Автоматизация воздухонагревателей доменной печи

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Д. СЕРИКБАЕВА

Школа информационных технологий и интеллектуальных систем

Проектирование автоматизированных систем и комплексов

Практическая работа

Тема: Автоматизация воздухонагревателей доменной печи

Подготовила: студент гр. 20-АУК-1

Буйткенова Г.Б.

Проверила: старший преподаватель

Назенова Г.М

Усть-Каменогорск, 2023

Цель работы: Ознакомиться с работой воздухонагревателей доменной печи и их автоматизацией

Доменная печь обеспечивает производство основного продукта доменного цеха- чугуна. Доменный процесс, среди других переделов металлургии, наиболее подготовлен для автоматического управления ввиду его непрерывности, высокой степени механизации, оснащенности контрольно-измерительной аппаратурой. Однако существуют определенные трудности из-за сложности объективной оценки определенных параметров технологического процесса, из-за отсутствия надлежащих средств измерений. Поэтому исследования и разработка новых датчиков, методов контроля заметно расширяет возможности, как управления процессом, так и его визуального представления.

Описание технологического процесса

Доменная печь предназначена для получения предельного чугуна - сплава железа с углеродом при содержании последнего выше 4%. Этот процесс протекает последовательно по всей высоте доменной печи в условиях встречного движения и взаимодействия двух потоков: нисходящего потока загружаемого сверху печи плавильных материалов (руды, агломерата, кокс, флюсов) и входящего потока газов. Снизу в доменную печь через фурму вдувается нагретое до высокой температуры комбинированное дутье - смесь воздуха с кислородом и природный газ. Воздухонагреватель служит для нагрева воздуха, подаваемого в доменную печь нагретого до температуры 1000-1300 °С. Задачами управления тепловым режимом воздухонагревателей являются полное и экономичное сжигание топлива, нагрев насадки до заданной температуры с ограничением предельной температуры купола и температуры отходящих дымовых газов для предотвращения размягчения огнеупоров, автоматическое переключение их с режима нагрева на режим дутья и наоборот. Регулирование теплового режима воздухонагревателей сводится к нагреву насадки за минимальное время до максимальной температуры с учетом ограничивающих факторов. Заданная температура факела может обеспечиваться регулированием соотношения «газ-воздух» путем изменения количества воздуха при постоянном количестве газа, или изменением количества газа при постоянном количестве воздуха.

Конструкция и принцип действия

Воздухонагреватель представляет собой цилиндрическую башню высотой от 30 - 50 м и диаметром 10 м, со сферическим днищем и куполом. Рабочее пространство воздухонагревателя разделено вертикальной стеной на две части: камеру горения и камеру насадки. Вверху находится рабочее подкупольное пространство. Устройство воздухонагревателя представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 - Устройство воздухонагревателя

Работа воздухонагревателя

Воздухонагреватель работает циклично. Цикл работы начинается с нагрева насадки. Для этого в камеру горения принудительно подают газовоздушную смесь, которая, соприкасаясь с раскаленными стенами в нижней части сгорания, воспламеняется и полностью сгорает в камере горения. Максимальная температура (1370 - 150С) достигается в подкупольном пространстве, где газы, изменив направление движения на 18, устремляются сверху вниз через вертикальные каналы огнеупорной насадки, передавая ей свое тепло. Из вертикальных каналов насадки газы поступают в поднасадочное пространство охлажденными до 200 - 40и через два отверстия дымовых каналов поступают в дымовой боров и дымовую трубу. После окончания нагрева насадки воздухонагреватель переводят на нагрев дутья. Для этого специальными каналами отсоединяют воздухонагреватель от горелки и дымового борова и подсоединяют под насадочное устройство с воздухопроводом холодного дутья, а камеру горения с воздухопроводом горячего дутья. Холодный воздух от турбовоздуходувной машины или вентилятора из-под насадочного пространства устремляется через каналы насадки и движения снизувверх, отбирая тепло от нагретой насадки. Из вертикальных каналов насадки, нагретый до высокой температуры воздух, выходит в подкупольное пространство, где изменяет направление на 180є и через камеру горения поступает в воздухопровод горячего дутья, который соединен с кольцевым воздухопроводом доменной печи. Воздухонагреватели могут работать попарно-параллельно и последовательно. При последовательной работе один воздухонагреватель находится в режиме дутья, а остальные в режиме нагрева или отделения. Перевод воздухонагревателей с одного режима на другой производится в соответствии жесткой временной программой: один час в режиме дутья, два часа в режиме нагрева. При попарно-параллельной работе в режиме дутья находится два воздухонагревателя: «горячий» и «тёплый». Путём смешивания воздуха обеспечивается постоянная температура дутья. При такой работе температура дутья поддерживается более высокой и постоянной, при этом более полно используется тепловая мощность воздухонагревателей. Основной целью управления тепловым режимом воздухонагревателя является быстрый и равномерный нагрев насадки по всему сечению до возможно более высокой температуры, то есть обеспечить накопление возможно большего количества тепла, но при этом не допустить нагрева наиболее теплонапряженных участков воздухонагревателя. Поэтому наиболее важными параметрами теплового режима воздухонагревателя является температура купола, верхней части насадки, нижнего строения как наиболее напряженных. воздухонагреватель доменный печь датчик

