Система автоматического управления шахтной печью

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 170916 5 ц 5 Р 27 В 1/18 ИЕ ИЗОБРЕТЕН ОПИСА К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ Ппе- ель еГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт стали и сплав(56) Авторское свидетельство СССРМ 1037028, кл. Р 27 В 128, 1982.Авторское свидетельство СССРМ 815435, кл, Е 27 В 1/28, 1976.(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГОРАВЛЕНИЯ ШАХТНОЙ ПЕЧЬЮ(57) Изобретение относится к металлурв частности к автоматизации шахтныхчей, преимущественно свинцовых.изобретения - уменьшение пылеуносавышение выхода металла за счет пов ния точности поддержания технологических параметров, Система содержит последовательно соединенные датчик 7 расхода воздуха, первый сумматор 1, регулятор 4 расхода воздуха, исполнительный механизм 5 и регулирующий орган 6, установленный на линии 18 подачи воздуха в шахтную печь 19, второй 8 и третий 14 сумматоры, датчик 2 температуры, соединенный с первым функциональным блоком 3, датчик 15 уровня материала в печи и блоки 10 и 11 задания номинального и минимальнодопу стимого расходов воздуха в печь, а также введенные блок 9 сравнения, второй функциональный блок 12, ограничитель 13, регулятор 17 системы загрузки материала в печь и блок 16 задания уровня материала в печи с соответствующими взаимосвязями. 2 ил.1709163 Ок / К1000 + " 1000 30 35 проходят соответственно на вход А компа нал с второго входа 26.Если сигнал на первом входе 25 превышает сигнал на втором входе 26, то на выходе АВ компаратора 20 появляется сигнал, который приводит к срабатыванию 50 реле 21. При этом переключатель соединяет контакты 23 и 24 реле 21 и на вцход 27 блока 9 поступает сигнал с первого входа 25, Ограничитель может быть реализован аналогично блоку на фиг.2, при этом входной сигнал 55 подают на первый вход 25, на второй вход 26-.заданную величину сигнала для ограничения входного, а реле 21 запитцвают от выхода А В компаратора 20(вместо АВ). 3Изобретение относится к металлургии, в частности к автоматизации шахтных печей, преимущественно свинцовых.Цель изобретения - снижение пылеуноса и повышение выхода металла путем повышения точности поддержания технологическихх параметров.На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического регулирования расхода воздуха в шахтную печь; на фиг. 2- функциональная схема блока сравнения.Система (фиг. 1) содержит первый сумматор 1, датчик 2 температуры газов,под сводом печи, первый функциональный блок 3, регулятор 4 расхода воздуха, исполнительный механизм 5, регулирующий орган 6, установленный на линии подачи воздуха в шахтную печь, датчик 7 расхода воздуха, второй сумматор 8, блок 9 сравнения, блок 10 задания номинального расхода воздуха в печь, блок 11 задания минимально допустимого расхода воздуха в печь, втОрой функциональный блок 12, ограничитель 13, третий сумматор 14, датчик 15 уровня материала в печи, блок 16 задания уровня материала в печи, регулятор 17 системы загрузки материала в печь, линию 18 подачи воздуха в шахтную печь и шахтную печь 19.блок сравнения (фиг. 2) включает в себя компаратор 20, реле 21 с контактами 22-24,первый и второй входы 25 и 26 и выход 27.Система может быть реализована на функционально однозначных элементах, в частности на микропроцессорном контроллере "Ремиконт Р", Блок 9 сравнения(фиг, 2) работает следующим образом, На первый вход 25 подается выходной сигнал с второго сумматора 8, а на второй вход подается выходной сигнал блока 11, которые ратора 20 и контакт 23 реле 21, Когда на выходе АВ компаратора отсутствует сигнал, реле 21 обесточено, контакты 22 и 24 реле 21 соединены переключателем и на выход 27 блока 9 сравнения поступает сиг 5 10 15 20 Первый функциональный блок 3 реализует следующую функцию. Ок = б(Ттек): О, если ТтекТаад Ок=Ь 1(Ттек Тзад), ЕСли ТтекТзад,где Тзад = 350 С;Ь 1=12 м /ч,град. фВторой функциональный блок 12 реализует полученную на основе опытных данных и технологического регламента функцию Нк = б(Ок), которая после обработки с помощью регрессионного анализа может быть представлена в следующем виде: гдЕ а 1 = 0,11 ч/мг;аг = 0,19 (ч/м)1 г.