Устройство для регулирования давления газа под колошником доменной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) 01) з(59 С 21 В 7 18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Череповецкий ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени металлургический завод им, 50-летия СССР и Ленинградское производство Производственно-технического предприятия "Центроэнергочермет"(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 306738, кл. С 21 В 7/18, 1975.2, Авторское свидетельство СССР Ио 391180,кл. С 21. В 7/18, 1976,(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО -ВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА ПОД КОЛОШНИКОМДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащее газовую утилиР зационную бескомпрессорную турбину (ГУБТ)с регулирующей и отсечной диафрагмами с при.водами, установленную на газопроводе, байпасный газопровод с редукционными клапанами,регулятор давления газа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышениякачества регулирования давления газа под колошником во всем диапазоне изменения расхода газа, надежности доменной печи в работепри аварии ГУБТ и увеличения выработкиэлектроэнергии, байпасный газопровод снабжен регулирующей и отсечной диафрагмамиГУБТ с приводами, при этом приводы отсечных диафрагм ГУБТ и байпасного газопровода связаны между собой в положениях открытие - закрытие и наоборот.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю- .щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным регулятором давления газа под колошником, соединенным с приводами регулирующей и отсечной диафрагм байпасного газопровода,1 10367Изобретение относится к энергетике черной металлургии, в частности к устройствам для регулирования давления газа под колошником доменной печи при использовании потенциаль. ной энергии доменного газа в газовых утили. зационных бескомпрессорных турбинах (ГУБТ).Известно устройство для регулирования дав. ления колошникового газа в доменной печи - дроссельная группа, включающая один или несколько дросселей большого диаметра с ди. 10 станционным управлением и один или несколь. ко регулирующих дросселей меньшего диамет. ра, подключенных к автоматическому регуля. тору давления 1.Наиболее близким к изобретению по техни. ческой сущности и достигаемому эффекту яв. ляется устройство для регулирования давления газа под колошником доменной печи, содержащее ГУБТ. с регулируюшей и отсосной диафрагмами с приводами 1 установленную щ на газопроводе, байпаспый газопровод с редукционными клапанами и регулятор давления газа Г 2.Однако в известном устройстве регулирующие дроссели дроссельной группы и регули рующая диафрагма ГУБТ имеют различные расходные и динамические характеристики, что не позволяет получить оптимальное качество регулирования давления под колошни. ком доменной печи во всем диапазоне изменения расходов газа. Причина различия в ха. рактеристиках связана с тем, что перепады давления в регулирующих органах различные, Газ после дроссельной группы поступает непосредственно в коллектор газа низкого давления (КНД), а после регулирующей диаф- рагмы ГУБТ - в проточную часть турбины, создающую определенное сопротивление, а затем - в КНД.Кроме того, неплотность дросселей дрос 40 сельной группы в закрытом положении приводит к значительным протечкам газа в КНД помимо ГУБТ, в результате чего снижена выработка электроэнергии, При аварийном выходе из строя ГУБТ автоматически закры.45 вается ее отсечная диафрагма, при этом имеет место заброс давления под колошником доменной печи, что создает аварийную ситуацию. Причина заключена в том, что скорость закрытия отсечной диафрагмы ГУБТ в 1 О - 20 раз больше скорости огкрьггия больших дросселей дроссельной группы, открывающих.ся по сигналу о закрытии отсечной диафрагмы. 46 1 печи прн аварии ГУБТ и увеличение выработ.ки электроэнергии,Поставленная цель постигается тем, что вустройстве для регулирования давления газапод колошником доменной печи, содержашемГУБТ с регулируюпей н отсечной диафрагмами с приводами, установленную на газопроводе, байпасный газопровод с редукционными клапанами, регулятор давления газа,байпасный газопровод снабжен регулирующейи отсечной диафрагмами ГУБТ с приводами,.при этом приводы отсечных диафрагм ГУБТи байпасного газопровода связаны между со.бой в положениях открытие - закрытие инаоборот,Кроме того, устройство снабжено дополни.тельным регулятором давления газа пад колошником, соединенным с приводами регулирующей и отсечной диафрагм байпасного газо.провода.Это позволяет получить близкие по вели- .чине расходные и динамические характерис.тики дополнительной регулирующей диафрагмы и регулирующей диафрагмы ГУБТ, а также снизить протечки газа в КНД через не.плотности помимо ГУБТ.Привод отсечной диафрагмы ГУБТ механи.чески (гидравлически) связан с приводом до.полнительной отсечной диафрагмы таким об. разом, что закрытие (открытие) первой приводит к одновременному открытию (закрытию) второй, Этим исключается заброс давления под колошником доменной печи при аварийном выходе из строя ГУБТ и экстренном закрытии ее отсечной диафрагмы.Кроме указанных элементов предлагаемое устройство снабжено дополнительным регулятором давления, динамические настройки которого обеспечивают оптимальное качество ре. гулирования давления под колошником до. менной печи при открытой дополнительной отсечной диафрагме, включающимся в работу при закрытии отсечной диафрагмы ГУБТ, Приэтом одновременно выключается из работыосновной регулятор давления,На чертеже представлена принципиальнаясхема предлагаемого устройства.