Способ контроля за работой руднотермической электропечи

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11)998840 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 180581 (21) 3291396/22-02 Р 1 М К з Р 27 9 19/00 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытиИДата опубликования описания 230283 72) Авторизобретени Иоф Ленинградский государственныйисследовательский и проектныйосновной химической промышленн 71) Заявитель.54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗА РАБОТОЙ РУ;цНОТЕРХИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧ бует значительных дополнительных затрат. При авариях на печи, что имеет место на практике, не исклю-. чается возможность радиоактивного заражения материалов, находящихся в ванне, что опасно для обслуживающего персонала.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб контроля эа работой закрытой руднотермической печи; включающий постоянную подачу шихты в ванну печи иопределение наличия шихты в тракте, состоящим .из печного бункера, течек и загрузочного патрубха, измерение расхода шихты по каждому тракту, измерение и поддержание избыточного давления печных газов в ванне печи. Состояние загрузочными патрубков определяется путем вскрытия ванны и визуального осмотра загрузочных патрубков 1.2).Однако известный способ не обеспечивает необходимый контроль эа работоспособностью загрузочных патрубков; по показаниям наличия шихты в тракте, измерение расхода шихты по каждому тракту измерение и поддержание давления газов в ванне не обеспечивает ни стойкости эагру. Изобретение относится к закрытым.рудйотермическим электропечам, например Фосфорным, карбидный, Ферросплавным,.и может .быть использовано дляуправления работой электропечью.Надежность и работоспособностьзакрытой руднотермической электропечи в значительной мере зависит отнадежности и работоспособности эат 1 Орузочных патрубков.Известен способ контроля за работой закрытой руднотермическойэлектропечи, согласно которому спомощью датчиков контролируется на",личие шииты на определенном уровне5в зонах между загрузочным патрубкоми ближайшим к этому патрубку электроду,Способ позволяет судить о выходезагрузочного патрубка иэ строя исвоевременно остановить печь на замену загрузочных патрубков 111.Однако конструктивное решениедатчика и его установка сложны, Датчики со стандартными блоками гаммареле излучения не имеют необходимоймощности для просвечивания ваннымощных Фосфорных печей, а сближениеизлучателя и приемника значительноусложняет конструкцию печи, и тре:.Рзочных патрубков на период межкапитального пробега печи, ни контрольэа состоянием загрузочного патрубкаВскрытие печи производится при капитальном ремонте печи, вызванномпотерей ее работоспособности по причине, чаще всего выхода из строяэлектрододержателя.Отсутствие контроля аа состояниемзагрузочных патрубков в процессеэксплуатации печи не позволяет определить время потери работоспособности загрузочного патрубка, чтоприводит к выходу из строя электрододержателя и длительной остановкепечи для выполнения большого объемаремонтных работ по замене Йлектродо"держателя и загрузочных патрубков.Длительные простои, связанные с выполнением ремонтных работ, снижаютгодовую производительность печи.Выход из строя электрододержателей сопровождается попаданием водыв ванну печи, что чревато взрывом.Уменьшение количества вышедших изстроя электрододержателей. снижаетвозможность аварийных ситуаций и по"вышает безопасность эксплуатации печи.Целью изобретения является увеличение производительности печи засчет своевременной остановки печина ремонт сразу же по выходе изстроя загрузочных патрубков и повышение безопасности эксплуатации печи,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу, включающему постоянную подачу шихты вванну печи и определение наличия шихты в тракте, состоящем из печногобункера, течек и загрузочного патрубка, измерение расхода шихты покаждому тракту, измерение и поддержание избыточного давления печныхгазов в ванне печи, измеряют давление газов в двух точках над крышкойпечи на участке, тракта шихты с постоянным по длине этого участка потоком газа, истекающим из ванны печи, в период времени, в течение ко-торого по каждому тракту сработанобъем шихты не менее трех объемовтечки и загрузочного патрубка, определяют за этот период средниевеличины давления газов в ванне печи Р) и в двух точках тракта шихты Р и Р, после чего определяютдлину разрушенного участка каждогозагрузочного патрубка по формуле"и а п Р 1д: , - =-И,Р-р Р 1- Рд.