2.2. Автоматический контроль основных параметров доменного процесса
Контрольно-измерительная аппаратура, установленная на доменных печах, позволяет получить доступную для измерения рабочую информацию о технологическом процессе, а также о состоянии печи и вспомогательного оборудования. Кроме того, она должна обеспечить безопасность работы всех агрегатов, составляющих комплекс доменного производства.
Рис. 3. Принципиальная схема автоматического контроля параметров доменного процесса: Т — турбовоздуходувная машина; В — воздухонагреватели; Ш — шихтоподача; 3 — загрузка печи; ГО — газоочистка; Д — дроссельная группа; Ч — чугун; Шл — шлак на выпусках
На рис. 3 представлена схема контроля параметров доменного производства.
Контролируемыми параметрами являются:
1. Химический состав и физические свойства шихтовых материалов: рудно-флюсовой части 1, кокса 2.
Эта информация поступает периодически и сравнительно редко (один раз в смену или в сутки). Она используется для коррекции шихтовки доменной плавки. Разрабатываются методы автоматического отбора представительной пробы материалов и средства для экспресс-анализа состава материалов, в частности квантометры, рентгеновские спектрометры и др. Более частый контроль состава шихты позволит корректировать шихтовку по ходу доменной плавки, что существенно уменьшит возмущения процесса по этому каналу.
2. Загрузка шихтовых материалов.
Сюда входят: веса рудной 3 и коксовой 4 подачи, количество подач 5, порядок загружаемых материалов 6, работа конусов 7, уровень засыпи и скорость схода шихты 8, положение вращающегося распределителя шихты (ВРШ) 9, распределение материалов в печи 10.
3. Состояние верхней зоны печи (колошника).
Здесь контролируются: давление 11 и температура 12 в газоотводах, давление колошникового газа 13, расход 14 и давление 15 пара, подаваемого в печь, давление в междуконусном пространстве 16, температуры по окружности 17 и по диаметру 18 колошника, содержание СО 19, CO2 20 и H2 21 в колошниковом газе и по диаметру колошника 22 (проводится периодически).
На нескольких горизонтах шахты по окружности в кладку вмонтированы термопары, контролирующие температуру по окружности шахты на данном горизонте 23. Измеряются расход 24 и давление 25 охлаждающей воды на различных горизонтах шахты. В средней части шахты встраивается отборное устройство 26, позволяющее измерять перепады статического давления между кольцевым воздухопроводом 27 и серединой шахты Pн (нижний перепад) и между серединой шахты 26 и колошником 13 Pв (верхний перепад). Измеряется также общий перепад давления по шахте печи Pобщ от кольцевого воздухопровода 27 до колошника 13. Измерение перепадов статического давления позволяет судить о гидравлическом сопротивлении столба шихтовых материалов на различных участках шахты печи.
5. Параметры комбинированного дутья.
Количество 28, давление 29 и температура 30 холодного дутья, количество 31 и давление 32 природного газа, количество 33 и давление 34 кислорода, содержание кислорода в дутье 35, влажность дутья 36, температура дутья 37, распределение дутья 38 и природного газа по фурмам доменной печи 39.
6. Состояние нижней зоны печи (горн).
Измеряются температуры в фурменной зоне 40, температуры лещади 41 и фундамента печи 42 на нескольких уровнях. Контролируются на выпусках температура чугуна 43 и шлака 44. Содержание кремния, серы и марганца в чугуне 45, основность шлака 46.
Продукты плавки исследуются периодически (на выпусках) и сведения о их составе получаются с опозданием. Внедрение современных методов экспресс-анализа позволит ускорить получение этой важной информации.
7. Технико-экономические показатели плавки.
Производительность печи, расход углерода на тонну чугуна, к.и.п.о., себестоимость продукции оцениваются по результатам работы доменной печи за сутки.
8. Тепловое состояние воздухонагревателей (рис. 4).
Здесь контролируются общее количество 1 и давление 2 газа, расходуемого на обогрев воздухонагревателя; расход газа на обогрев каждого воздухонагревателя 3; температуры купола 4 и продуктов сгорания 5, покидающих воздухонагреватель, разрежение перед дымовым шибером 6. На различных участках дымового и воздушного трактов устанавливают сигнализаторы перепада давления 7, обеспечивающие безопасность перевода воздухонагревателя с режима обогрева на режим «дутья».
Рис. 4. Принципиальная схема автоматического контроля работы воздухонагревателей
При автоматическом переводе воздухонагревателей предусматривается установка прибора, контролирующего зажигание факела газа 8.
