CS202997B1 - Způsob řízení chodu agregátů s reakčním prostorem rotačního tvaru a zapojení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu a zapojení pro řízení chodu agregátů s reakčním prostorem rotačního tvaru, zejména šachtových pecí, a řeší identifikaci a regulaci procesu jednodušším a méně nákladným způsobem, než je dosud známo.

Pro řízení chodu agregátů s reakčním prostorem rotačního tvaru má základní význam identifikace rozdílů v úrovni fyzikálních parametrů mezí centrální a obvodovou částí reakčního prostoru. Při řízení šachtových, zejména vysokých pecí se podle velikosti a smyslu diference v úrovni teplot nebo jiných fyzikálních parametrů, mezi centrální a obvodovou částí reakčního prostoru usuzuje na rozsah tzv. vnitřního, respektive vnějšího chodu pece. Identifikace a jakost řízení chodu pece je založena na přímém měření fyzikálních veličin v několika místech na obvodu a v centrální části reakčního prostoru, tj. v ose šachty pece. Příkladně měření teplot se provádí převážně na obvodu šachty pece v blízkosti pláště pece relativně jednoduchými čidly. Termočlánek je chráněn ochrannou trubkou, která je nepohyblivě zabudována ve stěně šachtové pece. Toto konstrukčně jednoduché čidlo je nenáročné na údržbu a vyznačuje se vysokou životností. Stejně jednoduchým způsobem se měří teploty v odtahových potrubích nad sazebnou pece. Přímé měření teplot v centrální části šachty je podstatně nákladnější, K měření se používá radikálně posuvných sond, ve kterých je zpravidla zabudováno několik termočlánků, což umožňuje současné měřeni teplot v několika místech po radiále od stěny až k ose pece. Posuvná sohdy jsou vystaveny tlaku klesající vsázky, proto jsou v odpovídající míře dimenzovány příčné rozměry sondy, která je intenzívně chlazena vodou. Chlazení sondy nepříznivě ovlivňuje přesnost měření teplot a komplikuje se konstrukce posuvné sondy včetně pohonu. Plyn se příkladně prosává přes termočlánky, ale v důsledku postupného zanášení bezprostředního okolí měřicího místa prachovými částicemi se přestup tepla k termočlánku postupně zhoršuje. Další obtíže jsou způsobeny postupným opotřebením ucpávky ve stěně pece, kterou prochází radiálně posuvná sonda do tlakového prostoru. Přímé měření teplot v centrální části reakčního prostoru je proto velmi nákladné, náročné na údržbu a přitom málo přesné.

K odstranění těohto nedostatků se používá někdy stacionárních nosníků, které zasahují v radiálním směru do reakčniho prostoru. Nevýhodou těchto prvků však je, že nepříznivě narušují tok reagujících hmot v pecním prostoru a přitom se z reakěního prostoru odvádí jejich chlazením zvýšené množství tepla, což je z energetického hlediska nehospodárné. Proto se u mnoha šachtových pecí upouští od měření teplot v ose pecního prostoru, což však znesnadňuje řízeni agregátu. Analogické obtíže jsou při měření jiných fyzikálních veličin, například složení plynu v ose pecního prostoru, i když je zvládnuta technika jejich měření na obvodu reakěního prostoru a v potrubí, které je napojeno na tento reakčni prostor a slouží k odvodu nebo přívodu reagujících složek.

Nedostatek informace o fyzikálním stavu v centrální částí reakěního prostoru znesnadňuje řízení chodu pece a tím vede ke snížení výrobnosti a zvýšení energetické náročnosti řízeného procesu.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob řízení chodu agregátů s reakčním prostorem rotačního tvaru, zejména Šachtových pecí, v nichž se hodnoty fyzikálních veličin, například teplot nebo chemického složení plynů, odměřují čidly, umístěnými jednak po obvodu reakěního prostoru a jednak v potrubích, napojených na tento reakčni prostor podle vynálezu. Podstata vynálezu · spočívá v tom, že chod agregátu se řídi na základě srovnáváni zprůmšrovaného signálu z čidel, umístěných na obvodu reakěního prostoru se signálem, který se získává trojnásobným zesílením průměrného signálu z čidel, umístěných v potrubích, napojených na reakčni prostor, zmenšeného o dvojnásobek zprůměrovaného signálu z čidel, umístěných na obvodu reakčniho prostoru. Vynálezem dále je zapojení k provádění způsobu řízení chodu agregátů s reakčním prostorem rotačního tvaru, které sestává jednak z nejméně jednoho čidla, umístěného na obvodu reakčniho prostoru, jednak z nejméně jednoho čidla, umístěného v potrubí napojeném na tento reakčni prostor, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že jak výstupy z čidel, umístěných na obvodu reakčního prostoru, tak výstupy z čidel, umístěných v potrubí, jsou paralelně napojeny přes průměrovací členy na porovnávací a vyhodnocovací člen, spojený například s ukazatelem nebo registračním přístrojem hodnoty fyzikální veličiny v ose reakčniho prostoru, případně i s regulačním členem.

