Регистрация / Вход
Прислать материал

Автоматизация контроля теплового состояния доменной печи

ФИО: Лазарев В.В.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: к.т.н., Кимяев Игорь Тимофеевич

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Автоматизации

Академическая группа: АРМ-11-1

Анализ технологий получения чугуна, альтернативных доменной плавке показал, что автономные агрегаты, являющиеся, по существу, фрагментами доменной печи, не имеют преимуществ в производстве массового металла. Энергетические, экологические, экономические характеристики и интегральные оценки малококсовой доменной плавки превосходят характеристики всех известных способов прямого получения железа. Таким образом, доменная плавка остаётся определяющим технологическим модулем чёрной металлургии, развитие которого будет формировать облик всего металлургического комплекса с последующим переходом в бескоксовую доменную плавку.

В связи с этим оснащённость современных доменных печей средствами автоматизации является актуальной и приоритетной задачей.

Одной из наиболее существенных характеристик доменного производства является специализация по отдельным технологическим подсистемам и сопутствующая ей координация работ. Кажется естественным разделить систему управления доменным процессом на основные структурные элементы, составляющие технологический комплекс доменной печи. Функционирование подсистем такого сложного объекта управления как доменная печь обеспечивается системами локального контроля и управления. Таким образом, каждый структурный элемент занимает строго определённое положение в иерархии системы управления. В данной работе рассматривается автоматизация одного элемента технологического комплекса доменной печи – теплового состояния. Важность данной задачи обуславливается, прежде всего, следующими двумя причинами. Во-первых, тепловое состояние доменной печи является одним из основных факторов, оказывающих существенное влияние практически на все технико-экономические показатели доменного производства чугуна. Во-вторых, не менее существенное влияние тепловое состояние горна и других частей доменной печи оказывает и на производственную, социальную и экологическую безопасность эксплуатации доменной печи, а также на длительность межремонтных периодов. Особенно важно с этой точки зрения является задача контроля теплового состояния горна доменной печи и его разгара.

Разработанная система автоматического регулирования (САР) стабилизации расхода дутья в фурмах является одной из мер воздействия на тепловое состояние доменной печи.

На доменной печи расположены несколько фурм. Для регулирования расхода дутья используется типовой регулятор соотношения расходов газ/воздух и регулятор расхода воздуха.

Регулирование соотношением двух веществ осуществляется следующим способом. При заданном «ведущем» G1 расходе кроме САР соотношения применяют и САР «ведущего» G2 расхода. При такой схеме в случае изменения задания по расходу G1 автоматически изменится и расход G2 (в заданном соотношении с G1).

1а, 2а – измерители давления; 3а, 4а – измерители расходов; 5а – регулятор соотношения; 6а – регулятор расхода.

Рис. 1. Схема регулирования соотношением расходов

В данной работе используются датчики расхода и давления для воздуха и газа. Данные регистрируются и отправляются в программируемый логический контроллер. Управляющие сигналы с контроллера поступают на регулятор расхода воздуха и регулятор соотношения расхода газ/воздух соответственно. Роль исполнительного механизма берут на себя клапан либо заслонка. Суть регулятора состоит в постоянном неизменном поддержании коэффициента соотношения равным 0.5–0.55 для доменной печи. Иными словами если расход воздуха обозначить за G1, то расход газа G2 равен G2 = yG1. В разных условиях, для разных печей коэффициент соотношения может быть различным, так как на него влияет существенное количество факторов.

Разработанная система в автоматическом режиме регулирует соотношение расходов газ/воздух. Особенность данной системы заключается в том, что при заданном «ведущем» G1 расходе кроме САР соотношения применяют и САР «ведущего» G2 расхода. При такой схеме в случае изменения задания по расходу G1 автоматически изменится и расход G2 (в заданном соотношении с G1), что позволяет считать данную систему в некотором смысле автономной.