим его дозакрытием после получения сигнала от блока конечных выключателей 9 о закрытии клапана 6, при этом посредством контакта 9₁ (при условии, что заполнение ВН 10 закончилось) обеспечивают катушку реле 27 и через контакт 27₁, компрессор 1 подключают на управление регулятором 19 в направлении нагружения (линия М).

Применение предлагаемого способа позволит стабилизировать дутьевой режим, улучшит условия эксплуатации дутьевых агрегатов, повысит их надежность, повысится производительность доменной печи, сократится расход кокса.

Формула изобретения

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПОТЕРЬ ДУТЬЯ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий увеличение количества дутья, подаваемого турбокомпрессорным агрегатом, в процессе наполнения воздухонагревателя пропорционально давлению в коллекторе холодного дутья путем одновременного перевода в автоматический режим регулятора давления холодного дутья и увеличения задания технологическому регулятору турбокомпрессорного агрегата до полного открытия перепускного окна клапана холодного дутья или до достижения в нем критического перепада давления, открытие перепускного окна в клапане холодного дутья регулятором давления, подключенным к коллектору перед клапанами холодного дутья, а возврат к исходному режиму производят по сигналу о достижении критического перепада давлений на клапане холодного дутья путем подачи на задатчик технологического регулятора турбокомпрессорного агрегата управляющего сигнала, пропорционального квадратному корню из значения перепада давления на клапане холодного дутья, или путем переключения регулятора давления холодного дутья с управления приводом перепускного окна на управление задатчиком основного технологического регулятора турбокомпрессорного агрегата, отличающийся тем, что после окончания процесса заполнения воздухонагревателя перед постановкой его на режим "Дутье" регулятор давления переводят на управление воздуходувным агрегатом в направлении разгружения, а после отсечения остывшего воздухонагревателя регулятор давления переводят на управление в направлении нагружения, при этом отсечение остывшего воздухонагревателя производят плавно за счет ступенчатого закрывания шибера холодного дутья, оставляя открытым окно заполнения, с последующим закрытием шибера горячего дутья, а затем окна заполнения шибера холодного дутья.

РИСУНКИ

Рисунок 1