Устройство включает газовую утилизационную турбину 1 с регулирующей диафрагмой 2 и отсечной диафрагмой 3, дополнительные регулирующую 4 и отсечную 5 диафрагмы с отверстиями 6, приводы регулирующих диафрагм 2 и 4, включающие соответственнопоршневые сервомоторы 7 и 8, отсечные зо.Целью изобретения является повышение качества регулирования давления газа под колошником во всем диапазоне изменения расхода газа, надежности работы доменной потники 9 и 10 и устройства 11 и 12 обратной связи, привод отсечных диафрагм 3 и 5, включающий поршневой сервомотор 13 и ры. чаги 14 и 15. Кроме того;устройство содержит электрический исполнительный механизм036746 45 50 55 3 -16 с золотниковым устройством 17, основной регулятор 18 давления для работы устройства при включенной турбине 1 с датчиком 19, измеряюшим давление под колошником, дополнительный регулятор 20 давления для работы устройства при остановленной турбнне 1 с датчиком 21, измеряющим давление под колошником, зздатчик 22 - общий для регуляторов 18 и 20, конечный выключатель 23 и автоматический переключатель 24 для включения в работу основного 18 или дополнительного 20 регуляторов давления; ли. нии (трубопроводы) 25 и 26 проточного масла, газопроводы 27 и 28 для подачи газа от доменной печи соответственно к газовой турбине 1 и дополнительным диафрагмам 4 и 5; линию (трубопровод) 29 под-. вода масла под поршень сервомотора 13 из системы защиты турбины 1,коллектор 30 газа низкого давления.Устройство работает следующим образом.Газ от доменной печи подведен по газопроводу 27 к регулируюшей диафрагме 2 турбины 1,а по газопроводу 28 - к регулирующей диафрагме 4, Предположим, что в исходном положении дополнительные диафрагмы 4 и 5 закрыты, а весь газ от до.менной печи по газопроводу 27 направляется в турбину 1 через открытые диафрагмы 2 и 3. При этом конечный выключатель 23 выключен рычагом 15, с помощью переключателя 24 подключен для работы основной регулятор 18 давления, давление под колошником доменной печи равно заданному.При повышении давления под колошником на регуляторе 18 появляется сигнал разбаланса между датчиком 19 и задатчиком 22, Сигнал направляется через переключатель 24 к исполнительному механизму 1 б. Рычаг исполнительного механизма 16 перемешает зо. лотник золотникового устройства 17. Пере. мешаясь, золотник прикрывает щель для слива проточного масла из линии 25, давление в этой линии увеличивается и отсечной золотник 9 смешается вверх, открывая по. дачу масла под поршень сервомотора 7. В свою очередь, поршень сервомоторз 7 перемешается вверх, открывая регулирующую диафрагму 2 (вплоть до полного ее откры. тия), Расход газа увеличивается, а давление под колошником снижается, Если давление под колошником продолжает оставаться выше заданного, рычаг исполнительного меха.низма 16 перемещает золотник золотниково.го устройства 17 до положения,прн котором начинает прикрываться щель для слива, проточного масла линии 26. Давление в ли" нии 26 увеличивается, отсечной золотник 1 О 5 О 15 20 25 30 353 4В предлагаемом устройстве по сравнению с известным улучшается качество регулирования давления под колошником доменной печи во всем диапазоне изменения расходов газа, так как расходные и динамические ха. рактеристики регулирующих диафрагм, входя. ших в состав устройства, близки по значениям; выше надежность работы доменной печи при авзрийном выходе нз строя ГУБТ, так как при закрытии отсечной диафрагмы турбины одновременно открывается дополнительная отсечная диафрагма; Увеличивается выработка электроэнергии на ГУБТ, так как непроизводительные протечки газа через дополнительную регулирующую диафрагму в закрытом положении незначительны. смешается вверх, открывая подачу масла под поршень сервомотора 8, что приводит к открыванию дополннтельнои регулирующеи диафрагмы 4, увеличению расхода газа и снижению его давления до заданной величины, Так как проходное сечение отверстий в отсечной диафрагме 5 обеспечивает ее сопротив ление в закрытом положении сопоставимое с сопротивлением проточной части турбины 1, рзсходные и динамические характеристики регулирующих дизфрагм 2 и 4 близки по значениям, Прн уменьшении давления иод колошником устройство действует в обратном порядке. Прн срабатывании какой-либо из аварийных зашит турбины 1 давление в линии 29 увеличивается, поршень сервомотора 13 перемещается вверх, осуществляя одновре. менно. с помощью рычага 14 закрытие отсечной диафрагмы 3, а с помошью рычага 15 - открытие. отсечной диафрагмы 5. При этом срабатывает конечный выключатель 23, Сигнал. от выключателя 23 поступает на переключатель 24, который отключает от исполнительного механизма 16 регулятор 18 и включает в работу регулятор 20, В результате весь доменный газ направляется в коллек тор 30 низкого давления через дополнительную регулирующую диафрагму 4, управляемую регулятором 20.Одновременно для ускорения открытия регулируюшей диафрагмы 4 дается принудитель. ный импульс на электрический исполнительный механизм 16 золотника 17 нз полное перемещение золотника 17. и соответственно регулирующей диафрагмы 4. Предпагаемое устройство может найти применение на всех металлургических заводах, где и потенциальная энергия доменного газа используется в ГУБТ.