Система регулирования тягового режима газоходной сети параллельно работающих конверторов

 

С. В.Емельянов, И.А.Буровой, Ш.С.Бактелеев,. А,И Лившиц и Н.Н.Миловидов

Московский ордена Трудового КрасногЬ.Дуамени.институт;, тали и сплавов, Всесоюзный научно-исслед иЩельскрй институт системных исследований и Алма-Атинское проектноконструкторское бюро автоматизированных ММЬИ-QAQBBJ IB èÿ (72) Авторы изобретения (7! ) Заявители (5Ч СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЯГОВОГО РЕЖИМА

ГАЗОХОДНОЙ СЕТИ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ

КОНВЕРТОРОВ

Изобретение относится к устройствам, которые в совокупности с группой технологического оборудования применяются для регулирования тягового режима последних и могут найти применение в производстве черных и цветных металлов, в частности в производстве никеля, где отходящие газы группы параллельно работающих конверторов используются в качестве

1 сырья для получения серной кислоты.

Известна система автоматического регулирования тягового режима конверторов, работающих на газоходную

15 сеть с общими дымососами. Эта систе-, ма содержит конвертор с напыльником, подключенным к гаэоходной сети, датчик разрежения на напыльнике частного конвертора, регулятор, на один из входов которого подключен датчик разрежения, и исполнительный механизм с регулирующим органом, подключенным к выходу регулятора (1) .

Кроме того, система содержит три цепи коррекции: по расходу дутья в конвертор, по разрежению в общем коллекторе и по температуре Отходящих газов в газовом тракте частного конвертора. Цепь коррекции по расходу дутья содержит датчик расхода, через функциональный блок подключенный на один из входов регулятора. Цепь коррекции по разрежению в общем коллекторе содержит датчик разрежения, который через последовательное соединение блока уставок и блока коэффициентов подключен к одному из входов сумматора, где суммируется с выходным сигналом регулятора и затем поступает на вход исполнительного механизма. Цепь коррекции по температуре содержит датчик температуры отходящих газов, подключенный.через коммутатор ко входу блока уставок, выходной сигнал которого подается на один нэ входов регулятора.

870452

Описанная система регулирования не позволяет стабилизировать разрежение в напыльнике конвертора в условиях, когда в ходе эксплуатации происходит зарастание газоходов 5 пылью, содержащейся в отходящих газах, и имеет место частое переключение работающих конверторов, что приводит к изменению распределения давлений в газоходной сети. 10

В результате рабочий диапазон дроссельных заслонок системы управления разрежением в напильнике сильно меняется и приводит к выходу заслонок в крайнее положение 1на упор, 15 к потере работоспособности системы регулирования.

В указанной системе принята единая форма нелинейной зависимости меж- щ ду выходным сигналом датчика разрежения в коллекторе и входом блока коэффициентов, причем коэффициенты передачи нелинейно изменяющегося сигнала для каждого частотного конвер- 25 тора выбираются индивидуально при настройке схемы. Однако в процессе эксплуатации происходит упомянутое выше изменение характеристик газохода, что вызывает необходимость час- щ той перенастройки как нелинейной характеристики, так и коэффициентов передачи корректирующего воздействия.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение стабильного раз режения в напыльниках группы конверторов, работающих на газоходную сеть с общими дымососами, в условиях изменяющихся характеристик газоходной сети и переменных параметров конверторов.

Для этого необходимо, во-первых, обеспечить рабочий диапазон для исполнительных органов (дроссельных заслонок), во-вторых, обеспечить инвариантность цепей коррекции по возмущениям к изменению параметров газоходной цепи и конверторов.

Для достижения этой цели для группы систем регулирования частных конверторов, которые будут в дальней11 tl шем называться системами нижнего уровня, вводится одна общая система верхнего" уровня, которая управляет

55 разрежением в общем коллекторе газоходной сети путем изменения производительности дымососов на основе информации о положении дроссельных заслонок и о расходах дутья в системах "нижнего" уровня.

Кроме того, нелинейный блок уставок и блок коэффициентов в цепи коррекции системы "нижнего" уровня предлагается заменить на блок динамической обработки измеряемых возмущений типа дифференцирующего звена, что позволяет избежать появления статических ошибок.

В цепи коррекции по температуре отходящих газов коммутатор и блок уставок заменены одним функциональным преобразователем, обеспечивающим плавное возрастание сигнала коррекции при выходе температуры за установленный предел.

Схема предлагаемой системы изображена на чертеже. Она включает конверторы 1 с напыльниками 2, на схеме изображен один из группы конверторов, коллектор газоходной сети 3 и один из группы дымососов 4. Пунктирными линиями выделена одна из систем

"нижнего" уровня 1 . Система "нижнего" уровня состоит из датчика 5 разрежения в напыльнике частного конвертора, датчика температуры отходящих газов 6, датчика 7 расхода воздуха (дутья) в конвертор, датчика

3 разрежения в общем коллекторе газоходной сети, датчика 9 положения исполнительного органа 15, дифференцирующего устройства. 10 и функционального блока 11, функционального преобразователя 12, регулятора 13, алгебраического сумматора 14, исполнительного серводвигателя 15 с дроссельной заслонкой 16.

Система "верхнего" уровня состоит из датчика нагрузки дымососа 17, регулятора нагрузки 18, исполнительного механизма 19, регулятора разрежения в общем коллекторе 20, датчика разрежения 21, коммутатора 22 для выделения максимального из групны сигналов, алгебраического сумматора 23 н инерционных фйльтров 2428 по числу конверторов в группе.

8 качестве примера на чертеже представлена группа из пяти конверторов.

Следует отметить, что предлагаемая система может быть использована и для одного конвертора с индивидуальным дымососом.

