Устройство для обнаружения прогара охлаждаемых элементов металлургических агрегатов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6% ОИ за) С 21 В 724 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ у посяжеУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЬ 1 ТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 230841, кл. С 21 В 7/10, 1965,2. Автоматизация управления доменным процессом во Франции. Бюллетень научно"технической информации(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЩ ОБНАРУЖЦ"НИЯ ПРОГАРА ОХЛАЗДАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ; сос тбящее из электромагнитных расходомеров, установленных попарнона входе и выходе каждого элемента, и блока сравнения расходовхладавента, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениячувствительности устройства приодновременном снижении требованийк метрологическим характеристикамрасходомеров, устройство снабженорегулируемыми буферными входнымиусилителями, блоком калибровки иусилителем сигнала разности расходов хладагента, соединенными междсобой, причем обмотки входного ивыходного расходомеров включеныледовательно с генератором напрния прямоугольной формы частотой1-5 Гц.1 О 15 25 ЗО 35 40 45 50 20 Цель изобретения - повышение чувствительности устройства при одновременном снижении требований к метрологическим характеристикам расходомеров,Поставленная цель достигается тем, что устройство для обнаружения. прогара охлаждаемых элементов ме" 55 Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для обнаружения прогара охлаждаемых элементов металлургических агрегатов, например воздушных фурм доменных печей.Известно устройство, выполненное в виде сосуда, снабженного переливной перегородкой и гидрозатвором, делящим сосуд на газовую камеру и камеру слива, газовая камера кото" рого снабжена датчиком давления га-. за 1.13.Однако указанное устройство, действующее по принципу обнаружения заброса газа в сливной трубопровод, теряет работоспособность в случае превышения давления охлаждающей воды над давлением газов в печи.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для обнаружения охлаждаемых элементов металлургических агрегатов, состоящее из электромагнитных расходомеров, установленных попарно на входе и выходе каждого элемента, и блока сравнения расходов хладагента 2 1.Порог чувствительности известного устройства определяется точностью измерения расхода, поэтому для обеспечения высокой чувствительности в устройстве применяются дорогие расходомеры высокого класса точности. Питание обмоток возбуждения расходомеров напряжением промышленной частоты обусловливает высокую чувствительность их измерительных устройств к различного рода помехам, что приводит к дрейфу нуля расходомеров. Для исключения дрейфа нуля в известном устройстве 1 раз в 15 мин производится калибровка, для чего в состав устройства включено по шесть управляемых запорных вентилей на каждый охлаждаемый элемент, что делает устройство весьма громоздким и трудоемким в обслуживании. таллургических агрегатов, состоящее из электромагнитных расходомеров, установленных попарно на входеи выходе каждого элемента, и блокасравнения расходов хладагента, снабжено регулируемыми буферными входными усилителями, блоком калибровкии усилителем сигнала разности расходов хладагента, соединеннымимежду собой, причем обмотки входного и выходного расходомеров включены последовательно с генераторомнапряжения прямоугольной формы частотой 1-5 Гц.На чертеже приведена структурнаясхема устройства;Входной 1 и выходной расходомеры2 установлены на напорном 3 и сливном трубопроводах 4 охлаждаемогоэлемента 5. Генератор напряжения 6.прямоугольной формы подключен к шинам 7, к которым подключены соеди-ненные последовательно обмоткивозбуждения 8 и 9 входного и выходного преобразователей расхода каждого канала, С их электродами соединены буферные усилители 10, связанные с устройством калибровки 11,Выходы буферных усилителей соединены с входом усилителя разности расходов 12, выход которого соединенс пороговым устройством 13, связан-ным с устройством сигнализации 14.В устройстве для обнаружения прогара охлаждаемого элемента требуетсяидентичность характеристик входного и выходного расходомеров и высокая чувствительность к сигналу разности расхода, а требования к точности измерения абсолютного расходапонижены,Устройство работает следующимобразом.