Устройство для регулирования температуры ваграночного дутья

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК БО 1615517(51)5 Е 27 В 1/26 КОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕН НЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ. ВАГРАНОЧНОГО ДУТЬЯ(57) Изобретение относится к управлению теплообменными аппаратами, а именно к регулированию температуры ваграночного Изобретение относится к управлению теплообменными аппаратами, а именно к регулированию температуры ваграночного дутья в рекуператорах с топочной камерой для сжигания ваграночного газа и дополнительного топлива, и является усовершенствованием изобретения по авт. св.406437.Целью изобретения является обеспечение регулирования температуры дутья при форсированных режимах работы вагранки.На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит последовательчо соединенные датчик 1 температуры ваграночного дутья и первый (аналоговый) регулятор 2, выход которого подключен к первому входу второго регулятора 3. Выход последнего через первый исполнительный механизм 4 с датчиком 5 положения связан с регулирующим органом 6 на трубопроводе дополнительного топлива. Выход датчика 5 дутья (ТВД) ь рекуператорах с топочной камерой для сжигания колошникового газа (КГ) и дополнительного топлива. Цель обеспечение регулирования ТВД при форсированных режимах работы вагранки. Для этого устройство снабжено дополнительным регулятором и исполнительным механизмом с датчиком положения выходного вала, связанным с регулирующим органом в отводном трубопроводе КГ. Регулятор формирует команду на открытие регулирующего органа в отводном трубопроводе КГ при исчерпании ресурса регулирования ТВД посредством изменения расхода природного газа в топку рекунератора. Все это обеспечивает эффективную работу устройства при форсированных режимах работы вагранки.1 ил. положения этого исполнительного механизма соединен с вторым входом второго регулятора 3. На первый вход сумматора 7 подключен выход датчика 8 расхода горячего воздуха, удаляемого в атмосферу. Выход сумматора 7 соединен с вторым входом первого регулятора 2 и с входом третьего регулятора 9, выход которого связан с вторым исполнительным механизмом О, сочлененным с регулирующим органом 11 в отводящем патрубке, соединяющем ма: . страль горячего дутья с атмосферой. На второй вход сумматора 7 подключен выход четвертого (аналогового) регулятора 12, вход которого соединен с выходом датчика 13 температуры труб рекуператора. Третий вход сумматора 7 соединен с выходом дифференциатора 14, на вход которого подсоединен выход датчика 15 расхода ваграночного дутья.Устройство также содержит пятый регулятор 16, первый вход которого соединен10 15 20 25 30 35 40 50 с выходом первого регулятора 2, а выход соединен с третьим исполнительным механизмом 17, снабженным датчиком 18 положения выходного вала и связанным с регулирующим органом 19 в обводном трубопроводе ваграночного газа. На второй вход регулятора 6 подсоединен выход датчика 18 положения выходного вала исполнительного механизма 17.Устройство реализуется с помощью стандартной серийной аппаратуры. Управляющие и преобразующие функции могут осуществляться с помощью соответствующих блоков систем АКЭСР, КАСКАД или средств микропроцессорной техники, например регулирующего контроллера РЕМИКОНТ либо программируемого регулятора ПРОТАР,В качестве аналоговых регуляторов 2 и 12 могут использоваться, например, регуляторы РБА, Р 12 и т. и. или алгоблоки РЕМИКОНТа с РАС- или РАД-законом регулирования. Регуляторы 3, 9, 16 могут быть реализованы с помощью импульсных регуляторов РБИ или алгоблоком РЕМИ- КОНТа с РИС-законом регулирования. Дифференциатор 14 может быть реализован с помощью блока динамических преобразований БДП системы АКЭСР либо с помощью соответствующего ал гоблока РЕМИ КОНТа с помещенным в него алгоритмом динамических преобразований ДИФ. В качестве сумматора 7 может быть использован входной сумматор регулятора РБИ, Стандартные датчики положения с токовым выходом 0 - 5 мА типа БСПТ установлены в соответствующих исполнительных механизмах. Устройство работает следующим образом.