где Е, 1 - первоначальные длинытракта шихтй от торца (выпускногоотверстия) загрузочного патрубкадо первой и второй точек замера дав-,ления газов в тракте шихты;длина, эквивалентная местным сопротивлениям тракта шихты, и при Ь 8)рС,где С - первоначальная величиназазора между уровнем шихты в ваннеи торцом электрододержателя, произ 5 водят замену загрузочного патрубка.Кроме того, при прохождении потракту шихты постоянного потока газа, истекающего из ванны печи, изме 10 ряют давление газа в одной точке надкрышкой печи в период времени, в течение которого по каждому трактусработан объем шихты не менее трехобъемов течек .и загрузочного патруб 15 ка, определяют за этот период средние величины давления газа в ваннепечи Рд и тракте шихты Р, послечего определяют длину разрушенногоучастка каждого загрузочного патрубр 0 ка по формулесъ 4ие==е- =е+е,Р 1 р угде Р - первоначальная длина тракта шихты от торца загрузочного патрубка до точки замера давления газов в тракте шихты, Р - первоначальная длина загрузочного патрубкаи течки; 3- длина, эквивалентнаяместным сопротивлениям тракта. шихты,и при Ь Е ) с, где С - первоначальная величина зазора между уровнемшихты в ванне и торцом электрододержателя, производят замену загрузочного патрубка.За счет избыточного давления вванне печи часть печных газов просачивается через шихту, находящуюсяв тракте шихты, теряя давление подлине этого тракта. Загрузочный пат 4 О рубок и течка имеют постоянное сечение по длине, расположены вертикально или с малым отклонением отвертикального. Формулы, рекомендо. ванные литературой для расчета по 45 терь давления газов в шахтных печахи трубах, заполненных шихтой илидругим кусковым материалом, невозможно непосредственно использоватьдля определения разрушенного участка загрузочного патрубка.Для загрузочного патрубка и течки при постоянном составе шихты ис учетом местных сопротивлений предлагаем зависимость:55 Рв-"Р-Р, Е,+Егде Р, Р и Р 2 - давление газа виванне и точках тракта шихты; Г Рддлина тракта шихты от торца загрузочного патрубка до точек замера давления газов в тракте, Е- длина,эквивалентная местным со ротивлениямеВеличина местных сопротивленийв основном определяется температуройи составом печных азов, которая определяется регламентом и не имеет значительных колебаний, и геометрией тракта шихты. Обгорание загрузочного патрубка практически не сказы- . вается на величине. местных сопротив.- лений и поэтому эта величина может ыть определена экспериментально в ачальный период эксплуатации печи.1Обгорание загрузочного патрубка на величину И, хотя и меняет величины давлений газа в точках тракта шихты, но пропорциональность в потере. давления газов и длин оставшихся участков тракта выполняется1 и 4 1 ь+Ъ-Р й-д 1+ йЭта зависимость позволяет по результатам замера давления газа в ванне печи и точках тракта опреде-. лить длину разрушенного участка загрузочного патрубка.Для снижения загазованности в цехе на фосфорных печах производят подачу инертного газа в верхнюю часть тракта шихты, однако количество инертного газа относительно мало и просачивание печных газов через тракт шихты имеет место. На других печах, например ферросплавных, для снижения загазованности в цехе используется отбор газа из верхней части тракта.Если точки замеров давления взяты между печью и местом отбора газа или подачи инертного газа, наличие отбора или подачи газа не сказывается на расчет длины разрушенного участка загрузочного патрубка, Если точка замера давления находится выше места отбора или подачи газа, расчет значительно усложняется, так как вводятся новые параметры объем отобранного или поданного газа, сопротивление участков. тракта и т.д.) . К тому же использование системы отбора газа из тракта или подачи инертного газа несовершенны, и замер объема газа производится с малой точностью.