Кроме указанных систем контроля, на доменной печи устанавливают еще целый ряд сигнализаторов и блокирующих устройств в системе загрузки печи, периодически определяют массу колошниковой пыли, вынесенной из печи, и ряд других параметров.
Система контроля основных параметров доменного процесса представляет сложный комплекс датчиков, преобразователей и вторичных приборов. Количество щитов, пультов и стендов, на которых размещается эта аппаратура, непрерывно растет. Информация становится трудно обозримой и персонал, обслуживающий печь, не в состоянии полностью использовать ее для оперативного управления процессом.
В настоящее время на мощных доменных печах устанавливают системы централизованного контроля (СЦК), а показатели основных параметров процессов кроме регистрации, выносятся также на мнемонические схемы в виде цифровой индикации, причем индикаторы расположены в точках мнемосхемы, соответствующих положению датчика на объекте. Примечание СЦК и мнемосхем дает возможность более рационально использовать всю информацию, поступающую от системы контроля доменного процесса, и выдавать ее в форме, удобной для ввода в управляющие вычислительные машины. В системе СЦК может быть предусмотрена предварительная обработка данных: сглаживание, усреднение, расчет комплексных показателей, что облегчает анализ информации.
Источник
6.4 Системы автоматического регулирования теплового режима в электропечах сопротивления при термической обработке
Автоматическое регулирование теплового режима в печах при термической и химико-термической обработке необходимо для поддержания заданной температуры и равномерности нагрева садки
Тепловой режим в печах с электрическим обогревом контролируют и регулируют с помощью измерительных приборов и регуляторов (релейного, импульсного и непрерывного действия), причем регулирование осуществляют путем ступенчатого (позиционного) или плавного (непрерывного) изменения мощности, подаваемой в печь для нагрева.
Температуру в электропечах сопротивления регулируют большей частью наиболее простым методом ступенчатого (позиционного) изменения мощности, При этом мощность печи изменяют переключением нагревателей. Например, в трехфазных печах сопротивления при переключении соединения нагревателей с треугольника на звезду мощность печи снижается в 3 раза.
Для регулирования температуры в электропечах сопротивления наиболее широко используют релейные двух- и трехпозиционные регуляторы, реже – импульсные и непрерывного действия. При двухпозиционном регулировании в печь подается вся номинальная мощность (если температура в печи меньше заданной) и полностью отключается подача мощности, когда температура в печи превышает заданную.
При длительной работе печи с резко меняющимся потреблением мощности применяют трехпозиционное регулирование при котором в печь подается полная, частичная или нулевая мощность.
При этом во время разогрева печи регулирование осуществляют путем подачи полной или частичной мощности, а в период выдержки – частичной или нулевой мощности.
Качество регулирования можно повысить увеличением частоты переключения мощности, подаваемой в печь. Однако с увеличением частоты переключения мощности снижается срок службы контактной коммутирующей аппаратуры, управляемой терморегулятором. В связи с этим при позиционном и 
особенно непрерывномрегулировании целесообразно применять бесконтактные блоки питания на магнитных или тиристорных усилителях, допускающих практически неограниченную частоту переключения.
При использовании бесконтактных блоков питания, работающих совместно с высокоточным регулятором температуры ВРТ-2 непрерывного действия, можно обеспечить регулирование температуры в печи с точностью до +0,5° С.
Система регулирования температуры в печи, использующая прибор ВРТ-2 состоит из измерительного блока И-102, представляющего собой усилитель с задатчиком, регулирующего блока Р-111, осуществляющего П-ПИ-ПИД — законы регулирования и тиристорного блока питания У-252, изменяющего через трансформатор Тр и нагреватель R подаваемую в печь мощность.
Основные технические данные прибора ВРТ-2 с усилителем У-252: диапазон регулирования температуры 0—1600° С; точность регулирования ±0,5° С; максимально допустимая сила тока, проходящего через тиристоры при напряжении питания 360/220 В и естественном охлаждении, 60 А.
6.6. Система управления температурным режимом в шахтной печи
Контроль и регулирование температуры в электропечи осуществляется электронным шкафом управления с цифровой индикацией температуры, который выполнен в виде отдельного шкафа и взаимодействует с термопарой, установленной в рабочей камере электропечи. Управление температурой осуществляется современным микропроцессорным программируемым контролером «Термодат-14Е2» и термопарой, установленной в печи. Программный регулятор температуры «Термодат-14Е2» обеспечивает изменение температуры по одной из 30 заданных программ.
Источник