Рассмотрим работу устройства при воз. никновении характерного возмущения температуры дутья - скачкообразного изменения расхода ваграночного дутья.В установившемся режиме температура ваграночного дутья равна заданному значению, Возьмем случай, когда сжигается номинальное количество колошникового газа с низким или средним значением теплоты сгорания. При этом трубы рекуператора интенсивно охлаждаются воздухом и температура труб не превышает предельного значения. В связи с этим выходная величина регулятора 12 уменьшается до нуля, а это значит, что регулирующий орган 11 в отводящем патрубке закрыт, Регулирующий орган в трубопроводе дополнительного топлива занимает промежуточное положение. Регулирующий орган 19 полностью закрыт.В момент скачкообразного уменьшения расхода дутья на выходе дифференциатора 14 появляется сигнал, поступающий на третий вход сумматора 7. Выходной сигнал сумматора 7 поступает на вход регулятора 9, который в соответствии с начальной величиной этого сигнала и выбранным, например,ПИ-законом регулирования открывает регулирующий орган 11 в отводящем патрубке.Постоянная времени экспоненты, по которой дифференциатор 14 через сумматор 7 уменьшает в последующем задание регулятору 9, составляет 10 - 12 мин. По мере уменьшения расхода воздуха, удаляемого в атмосферу, температура дутья начинает увеличиваться и на входе регулятора 2 возникает сигнал рассогласования. Выходной аналоговый сигнал регулятора 2 поступает как задание на вход пропорционального регулятора 3, который с помощью исполнительного механизма перемещает топливную регулирующую заслонку в сторону уменьшения сигнала рассогласования.В процессе регулирования температуры дутья расход дополнительного топлива плавно уменьшается до установившегося состояния. В установившемся состоянии регулирующий орган1 горячего воздуха, удаляемого в атмосферу, полностью закрывается.При увеличении расхода дутья, когда в предшествующем этому состоянии регулирующий орган1 полностью закрыт, на выходе сумматора 7 возникает сигнал, уменьшающийся во времени по экспоненциальному закону. Этот сигнал поступает на вход регулятора 2 температуры дутья. Если параметры дифференциатора выбрать в соответствии с уставками регулятора и отношением коэффициентов передачи обьекта при изменении расхода дутья и дополнительного топлива, то выполняются условия инвариантности температуры дутья от увеличения расхода дутья. Расход дополнительного топлива при этом изменяется скачком,Аналогичным образом устройство функционирует, когда в установившемся режиме с малым расходом дутья имеет место выброс горячего воздуха в атмосферу, вызванный превышением температурой труб рекуператора заданного предельного значения.При этом на входе регулятора 12 возникает сигнал рассогласования, в результате чего появляется аналоговый сигнал и на его выходе, который поступает на входы усилителя 7 и регулятора 9. Последний с помощью исполнительного механизма 10 начинает перемещать регулирующий орган 1 в сторону открытия, Количество воздуха, проходящего через рекуператор, увеличивается, вызывая. тем самым снижение температуры труб рекуператора. Регулятор 9 увеличивает расход воздуха до тех пор, пока не исчезнет сигнал рассогласования на входе аналогового регулятора 12.В процессе работы регулятора 9 может возникнуть отклонение температуры дутья от заданного значения, что сопровождается появлением сигнала рассогласования на входе а налогового регулятора 2. Изменение выходного сигнала регулятора 2 приводит к возникновению сигнала рассогласования на входе пропорционального регулятора 3.Последний с помощью исполнительного механизма 4 .изменяет положение регулирующего органа в сторону уменьшения сигнала рассогласования на входе регулятора 2. Таким образом, поддерживается заданная температура дутья и одновременно огранкчивается температура труб рекуператсра.