Точки замеров давления газа в тракте шихты выбраны над крышкой печи, исходя из удобства подсоединения датчиков давления, так как выше крышки печи к тракту шихты имеется свободный подход.Шихта, в среднем, имеет постоянный фракционный состав и гидравлическое сопротивление, однако вследствие различных, процессов сегрегации отдельные объемы шихты могут иметь колебания во Фракционном составе и гидравлическом сопротивлении. Поэтому для получения надежных результатов необходимы .измерения при многократной, не менее 3 раз, сме.не шихты в измеряемом отрезке тракта,те. в загрузочном патрубке и течке. Так как давление печных газов вванне сохранить постоянным не представляется возможным, то используемстатистическую обработку результатовзамера давления в ванне и в трактешихты за период времени,. в течениекоторого по тракту пройдет объемшихты не.менее"3 объемов течек изагрузочного патрубка.На практике наиболее рациональнопринять отрезок времени, за который.определяют среднюю величину давления газов в ванне и тракте, равныйодной смене. При таком отрезке.времени удобно осуществить ответственность персонала за состоянием заг-.рузочного патрубка. За одну смену(б ч) при выполнении регламентныхпоказателей работы и проектной производительности по каждому тракту,например фосфорной печи РКЗФ,будет сработан объем шихты не менее 12 мэ при объеме шихты, заполняющей течку и загрузочный патру. бок 2,6 м.Разрушение .загрузочного патрубка;на определенную величину АР приводит:.к местному подъему уровня шихтына ту же величину. Между электрододержателем и поверхностью шихтыимеетсяопределенный минимальныйзазор С. Колебание уровня шихты впределах этого зазора не представля 35 ет опасности для работы электрододержателя, Подъем шихты сверх вели-,чины С приводит к контакту электрододержателя с шихтой, к выходу иэстроя электрододержателя.40 Точность расчета разрушенногоучастка загрузочного патрубка увеличивается с уменьшением 8 и увеличением 0 . Поэтому при использовании тракта шихты с постоянным потоком газа, т,е. когда отсутствует подача или Отбор газа из тракта, вторую точку замера давления газа втракте желательно вынести на верхтечки. Учитывая, что гидравлическоесопротивление печного бункера малов сравнении с загрузочным патрубком и течками, в качестве второйточки замера давления газов в тракте может быть принято давление газов в печном бункере, которое равно атмосФерному (Р = О) .Использование предлагаемого способа контроля за работой печи позволяет определить длину разрушенногоучастка каждого загрузочного ;атруббО ка и своевременно, до выхода эстроя электрододержателя, ост-:новитй,печь на замену вышедших из ст:оязагрузочных патрубков, тем са.ымуменьшить, по сравнению с сущ:.ствую щим положением объем ремонтны ра 99884015 20 25 Формула изобретения бот, длительность простоя печи на ремонт и увеличить годовую производительность печи эа счет сокращения длительности простоя печи на ремонт, а .также повысить безопасность эксплуатации,печи за счет снижения числа аварийных ситуаций, связанных с выходом иэ строя электрододержа. телей.На чертеже изображено устройство 1для осуществления способа контроля эа работой трехэлектродной фосфорной печи.Устройство включает ванну 1 печи с крышкой 2, три электрода 3 с электрододержателями 4, расположенными в ванне, печные бункера 5, течки 6 с системой подачи инертногр газа.7 и десять загрузочных патрубков 8, используемых для подачи шихты 9 в .ванну и постоянно заполненные ших той. Положение торца загрузочного патрубка 10 определяет уровни шихты 11 в ванне.Давление газов в ванне и тракте измеряется с помощью. приборов 12, подсоединенных к ванне и точкахъ тракта шихты. Устройство имеет также .шибера для поддержания давления печных газов в ванне. печи, систему загрузки и измерения расхода шихты по каждому тракту шихты. Жихта имеетФ угол естественного откоса Ы = 42 (18 д- .= 0,9). Торцы загрузочных патрубков расположены таким образом, что первоначальная величина мини. - мального зазора между электрододержателем и шихтой С / 0,20.м. В качестве приборов 12 использован тягонаноромер типа ТИС-П 1 с вторичным самопишущим прибором типа ПВ,4.2 Э.