Характеристика воздухонагревателя как объекта регулирования

Змн.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Стр.

КП.АТП 15.02.07.17 ПЗ

Доменная печь самый большой и сложный плавильный агрегат, который работает без перерыва на протяжении пяти или семи лет. В печь непрерывно загружаются железорудные материалы и кокс, подают воздух (дутье), а из печи отводят доменный газ. Тепло, выделяемое в результате горения топлива, тратится на нагревание и расплавление материалов шихты и на образование чугуна и шлаков. Доменный процесс представляет собой совокупность механических, физических и физико-химических явлений, которые протекают в работающей доменной печи. Шихтовые материалы, которые загружают в доменную печь кокс, железосодержащие компоненты и флюс - в результате протекания доменного процесса превращаются в чугун, шлаки и доменный газ. Полная схема всей доменной печи очень сложная и объемная. Современная доменная печь непрерывно потребляет 4000 – 4500 м³/мин дутья, нагретого до температуры 1100 – 1200 °С. Достижение высокой температуры дутья осуществляется в воздухонагревателях, которые представляют собой регенеративные устройства периодического действия. Обычные его габариты: высота 40 – 50 м, диаметр 9 – 10м. Для того, чтобы обеспечить непрерывный нагрев дутья, доменную печь оснащают тремя или четырьмя воздухонагревателями, работающими поочередно в режимах аккумуляции тепла насадками регенераторов (режим нагрева) или нагрева дутья (дутьевой режим). Перевод воздухонагревателей из одного режима работы в другой осуществляется с помощью пяти основных и трех вспомогательных (перепускных) клапанов. Блок воздухонагревателей работает в следующих технологических режимах: последовательном, попарнопараллельном, смешанном. При режиме на нагрев может быть использовано любое количество воздухонагревателей, но не менее двух. При этом на дутье всегда находится один, остальные на нагреве и отделении. Температура дутья поступающая в доменную печь, регулируется выбором соотношения количеств горячего дутья, выходящего из находящегося на дутье воздухонагревателя, и холодного дутья, поступающего по смесительному воздухопроводу. После остывания воздухонагревателя на дутье

Змн.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Стр.

КП.АТП 15.02.07.17 ПЗ

переводится очередной нагретый и только после этого остывший ставится на нагрев.

При попарно – параллельном режиме в течение всего дутьевого периода постоянно находятся два воздухонагревателя, циклы работы которых смешаны во времени. Температура дутья регулируется соотношением количеств дутья, поступающих от более и менее нагретых воздухонагревателей. В переходных режимах предусмотрена стабилизация температуры горячего дутья добавлением холодного.

При смешанном режиме в течении дутьевого периода на дутье в начале находятся два воздухонагревателя – только что переведенный в это положение очередной нагретый воздухонагреватель и остывающий, который продолжает находиться вместе с вновь поставленным некоторое заданное время. Способ стабилизации температуры аналогичен способу при попарно – параллельном режиме. По истечению заданного времени остывший воздухонагреватель переводится на нагрев, на дутье остается один воздухонагреватель и температура горячего дутья стабилизируется добавлением холодного. В данном курсовом проекте, будет использоваться воздухонагреватель с последовательным режимом работы, так как он более эффективен с точки зрения технологии производства.

Система автоматического управления нагревом воздухонагревателей должна решать следующие задачи:

- в режиме нагрева обеспечивать накопления насадками воздухонагревателей такого количества тепла, которого было бы достаточно для нагрева, в режиме дутья получить заданное количество дутья с требуемой температурой.

- обеспечивать накопление указанного выше количества тепла в течении заданного времени при минимальных затратах топлива или за минимальное время при ограниченных по расходам топлива и воздуха.

Змн.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Стр.

КП.АТП 15.02.07.17 ПЗ

- обеспечивать защиту купола, верха насадок и нижних строений воздухонагревателя от перегрева. Температура купола и верхних рядов насадок ограничивается стойкостью огнеупоров, а нижних строений – строительной прочностью элементов конструкций.

В настоящее время перевод воздухонагревателей из режима нагрева в дутьевой и обратно осуществляется автоматически, что исключает ошибки персонала при выполнении операций в заданной последовательности, обеспечивает безопасность и сокращает время перехода воздухонагревателей из одного режима в другой, в результате чего повышается КПД всей системы нагрева дутья.

Воздухонагреватель работает циклично. Цикл состоит из нагрева посредством сжигания смеси "доменный газ - воздух" и охлаждения за счет пропускания через нагретый воздухонагреватель холодного воздуха, который, нагревшись, поступает в доменную печь. Имеются различные виды циклов работы воздухонагревателей, отличающиеся последовательностью подач на нагрев или дутье очередного воздухонагревателя(последовательный цикл, параллельный, последовательно-параллельный и др.).