Рассмотрим случай форсированной работы вагранки, когда расход дутья равен номинальному значению или выше его. В этом случае при повышении содержания СО в колошниковом газе до 20% к при его полном дожигакии в топке рекуператора интенсивность теплообмена настолько возрастает, что для поддержания постоянной температуры дутья необхсдкмость подачи дополнительного топлива отпадает, т. е. ггри функционировании устройства регулятор 2 полностью закрывает топлквный регулирующий орган о.Регулирование температуры дутья автоматически начинает осуществляться путем перемещения регулирующего органа в обводном трубопроводе ваграночного газа. Отвод части колошникового газа мимо труб теплообмеяннка приводят к снижению температуры дымовых газов и ксэффкциента теплопередачи рекуператора, в результате чего темпергтура дутья понижается. Регулятор 16 перемегцает регулирующий орган 19 до тех пор, пока температура дутья не станет равной зацгяному значению. Прк снижении ссдерхкания СО в колошниковом газе или при уменьшении его расхода происходят обратные действкя. Регу.:ятср 16 ачинает закрывать регулирующий осеан 19. При достижении полного закрытия регулирующего органа 19 автоматически включается в работу регулятор 3 к чачкнает открывать регулирующий орган 6, поддерживая на неизменном уровне температуру ваграночного дутья.Лвтоматиче кое переключение регуля"с ров 3 и 16 при:раничяых положениях регулирующих органов 6 и 19 осуществляется следующим образом. Допустим, выходная величина аналогового регулятора 2 изменяется в пределах - 100% - 0 - 100% (такой диапазон изменений выходной величины, например, имеет место у аналоговых регуляторов РЕМИКСНТа). Тогда при настройке диапазона изменения выходного сигнала гтчика 5 положения от О до - 100%, а диапазона изменения выходного сигнала датчика 18 положения от О до 100% с помощьюпропорциональных регуляторов 3 и 16 осу 5 ществляются необходимые перемещения регулирующих органов 6 и 19. При этом одиниз регулирующих органов находится в полностью закрытом положеяик, а другой занимает промежуточное положение.Еслк выходной сигнал гналогового регулятора изменяется в диапазоне 0- -100%,то для преобразования его в двухполярныйсигягл - 50 ог 0- - 50% используется опорное напряженке - 50%. Источнкки спорногонапряжения обычно имеются во всех совре 1 Б меяяых регуляторах, например, в регулирующих блоках РВИ, которые могут прчменяться в устройстве (гегуляторы 3 и 16). Примасштабировании выходных сигналов датчиков 5 и 18 соответственно 0 в ( - 50) % и0 - 50% достигается необходимая логическая последовательность перемещений регулкр,к щкх органов 6 и 19.Вь;сокое качество регулирования температур.;," дутья с гомощью устройства в широко": диапазоне производительности ваг-.г. ранк.; приводит к улучшению технико-экономических показателей ваграночяого прокзвс "ства - снижению расхода дополнительного топлива и удельного расхода кокса,увели .гнию срока слу кбы ккрпичнокладкии труб рекупергтсрг,Форк, ла изобретенияУстройство для регулирования температуры ваграночного дутья по авт. св.ЪЪ 1406437, отличатсщеееч тем, что, с целью Ьь обеспечения регулирования температурыдутья при форсированных режимах работы вагранки, оно сгбжено пятым регулятором, третьим исполн;тельным мехгнкзмом с датчиком положения выходного вала и регулирующим органом в обводном трубопроводе колошнккового газа, причем первый вход пятого регулятора соединен с выходом первого регуляторг, второй вход соединен с датчиком положения выходного вала третьего исполнительного механизма, а его выход - с входом этого исполнительного механизма, соединенного с регулирующим органом в обводном трубопроводе колошниксвого газа.мако Т СС етениямаушскаяатент, г. Производств Редактор И. Заказ 3978НИИПИ Госу Составитель А. Абрхред А. Кравчукираж 509 рственного комитета по изоб 13035, Москва, Ж - 35,о-издательский комбинат П