Охлаждающая вода проходит последовательно через напорный трубопровод 3, входной расходомер 1, охлаждаемый элемент 5, сливной трубопровоц 4 и выходной расходомер 2.При исправности охлаждаемого элемента расходы воды на его входе ивыходе равны. При прохождении воды через расходомер на его электродах возникает разность потенциалов, пропорциональная скорости потока, расстоянию между электродами и магнитной индукции в зазоре. Для ненасыщенной маг3 1118 нитной системы индукция пропорциональна току возбуждения.Напряжение питания обмоток возбуждения вырабатывается генератором напряжения 6, Последовательное соединение обмоток возбуждения 8 и 9 входного и выходного расходомеров обеспечивает идентичное влияние на их характеристики изменения напряжения питания, сопротивления обмо ток, контактных сопротивлений и т.п.Буферные усилители 10 обеспечивают предварительное усиление сигнала, снимаемого с электродов, на 20-30 дБ и совместно с устройством калибровки 11 позволяют сбалансировать коэффициенты передачи расходомеров, что снижает требования к точности изготовления преобразователей расхода. Балансировка коэффициентов входного и выходного расходомеров производится однократно - при заведомо исправном охлаждаемом элементе добиваются равенства нулю сигнала разности расходов. В дальнейшем чувствительность всего устройства определяется исключительно стабильностью буферных усилителей.Применение для питания расходомеров напряжения прямоугольной формы. с частотой 1-5 Гц, полученной делением частоты сети на целое число, позволяет интегрировать сигнал за период, кратный периоду напряжения сети, и осуществлять фильтрацию сигналов, что обеспечивает подавление как сетевой, так и трансформаторной помех от обмоток возбуждения.Усилитель сигнала разности расхо 40 дов 12 обеспечивает основное усиление всего канала на уровне 80- 120 дБ, но к его стабильности высоких требований не предъявляетсяПри прогаре охлаждаемого элемента происходит утечка воды, и возни -45 кает различие между входным и выходным расходом. При увеличении сигнала на выходе усилителя разности расхода выше заданного уровня происходит срабатывание порогового устройства 13, которое выдает аварий 686 4ный сигнал на устройство сигнализации 14.Изобретение реализовано в опытной системе обнаружения прогара воздушных фурм доменной печи. Для питания обмоток возбуждения примене"но напряжение прямоугольной формы частотой 1,5625 Гц (частота сети, деленная на 32). Буферные усилители имели коэффициент, регулируемый в пределах 20-30 дБ, коэффициент усиления сигнала разности составил 100 дБ, что обеспечило устойчивое обнаружение утечки 20 мл/с при общем расходе до 10 л/с при диаметре канала датчика 50 мм. Обеспечено подавление сетевой помехи на 80 дБ и полное подавление трансформаторной помехи, что позволило исключить из схемы элементы коррекции нуля и компенсации помехи от обмоток возбуждения, что существенно повысило стабильность работы устройства и облегчило его обслуживание.Предлагаемое устройство может быть применено для обнаружения прогара воздушных фурм на всех доменных печах металлургических заводов, .где вследствие повышения давления охлаждающей воды перестали действовать системы на принципе обнаружения заброса газов в сливной трубопровод, а внедрение систем на основе измерения расхода сдерживается отсутствием расходомеров достаточно высокого класса точности. Устройство позволяет за счет своевременного обнаружения прогара фурм сократить простои доменных печей на замене воздушных фурм на 0,2 Х, сократить попадание воды в рабочее пространство печи и соответственно сократить расход кокса на 0,5 кг/т чугуна, повысить стойкость футеровки горна, а также повысить, безопасность обслуживания доменных печей.Ояядаемый экономический эффект от внедрения изобретения составит для доменной печи объемом 3000 мз порядка 80,0 тыс./руб в год.111868 б Составитель Б. НегинскийРедактор Т. Веселова Техрец И.Асталош, Корректор,Е. Сирохман4 ь дпис 4/5ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная а 7378/20 . ТиражВНИИПИ Государственного кпо делам иизобретений и 1 13035, Москва, Ж, Раушс 39митета СССРоткрытийая наб., д.