Устройство для контроля прогара водоохлаждаемых элементов высокотемпературных агрегатов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 110179 (21) 2711362/22-02с присоединением заявки Йо(51)М. Кл,С 21 С 5/30 Государственный комитет СССР по делам изобретении и открытийДата опубликования описания 231280(72) Авторы изобретения А.Я.Гуммель, А.К.Шоканов, Е.А.Нечаев, Е.А. КИрсанов,О.Е,Молчанов, К.Д.Мокрушин и Д.М.Муканов 1 Карагандинский филиал особого конструкт фого "бюроВсесоюзного научно-исследовательского и батутаавтоматизации черной металлургии и Чере овецкий ордена,Ленина металлургический завод им. 50-ле ия СВАР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОГАРА ВОДООХЛАЖДАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ АГРЕГАТОВ Изобретение относится к устройствам для контроля прогара водоохлаждаемых элементов высокотемпературных агрегатов, например кислородных Фурм, 5 зондов для непрерывного контроля температуры жидкой стали, фурм доменных печей.Известно устройство для контроля прогара кислородной фурмы, содержа щее фотодатчики, размещенные в местах предполагаемого прогара водоохлаждаемой рубашки фурмы,. выходы которых связаны со входом регистратора 1 .15Недостатками такого устройства являются зависимость чувствительности фотодатчика от расположения последнего к месту прогара, т.е. в зависимости от степени удаленности от места прогара чувствительность фото- датчика резко падает, сложная конструкция водоохлаждающей рубашки фурмы при установке фотодатчиков не позволяет точно предугадать возможные места прогара итребует увеличения числа фотодатчиков, а следовательно усложнения схемы устройства. Кроме, того, увеличивается трудоемкость монтажа и эксплуатации устройства ввиду того, что устройство работает в жидкости, находясь в подвижной Фурме, что сказывается на электроизоляции подводящих кабелей и работе Фотоэлементов.Известно также устройство для контроля прогара кислородной фурмы, содержащее на входе и выходе из охлаждаемой рубашки фурмы датчики потока, выполненные в виде расходометров, выходы которых подключены к блоку вычитания, а выход последнего через самопишущий к звуковому и световому сигнализаторам и ко входу блока аварийного отключения. О прогаре фурмы судят по разностному сигналу потоков на входе и выходе из водоохлаждаемой рубашки фурмы 12 . Однако чувствительность этого устройства позволяет определить величину утечки, которая соответствует прогару больше допустимого по техническим нормам, и не .позволяет определять прогар или утечкув пределах допустимого, т.е. на ранних стадиях его возникновения. Кроме того, в известном устройстве не контролируется его исправность путем иммитации утеч)дрд откуда 2 Д 1 фьЮдД= бюиС 2 11 ки воды и не осуществляется калибровка на контролируемую утечку воды.Цель изобретения - понышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля прогара, фурмы, содержит датчики расхода потока охладителя, один из которых установлен на входе, а другой на выходе из водоохлаждаемой рубашки, выходы которых подключены к блоку вычитания, а выход последнего подключен через й самопишущий прибор к звуковому и световому сигнализаторам, блок аварийного отключения, перемычку, соединяющую поднодящий и отводящий трубопроводы, на которой установлены расхо домер и управляемый вентиль с приводом, причем выход расходомера подключен. ко входу показывающего устройства, вход привода управляемого вентиля соединен с ключом дистанционного управления. На чертеже схематически изображена блок-схема предлагаемого устрой.ства. 25Устройство состоит из сужающего устройства - диафрагмы 1, установленной на входе н водоохлаждаемую рубашку фурми, сужающего устройства - диафрагмы 2, установленной на выходе из последней. Подающий 3 и отводящий трубопроводы соединены промежуточной перемычкой 5, на которой установлены управляемый вентиль 6 с приводом 7 и ключом 8 дистанционного управления, причем вход привода 7 управляемого вентиля 6 соединен с ключом 8 .дистанционного управления, На перемычке также установлен расходомер 9, выход которого связан с показывающим устройством 10. Сужающие устройст ва - диафрагмы 1 и 2 связаны соответственно с датчиками потока - дифманометрами 11 и 12, импульсными трубками 13 и 14. Дифманометры 11 и 12 установлены на входе и выходе из 45 водоохлаждаемой рубашки, Выходы дифманометров 11 и 12 соединены со входами блока 15 вычитания, выход которого соединен со Входом самопишущего .прибора 16 и с одним из входов блока 17 сравнения, другой вход последнего соединен с выходом задатчика 19 величины допустимой утечки. Выход блока 17 сравнения допустимой утечки соединен со входам блока 19 аварийного отключения, который может быть выполнен в виде усилителя с релейным выходом, Самопищущий прибор 16 выполнен с. сигнальным устройством, выход которого соединен со свето. вым сигнализатором - лампочкой 20 ф) и с энуковым сигнализатором сиреной 21 для подачи предупредительного сигнала о предаварийной ситуации.Работа устройства поясняется следующим. Охлаждающая вода, проходя через диафрагмы 1 и 2 создает перепады давлений дри др , которые по импульсным трубкам 13 и 24 поступают на дифференциальные манометры 11 и 12.иРасход жидкости Ф по перепаду давления на диафрагме определяется по Формуле о 42 у(Р-,), (1) где С(. -коэффициент расхода, учитывающий неранномерное рас"пределение потока, по сечению;площадь сужающего устройства,Я - плотность жидкости,1,Р - давление жидкости соответственно до и после диафрагмыиОбозначив К = Ы Ео 42 и др =р- р уравнение (1) примет видР) й КдРДля диафрагмы 1 имеем;О= К Др, (3) где 9 - расход воды до фурмы.