Блок 11 задает минимально допустимый расход (Омин) воздуха в печь, величина которого определяется сопротивлением слоя материала дутьевому воздуху, Чем больше материала в печи, тем больше его сопротивление воздуху. Величина Омин определяется тем минимальным расходом воздуха, который необходим для равномерного прохождения воздуха через материал и предотвращения настылей. Для номинального уровня Нном = 4,2 м Омин = О 75 Оном для максимального уровня Нмакс = 52 м Омин = 081 Оном. Эта зависимость описывается функцией Омин = 0,75Оном+ Ьг(Нтек Нном)Оном где Ьг = 0,6 м.Система (фиг. 1) автоматического управления шахтной печью работает следующим образом,Датчики 2, 7 и 15 измеряют соответственно температуру под сводом печи (Ттек), расхода воздуха (Отек) и уровень материала (Нтек) В блоке 11 задания в соответствии с уровнем материала в печи формируется сигнал минимально допустимого расхода воздуха в печь (О мин), который поступает на второй вход блока 9 сравнения,В блоке 3 в соответствии с температурой газов под сводом печи в случае превышения ею заданной величины (Таад) формируется сигнал коррекции заданного расхода воздуха (Ок). В сумматоре 8 сигнал заданного номинального расхода воздуха (Озад) и сигнал коррекции (Ок) складываются, формируется сигнал текущего заданного значения расхода воздуха (От.з.), который поступает на первый вход блока 9 сравнения. В зависимости от соотношения От.з. и Омин на выход блока 9 и второй вход первого сумматора 1 проходит сигнал текущего заданного значения расхода воздуха (От,з,) и сигнал минимально допустимого расхода воздуха (Омин). Относительно сигнала на втором входе сумматора 1 и происходит стабилизация расхода воздуха эа счет функционирования регулирующего контура: датчик 7- сумматор 1 - регулятор 4 - исполнительный механизм 5- регулирующий орган 6. Во втором функциональном блоке 12 в соответствии с сигналом коррекции расхода воздуха (Ок) формируется сигнал коррекции уровня материала в печи (Нк), который ограничивается в ограничителе 13 заданным максимально допустимым отклонением (Нкмакс) уровня материала в печи. В случае превышения этих заданных значений величина Н определяется из условия технологического ограничения уровня сыпи в печи(не выше уровня загрузочного отверстия).Выходной сигнал ограничителя 13 (Ногр) поступает на второй вход третьего сумматора 14, на первый вход подается сигнал с выхода датчика 15 уровня материала в печи (Нтек), а на третий вход - сигнал с выхода блока 16 задания уровня материала в печи (Нзад). В сумматоре 14 эти сигналы суммируются, причем Нтек с обратным знаком.Управляющий сигнал рассогласования (Нупр = Нзад - Нтек+ Ногр) с выхода сумматора 14 поступает на регулятор системы загрузки материала в печь. Система загрузки может быть реализована, например, на подъемниках, ленточных питателях или. самодвижущихся опрокидывающихся тележках с вагоном-весами. При этом составляющие шихты в них подаются из соответствующих бункеров, а изменение расхода загружаемой шихты достигается изменением интервала между разгрузкой тележки в печь. В нормальных заданных условиях Нтек = Нэад, Ок = О, поскольку ТтекТаад (температура газов под сводом печи находится в технологически допустимых пределах).Следовательно, Нк=О, Норг=Ои на выходе сумматора 14 отсутствуетуправляющий выходной сигнал (ЬНупр = Нзад - Нтек+ Норг = 0). В блоке 9 сравнения сравниваются Омин и От.э. Озад От.з. = Оэад - Ок, Поскольку В нормальном режиме Ок - О и Озад Омин, то Озад поступает на второй вход сумматора 1, в котором Оэад сравнивается с Отек и вырабатывается сигнал рассогласования, и таким образом стабилизируется расход воздуха в печь,При неизменности входных параметров система автоматического управления шахт Сли От.з.Оми,з. Омин 40 Омин, ес Дальше система подачи воздуха в печьработает аналогично описанному. Сигнал коррекции с выхода блока 3 поступает также 45 через блок 12 и ограничитель 13 с соответствующими преобразователями на второй вход сумматора 14.