Автоматизация воздухонагревателей доменной печи

Автоматизация воздухонагревателей доменной печи может включать в себя использование различных датчиков и устройств для контроля температуры и управления нагревом воздуха.

Один из возможных принципов работы автоматизированного воздухонагревателя доменной печи состоит из следующих шагов:

Датчик температуры измеряет текущую температуру внутри печи и передает эту информацию в систему управления.

Система управления сравнивает текущую температуру с заданной температурой и решает, нужно ли увеличить или уменьшить нагрев воздуха, чтобы достичь заданной температуры.

Если требуется увеличить нагрев, система управления открывает клапан, который позволяет больше воздуха пройти через нагревательный элемент, где он нагревается до нужной температуры.

Нагретый воздух затем подается внутрь печи, где он помогает поддерживать заданную температуру.

Если требуется уменьшить нагрев, система управления закрывает клапан, чтобы сократить количество воздуха, проходящего через нагревательный элемент, и тем самым снизить температуру воздуха, подаваемого в печь.

Эти шаги повторяются автоматически в зависимости от того, как меняется температура внутри печи, чтобы поддерживать заданную температуру и обеспечивать эффективный процесс производства чугуна.

Таким образом, автоматизация воздухонагревателей доменной печи является важным элементом современных производственных технологий, обеспечивающим более эффективный и экономичный процесс производства чугуна.

Начало формы

Технологические параметры:

Давление в трубопроводе горячего дутья 5000 Па

Давление горячего дутья - датчик давления Rosemount 3051С/Т.

Расход в трубопроводе доменного газа 5000 м3 /ч

Расходомер Метран 150

Датчик расхода Метран-150 предназначен для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин - избыточного давления, абсолютного давления, разности давлений нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал 4…20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола или сигнал 0…5 мА.

Температура в своде купола 1200°С

Термопара ТПР 0192

Термопара ТПР 0192 (рисунок 2.2) предназначена для измерения температуры (от 800 до 1600 °С) в камере печи. Представляет собой 2 спаянных между собой с одного конца проволоки различного химического состава. При этом не спаянные концы должны находиться вне камеры (в холодной зоне), а спай в камере. На агрегате термопара помещается в специальный чехол для сохранения работоспособности в высоких температурах.

Измеряемые среды: газообразные нейтральные и окислительные среды, воздух, инертные газы, не взаимодействующие с материалом термоэлектродов и неразрушающие материал защитной арматуры.

Давление в трубопроводе смешанного газа 5000 Па

Давление газа в пространстве - датчик давления Rosemount 3051С/Т.

Температура в трубопроводе холодного дутья 150°С

Температура в трубопроводе холодного дутья - датчик температуры Rosemount 248.

Вывод: В практической работе №1 описан тех. процесс автоматизации воздухонагревателей доменной печи. Изучены конструкция и принцип действия.

Размещено на Allbest.ru