Для диафрагмы 2 имеем:8 Я. - 2 .ЙЛ ю (4) где Ц - расход воды после фурмы.Применяя одинаковые дифманометры для измерения перепадов давления на. диафрагмах на подающем и отводящем трубопроводах, можно выбрать параметры диафрагмы таким образом, чтобы соблюдалось равенство К = К. Тогда разделив (3) на (4) получим откуда др= дри 1,), 5)/, Ю 1 2.Определенной разности перепадовдавлений на дифманометрах соответст-вует.определенная величина сигнала,тогда обозначив др = 31 и др = 7 а,запишем д = Эа (-ф-)При отсутствии утИки воды из фурмы 9 =92, тогда 31 =ЭПри наличии утечки. ноды на величину 68 имеемЮ 2 С 1 (6)Изменение расхода воды на величину ЬЦ соответствует изменению сигналов на величину В Э, следовательноПоскольку второй член правой частиуравнения (8) малая величина второгопорядка, ею можно пренебречь, тоГда2. д 0ьОьд = или - = 2 Г 9)Ч, 31Выразим занисимость д =(ц) вбезмерных величинах, для этого разде 5.лим функцию Д: на 7 ц- "ф, гдемах в3 и 9 - соответственно текущее значение сигнала и расхода 3ва И ч ьсхсоответственно предельные номинальныйсигнал датчиков и расход жидкости.Тогда получим( йярд, l ЬО)Обозначим = и - =+Овд 6 воТогда (10)примет вид11)щ.е. зависимость между сигналом ирасходом н безразмерных величинах представляет собой квадратное уравнение. щИз уравнения (11) следует, чтосмаксимальная чувствительность ф =2ь 9по перепаду давления будет при максимальном расходе т.е, при Ч = 1.Для значения ц = 0,5 чувствитель-ности известного и предлагаемого устройства равны, при одинаковых классах точности приборов контроля.На основании изложенного можно разделить весь диапазон измерения расхода на 2 области, в первой из которых 00,5; 0Ч с 0,5, а вовторой 0,5с 1; 0,5, с 1.Отсюда можно сделать вывод, чтово второй области использование датчиков измерения перепадов давления З 5более эффективно, чем датчиков расхода.Устройство работает следующим образом.При наличии утечки, посредством 40диафрагм 1 и 2 соответственно импульсных трубок 13 и 14, дифманометры 11и 12 регистрируют различные величиныперепадов давления, в результате чего в блоке 15 возникает сигнал, который передается на самопишуший прибор16, а от него на сигнализаторы 20 и21, при этом величина сигнала пропорциональна квадрату величины утечки,характер которой (возрастание илистабильность) прослежуется посредством самопишущего прибора 16,В момент возникновения прогарафурмы, когда величина утечки находится в допустимых пределах, оператороповещается сигналиэаторами. 55Задатчик 18 величины допустимойутечки настроен на максимальнуюнеличину допустимой утечки. При возрастании сигнала с выхода блока 15вычитания и превышении им сигнала с щвыхода задатчика 18 величины допустимой утечки, на выходе блока 17сравнения появляется сигнал, которыйпередается на вход блока 19 аварийного отключения, 65 При срабатывании блока 19 аварийного отключения прекращаются подачи кислорода и охлаждающей воды, фурма автоматически выводится из ванны конвертера.ДЛя проверки исправности устройства периодически, например 1 раз в смену, создают искусственную утечку воды по перемычке 5 посредством дистанционного ключа 8, воздействующего на привод 7 управляемого вентиля 6. Величину утечки измеряют посредством расходомера 9 и показывающего прибора 10. Одновременно возникает разбаланс сигналов дифманометров 11 и 12 и на выходе блока 15 вычитания появляется сигнал. Показания самопишущего прибора 16 и показывающего прибора 10 сравниваются и при необходимости производят калибровку устройства.. При осуществлении калибровки устройства на перемычке 5 создают искусственную утечку, которая регулируется до величины превышающей допустимую.По показаниям прибора 10 градуируютшкалу самопишущего прибора 16 и натраивают пределы срабатывания сигнальных устройств, включающих сигнализаторы 20 и 21.Технико-экономической эффективностью устройства для контроля прогара фурмы является то, что путем повыше- ния чувствительности устройства обнаруживают утечку воды на ранних стадиях прогара, что позволяет своевременно предпринять меры по предотвращению взрывов и аварий, вызванных по паданием воды н конвертер, в связи с этим уменьшается количество простоен и брака готовой продукции, следовательно, повышается производительность конвертеров,Формула изобретенияУстройство для контроля прогара водоохлаждаемых элементов высокотемпературных агрегатов, например, кислородной фурмы, содержащее датчики расхода охладителя, один из которых установлен на входе, а другой на выходе из водоохлаждаемой рубашки, выходы которых подключены к блоку вычитания, а выход последнего че рез самопишущий прибор к звуковому и световому сигнализаторам, блок аварийного отключения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено перемычкой, соединяющей подводящий и отводящий трубопроводы, на которой установлены расходомер и управляемый вентиль с приводом, причем выход расходомера подключен ко входу показывающего устройства, вход привода789586 управляемого вентиля соединен с ключом дистанционного управленияИсточники информации,принятые во внимание при экспертиэеСоставитель А.Абросимедактор А.Шишкина Техред И.Граб Корректор М.Шарош Подписное к комитета СССРи открытийаушская наб., д. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна 9000/29ВНИИПИ Госудпо делам и113035, Моск ираж 608 ственног бретенийЖ,1. Авторское свидетельство СССР9 350828, кл. С 21 В 7/24, 1972.2, Проспект фирмы НОКО 5 Н 1 й. ЯпонияЕ 9-28-19 "Устройство для контроляпотока",5 1, -900.