На выходе сумматора 14 появляетсясигнал Ь Нупр = Нзад+ Ногр Нтек = Ногр(при О Нзад = Нтек), котооый поступает на регулятор 5 17,Таким управлени вать отде 55 температу Если и нение уро ние темпе вызывает5 10 15 20 25 30 35 ной печью находится в стабильном состоянии, При изменении, например, уровня материала в печи (Нтек) изменяется Омин, но поскольку ОзадОмин, то на выходе блока 9 сравнения присутствует сигнал Озад и система подачи воздуха в печь работает без изменений. На вход регулятора 17 системы загрузки материалов в печи поступает уп равляющий сигнал Ь Нупр = Нзад Нтек (Ногр 0), который она отрабатывает загрузив материал в печь.Таким образом, пока температура газов под сводом печи находится в технологически допустимых пределах, регулирование и поддержание технологических параметров и режимов в системе автоматического управления шахтной печью осуществляется . по наиболее коротким цепям регулирования, т,е. более простым путем, и с меньшими затратами времени, причем эти цепи регулирования являются независимыми, так как ОзадОмин.Если, например, температура (Ттек) газов под сводом печи возрастает (без изменения уровня материала) настолько, что Ттек Тзад, тогда на выходе функционального блока 3 появляется сигнал (в случае ТтекТзад сигнала нет), соответствующий необходимому изменению заданного расхода дутьевого воздуха в печь (Ок), Это приводит к уменьшению заданного значения расхода дутьевого воздуха в печь: От.з, = Озад - Ок. В блоке 9 От.з, сравнивается с Омин. При этом на выходе блока 9 формируется сигнал в соответствии со следующей зависимостью; образом, система автоматическогошахтной печью может отрабатыьно возмущения по изменению ры и по изменению уровня.роисходит одновременное изменя материала в печи и увеличературы или одно из возмущений ругов и они потом начинают дейдактор А.О рректор Л.Беск аз 419 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 О ствовать одновременно, то система автоматического управления шахтной печьюработает в соответствии с описанным алгоритмом,Возможно возникновение ситуации, 5когда при большой загрузке материала возрастает Нтек и, следовательно, Омин, а приповышении температуры газов под сводом(Трек) возрастает Ок и От,з. уменьшается настолько, что Оми будет больше От,э, Тогда 10система подачи воздуха в печьстабилизируетрасход дутьевого воздуха относительно Омин,величина которого определяется большимсопротивлением слоя материала дутьевомувоздуху, 15Таким образом, повышение скоростирегулирования и точности поддержаниятехнологических параметров и режимовуменьшает время вынужденной работы печи с пониженным дутьем, в результате чего 20повышается выход чернового свинца, а также уменьшает время работы печи с повышенной температурой отходящих газов, чтоулучшает условия работы системы пылеулэвливания, уменьшает пылеунос из печи. 25 Формула изобретенияСистема автоматического управления шахтной печью, содержащая последовательно соединеннге датчик расхода возду ха, первый сумматор, регулятор расхода воздуха, исполнительный механизм и регулирующий орган, установленный на линии подачи воздуха в шахтную печь, а также второй и третий сумматоры, датчик температуры, соединенный с первым функциональным блоком, датчик уровня материала в печи и блоки задания номинального и минимальнодопустимого расходов воздуха в печь, отличающаяся тем,что,сцельюуменьшения пылеуноса и повышения выхода металла за счет повышения точности поддержания технологических параметров, в нее введены блок сравнения, второй функциональный блок, ограничитель, регулятор системы загрузки материала в печь и блок задания уровня материала в печи, выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора, выход которою соединен с входом регулятора системы загрузки материала в печь, а первый и. второй входы - соответственно с выходом датчика уровня материала в печи и выходом ограничителя, вход которого соединен с выходом второго функционального блока, вход которого соединен с выходом первого функционального блока и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока задания стабилизирующего расхода воздуха в печь, а выход - с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а второй вход - с выходом блока задания минимальна допустимого расхода воздуха в печь., вход которого соединен с выходом датчика уровня материала в печи.