Основные контура управления в методической печи

В методической печи ЛПЦ-9 измеряются и регулируются следующие параметры:

1. Автоматическое регулирование давления в печи

2. Автоматическое регулирование температуры в печи

3. Автоматическое регулирование соотношения “топливо-воздух” с коррекцией по составу отходящих газов.

– Автоматическое регулирование давления в печи

Давление в рабочем пространстве методических печей существенно влияет на их тепловую работу. Оно определяет при прочих равных условиях интенсивность нагрева металла, удельный расход топлива, величину угара и окалинообразования, удобство обслуживания и сох­ранность агрегата. Излишне высокое давление ведет к выбиванию из печи продуктов сгорания, что наряду с ростом тепловых потерь вызывает ускоренный износ внешних конструкций, затрудняет визуальный контроль и обслу­живание, загрязняет атмосферу цеха.

Слишком низкое давление обусловливает подсос в печь через рабочие окна и различные неплотности в кладке холодного воздуха, что ведет к ухудшению использования топлива, увеличению угара и окалинообразования и затрудняет управление процессом горения. Особенно опасен подсос воздуха через окно выдачи, вызывающий неравномерное охлаждение ближайшей заготовки и подстуживание подины. При длительной паузе в работе стана эта заготовка уже не может быть направлена в про­катку, а возвращается на склад.

Наиболее благоприятным в смысле обеспечения наилучшей тепловой работы печи и удобства ее обслуживания является небольшое положи­тельное давление во всем рабочем пространстве. Однако создать такой режим на современных методических печах практически невозможно.

Главная причина дестабилизации давления в печи, является работа горелок, подающих топливо и воздух с боль­шой кинетической энергией. Засчёт инжектирующего действия горелок и геометрического напора, обусловленного низким расположением окна выдачи, исключить подсос холодного воздуха в томильную зону не удается. Попытки уменьшить подсосы путем подъема давления в печи ведут к недопустимому увеличению выбивания.

Кроме того, давление в других зонах печи ставится в зависимости от режима работы зоны выдержки, что может вызвать нежелательные изменения режима нагрева металла в этих зонах при срабатывании системы регулирования давле­ния в моменты открытия заслонок окна выдачи.

По высоте печи давление также различно из-за влияния геометричес­кого напора столба продуктов сгорания. Под сводом оно выше, чем на уровне металла, в нижних зонах - минимально, это ведет к перетокам, обусловливающим взаимовлияние зон и перегрев торцов заготовок. Периодическое открытие заслонок окна выдачи вызывает дополни­тельные изменения давления, особенно сильно проявляющиеся в томиль­ной зоне.

При таком многообразии возмущающих факторов и различии их проявления в различных точках рабочего пространства на современных методических печах имеется лишь один канал управления давлением, это изменение тяги. В зависимости от принятой схемы это изменение реализуется путем воздействия на положение поворотного клапана в дымовом борове.

Исходя из того, что наиболее вредны подсосы в зоне выдержки импульсный отбор давления производят одновременно с двух точек: на своде и сбоку в районе движения металла, который подаётся в плюсовую камеру дифманометра. В минусовую камеру подается импульс, который отбирается аналогично, только с наружной стороны печи (давление атмосферы). Это позволяет производить измерения более точно. Величину давления вы­бирают так, чтобы с учетом геометрического напора обеспечить неболь­шое положительное давление на уровне металла.

– Автоматическое регулирование температуры в печи

Автоматическое регулирование температурного режима является, как правило, основной задачей системы автоматики металлургической печи. Температурный режим, уровень температуры в печи оп­ределяют теплопередачу к металлу и, следовательно, скорость его нагрева, распределение температуры в массе металла, интенсивность окалинообразования, износ кладки печи и другие важнейшие параметры, характеризующие процесс тепловой обработки материала и работу самого агрегата.

Температура в печи определяется интенсивностью подвода и сжи­гания топлива и в этом смысле она является регулируемым пара­метром.

Качественное регулирование температуры в рабочем пространст­ве печи предполагает выбор представительной точки контроля, пра­вильную установку датчика температуры, правильный выбор типа регулятора и соответствующую настройку его, правильный выбор регулирующего органа.

Датчиками температуры являются термопары, пределы измерений которых соответствуют значениям кон­тролируемых температур. Термопары установлены в своде и стене печи в специальной арматуре (карбофраксовые стаканы). Термопары погруженные в рабочее пространство печи, в резуль­тате теплообмена с факелом, горячими газами и нагретыми поверх­ностями кладки и металла приобретают температуру, соответствую­щую некоторой средней температуре в рабочем пространстве или в данной зоне рабочего пространства печи.

– Автоматическое регулирование соотношения “топливо-воздух”

Возможность контроля коэффициента расхода воздуха по составу продуктов сгорания используется для коррекции задания регуляторам соотношения “топливо-воздух”.

Расходомер Сапфир 22-ДД-2420, регулирующий контроллер ремиконт Р-130 и исполнительный механизм МЭО-250 с регулирующим органом на воздухопроводе образуют узел пропорционирования расходов. Пробы продуктов сгорания, покидающих рабочее пространство печи, непрерывно отбираются при помощи цирконевого датчика и подаются к показывающему прибору-газоанализатору. Для контроля коэффициента расхода воздуха при полном сжигании топлива, т.е. когда в отходящих газах отсутствуют горючие составляющие, достаточно определять только содержание кислорода.

Поскольку при полном сгорании топлива существует однознач­ная связь между коэффициентом расхода воздуха и содержанием кислорода в продуктах сгорания, то в этом случае в блоке контроллера пре­дусматривают задатчик, которыи реализован программно, процентного содержания кислорода и про­исходит непрерывное сравнение текущего значения содержания кис­лорода с заданным. Функциональная схема регулирования соотношения топливо-воздух с коррекцией по сос­таву отходящих газов представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Функциональная схема регулирования соотношения «топливо-воздух» с коррекцией по сос­таву отходящих газов.

Таблица 4 - Спецификация применяемого оборудования

Поз. обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
1а	Диафрагма бескамерная, Ду = 500 мм
2а	Диафрагма бескамерная, Ду = 200 мм
1б,2б	Преобразователь измерительный разности давлений, Сапфир 22М-ДД-2420
1в,2в	Блок питания и корнеизвлечения, ЭП2715
1г,2г,3в	Прибор показывающий регистрирующий, Диск-250м
3а	Измерительная ячейка газоанализатора
3б	Газоанализатор Nova TechControl Model 1732
4а	Пускатель бесконтактный реверсивный, ПБР-2М-3
6а	Задатчик ручной, РЗД-22
5а	Датчик сигнализации положения токовый, БСПТ 10
ИМ	Исполнительный механизм МЭО-250/63-0.5
К	Блок ручного управления, БРУ 32

При появлении отклонения текущего значения oт заданного вырабатывается корректирующий сигнал, изменяющий задание на регуляторе соотношения. При неполном сгорании топлива блок осуществляет автоматический непрерывный расчет величины коэф­фициента расхода воздуха. Отноше­ние текущего значения о от заданного сопровождается появлением корректирующего сигнала. Задаваемые значения содержания кисло­рода соответствующие наилучшим условиям сжигания топлива, зависят от конструкции и режима работы агре­гата и определяются предварительными технологическими испыта­ниями.

Дата добавления: 2015-07-20