Диаметр течки и загрузочного патрубка в . 0,4 м,общая длина течки и загрузочного патрубка - 20 м,объем шихты, заполняющей течку изагрузочный патрубок - 2,6 м 3. На-.сыпной вес шихты 1500 кг/м. Приборы,для замера давления газов в тракте подсоединены к тракту в точках3 ,= 2,4 м и В = 12 м Инертный гаэ подается в точке, расположеннойвьше второй точки замера давлениягаза. Замеры в начальный периодэксплуатации печи показали, чтоф = 0,12 м.1 Пример осуществления способа.На печи, работающей в регламентном режиме, шихта подается в ваннупечи по течкам и загрузочным патрубкам, уровень шихты в печном бункере непрерывно контролируется,так что гарантировано заполнениешихтой эагрузочиого патрубка и течки, измеряем расход шихты, поступающей в печь по каждому тракту, производится непрерывная запись давления газов в ванне и двух точках тракта, поддерживается давление газов .в ванне в пределах 20-30 кгс/м.Обработаны записанные эа смену величины давления газов в ванне и 5 .двух точках тракта (расход шихтыпо каждому тракту за смену значительно гревышает троекратный объемточки и загрузочного патрубка); по-.лучены следующие средние величиныдавлений газов:Ри = 26 00 кгс/м, Р = 23 56 иР = 14,35 кгс/м; Расчет по формуле дал значение: 26 00 - 14 35Ь 0= - х,.2,4 23,56 - 14,35ф. 26 00 - 23 56с х 12,0+0,12 23.,56; 14,35 0,024 м(предел возможной ошибки измерений превышает полученную малую величину), что указывает на целостность загрузочного патрубка.Экономический эффект от внедрения изобретения:составляет74 тыс. руб. на .одну печь.Ф.1. Способ контроля за работой 30 руднотермической электропечи, припостоянной подаче шихты в ванну печи из печного бункера по течкам и загрузочному патрубку,включающий определение наличия шихты в тракте, 35 измерение расхода шихты по каждомутракту, измерение и поддержание избыточного давления печных газов в ванне печи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения произ водительности печи эа счет своевременной остановки ее на ремонт и повышения безопасности эксплуатации печи, дополнительно измеряют давление газов в двух точках над крышкой 45 печи на участке тракта шихты с постоянным по длине этого участка потоком газа, истекающим из ванны печи, в период времени, в течение которого по каждому тракту сработан объем шихты не менее трех объемов течек и загрузочного патрубка, определяют За этот периЬд средние ве.личины давления газов в ванне печи (р,) и в двух точках тракта шихты ТА и Р, после чего определяют длину разрушенного участка каждого загрузочного патрубка по формулеРп- Ра п - Р 1да= - - е - =-" е еР 1 Рр " Р,1-Р60 где 6 и 0 - первоначальные длинытракта шихты от торца загрузочного патрубка до первой и второй точек замера давления газов в тракте шихты; Ь - длина, эквивалентная мест ным сопротивлейиям тракта шихты,и при Д 3 к С , где С - первоначальная величина зазора между уровнем шихты в ванне и торцом электрододер жателя, производят замену загрузочного патрубка,2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю+ щ и й с я тем, что в тракте шихты с постоянным потоком газа, истекаюшим из ванны печи, измеряют давление газа в одной точке над крышкой печи в период времени, в течение кото рого по каждому тракту сработан объем шихты не менее трех объемов течек и .загрузочного патрубка, определяют за этОт. период средние велю- чины давления газа в ванне печи Рн и тракте шихты Р, после чего опре.деляют длину разрушенного участка каждого загрузочного патрубка по формулеРв р-р 20В"- .рерр где . - первоначальная длина тракта шихты от торца загрузочного патрубка.до точки замера давления газов в тракте шихты; - первоначаль,ная длина загрузочного патрубка. итечки; 3 - длина, эквивалентнаяместным сопротивлениям тракта шихты, и придХ ъ С , где С - первоначальная величина зазора между уровнем шихты в ванне и торцом электро"додержателя, производят замену загрузочного патрубка. Источники информации,принятые во внимание при экспертиза1. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2886891/24-07,кл. Е 27 Э 19/00, 1980.2. Временный технологический рег ламент производства желтого фосфора. Печной цех В 1, Ново-Джамбульский фосфорный завод "Джамбул", 1972