Принцип действия предлагаемого .

) устройства основан на дополнительном введении коррекции величины поддерживаемого разрежения в общем коллек5 87045 торе 3 газоходной сети по двум параметрам: по суммарному расходу дутья в конверторы, по выходу хотя бы одной из заслонок на упор. .Система "верхнего" уровня содержит контур регулирования нагрузки дымососа, заданием для регулятора

18 которого является выходной сигнал регулятора разрежения 20. На первыи вход регулятора 20 поступает сигнал 10 с датчика разрежения в коллекторе, на второй вход выделенный коммутатором 22 сигнал о положении той иэ дроссельных заслонок, .которая находится максимально близко к выходу на упор, и на третий вход — сигнал пропорциональный сумме расходов дутья на всю группу конверторов, с сумматора 23. Сигнал о положении заслонки снимается с выходного вала исполнительного серводвигателя 15 датчиком положения 9, затем сглаживается инерционным фильтром 27 и поступает на один из входов коммутатора сигналов 22

Сглаживание сигналов с датчиков положения осуществлено для исключения влияния кратковременных выходов дроссельных заслонок на упор во время быстрых переходных процессов.

При приближении одной из заслонок к упору сигнал с коммутатора 22 изменяет задание регулятору 20 и тем самым увеличивает производительность дымососа.

Сигнал о расходе дутья в конвертор поступает с датчика расхода 7 на один из входов сумматора 23, где суммируется с сигналами с других .конверторов. При изменении суммарно40 го дутья на группу конверторов цепь коррекции изменяет задание регулятора разрежения и, тем самым, позволяет скомпенсировать возмущения, возникающие при включении и отключе45 нии конверторов °

Система "нижнего" уровня содержит аналогично прототипу датчики: разрежения в напыльнике 5, температуры

6, расхода дутья 7, разрежения в кол50 лекторе 8, функциональный блок 11, регулятор 13, сумматор 14 и исполнительный механизм 15Ä

Сигнал с датчика разрежения 8, в отличие от прототипа, поступает на дифференцирующее устройство 10, затем полученный сигнал коррекции поступает на вход сумматора 14, где он суммируется с выходным сигналом

2 6 регулятора 13. Сигнал с датчика температуры поступает на вход функционального преобразователя 12, а затем на регулятор 13. В систему "нижнего" уровня дополнительно также введен датчик положения 9 исполни-. тельного органа, выхрдной сигнал ко.торого поступает на систему ",верхнего" уровня.

Введение в цепь коррекции дифференцирующего устройства 10 позволяет осуществить компенсацию возмущений по разрежению в коллекторе и избежать появления статических ошибок в стационарном режиме.

Стабилизация разрежений в напыльниках конверторов при переключениях конверторов и изменениях распределений давлений позволит получить концентрированные по SO< отходящие конверторные газы для проиэводства серной кислоты и избежать больших выбросов газа в цех, что улучшит са-. нитарную обстановку на рабочих местах.

Формула изобретения

l. .Система регулирования тягового режима газоходной сети параллельно работающих конверторов, содержащая датчик разрежения на напыльнике KBE дого частного конвертора, соединенный с первым входом регулятора, датчик разрежения в общем коллекторе, исполнительный механизм с регулирующим органом на частном газоотводящем тракте, датчики разрежения, расхода воздуха и температуры, сумматор, подключенный к выходу регулятора, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения стабильного разрежения в напыльниках группы конверторов в условиях переменных характеристик гаэоходной сети и конверторов, она дополнительно содержит для частного конвертора днфференцирующее устройство, подключенное к датчику разрежения в общем коллекторе, выход которого соединен с одним из входов сумматора, дифференцирующее устрой" ство, подключенное к датчику расхода воздуха, выход которого соединен с вторым входом регулятора, нелинейный преобразователь, подключенный к датчику температуры, выход которого соединен с третьим входом регулятора, и датчик положения регулирующего

870452 органа, соединенный с выходным ва- входу которого подключен выход датлом исполнительного механизма част- чика разрежения, к второму входу ного конвертора, а для всей группы подключена цепь коррекции по положепараллельно .работающих конверторов нию заслонок в частных конверторах, систему стабилизации разрежения в 5 а к третьему входу — цепь коррекции общем коллекторе, к первой группе по сумме расходов дутья в группу входов которой подключены выходы конверторов, причем цепь коррекции датчиков положения регулирующего по положению заслонок содержит сеоргана для частных конверторов, а лектор сигналов, выход которого явля-. к второй группе входов — выходы дат- О ется выходом цепи, а к входам подключиков расхода воздуха в частные кон- чены выходы инерционных звеньев, в верторы. колич е стве, р арно м числу KQHB ер торов в группе, входы которых соеди2. Система по п.l, о т л и ч а ю- иены с выходами датчиков положения щ а я с я тем, что, с целью равно- 15 регулирующего органа для частных мерного распределения нагрузки сис- конверторов, а цепь коррекции по сумтемы стабилизации разрежения в об- ме расходов дутья содержит сумматор, щем коллекторе, она содержит регу- выход которого является выходом целятор нагрузки, датчик нагрузки пи, а к входам подключены выходы дымососа, выход которого соединен с 2О датчиков расхода дутья в частные конпервым входом регулятора нагрузки, верторы. выход которого соединен с входом Источники информации, исполнительного механизма, а второй принятые во внимание при экспертизе вход — с выходом регулятора разреже- I Авторское свидетельство СССР ния в общем коллекторе, к первому » 544679, кл. С 21 С 5/40, 1975. д игеча регулирования тягового ежииа газохо&юй же ларааяльно И4п а и в конВерт pad

1

l ! !

1

1

I

1

ВНИИПИ Заказ 12579/30

Тираж 621 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4