Výhodou způsobu řízení chodu agregátů a zapojení podle vynálezu je spolehlivější řízení agregátu na základě identifikace skutečné úrovně fyzikálních veličin v centrální části reakčního prostoru pomocí soustavy provozně spolehlivých čidel, jejichž výstupy jsou napojeny na průmšrovaeí, porovnávací a vyhodnocovací členy. Vyloučením nebo podstatným omezením přímého měření fyzikálních veličin v ose reakčniho prostoru šachtové, zejména vysoké pece se omezuje nutnost lidské obsluhy při měření teplot nebo složení plynu, snižují se náklady na provoz i údržbu měřicího systému. Podobných výhod se dosahuje ha jiných agregátech, kde je- zvládnuta technika přímého měření fyzikálních veličin na obvodu reakčniho prostoru a v potrubí, které je napojeno na tento prostor a slouží k odvodu nebo přívodu reagujících složek, K bližšímu· osvětlení způsobu řízení chodu agregátů podle vynálezu ae dále uvádí příklad identifikace teplotních rozdílů mezi obvodem a centrální částí šachty vysoké pece a řízení chodu vysoké pece operativními změnami v radiálním ukládánísurovin technologicky účinným sázecím zařízením.

Na osmi čidlech, rovnoměrně umístěných na obvodu šachty vysoké pece nad povrchem zavážky, byly .naměřeny v prvém případě teploty 180 °C, 170 °C, 240 °C, 190 °C, 220 °C, 230 °C, 160 °C a 210 °C, takže průměrná teplota na obvodu byla 200 °C.

Ve čtyřech odtahových potrubích byly naměřeny teploty 280 °C, 310 °C, 320 °C a 290 °C, takže průměrná teplota v odtahu byla 300 °C. Způsobem podle vynálezu byla zjištěna výsledná teplota v ose šachty vysoké pece /3 x 300/ - /2 x 200/ - 500 °C. Zjištěná teplota je globální charakteristikou teplotního pole pro centrální část šachty vysoké pece, takže její velikost svědčí o nižším využiti energie plynu pro proces v okolí osy pece. Rozdíl mezi centrální a obvodovou teplotou je 500 - 200 300 °C. Na základě tohoto srovnání se operativně sníží podíl koksu zaváženého do centrální části šachty, a zároveň se úměrně zvýší podíl rudné části vsázky, Sázecí zařízeni s otočným a sklopným žlabem ukládá koks do vrstvy blíže ke stěnám šachty, zatímco ruda se uloží při větším sklonu žlabu, tj . blíže k ose vysoké pece. Tím se odstraní tzv. vnitřní chod pece a stabilizuje ee teplotní diferenciace v radiálním směru na optimální úrovni. Ve druhém případě byly na osmi čidlech na obvodu šachty vysoké pece naměřeny vyšší teploty 380 °C, 370 °C, 440 °C, 390 °C, 420 °C, 430 °C, 360 °C a 410 °C, tj. průměrně 400 °C.

Teploty ve Čtyřech odtahových potrubích byly opět 280 °C, 310 °C, 320 °C a 290 °C, tj. průměrně 300 °C. Pak způsobem podle vynálezu je určena odpovídající teplota centrální části šachty vysoké pece /3 x 300/ - /2 x 400/ z 100 °C. Rozdíl mezi centrální a obvodovou teplotou je 100 - 400 = - 300 °C, což identifikuje vnější chod vysoké pece. K odstranění nežádoucího stavu lze zmenšit úhel sklonu otočného žlabu a tím zvýšit dávkování rudné části vsázky do obvodové části vysoké pece a současně úměrně snížit ukládání koksu do vrstvy na obvodu. Na základě dlouhodobého sledování teplot a dalších fyzikálních veličin lze stanovit pro řízený proces techniky a ekonomiky optimální úroveň diferencí v úrovni fyzikálních veličin mezi centrální a obvodovou částí šachty vysoké pece.

Zapojení k provádění způsobu řízení chodu agregátů s reakčním prostorem rotačního tvaru podle·vynálezu je znázorněno v příkladném provedení na připojeném výkresu. Horní část Šachty 11 vysoké pece je přibližně rotačního tvaru vzhledem k ose 12 šachty 11 . Na šachtu 11 vysoké pece jsou napojena potrubí 1 3, 14 pro odvod vysokopecního plynu. Teplota odváděného plynu se měří soustavou čidel J9, 10, která jsou umístěna.v jednotlivých odtahových potrubích a jejich výstupy jsou napojeny na průměrovací člen 15. Teplota odváděného plynu se dále měří nad úrovní zavážky na obvodu šachty 1 1 osmi rovnoměrně umístěnými čidly 5_, která jsou nápoje- na svými výstupy na průměrovací člen 16. Ve svislém řezu jsou na výkresu znázorněna pouze čidla i a 5, která leží v dané rovině řezu. Oba průměrovací členy 15 a 16 jsou paralelně napojeny na porovnávací a vyhodnocovací Člen 1 7 , k jehož výstupu je připojen ukazatel 1 8 , registrační přístroj 19 teploty v ose šachty 11 vysoké pece a regulační člen 20.

Funkci popsaného zapojení lze u jiných provedení podle vynálezu sloučit v. různé míře na universálním zařízení, které současně zpracovává, tj . filtruje, průměruje a porovnává signály o časových změnách v úrovni několika fyzikálních veličin.

Vynález lze využít zejména k řízení sázecích zařízení šachtových pecí. Zabezpečí se tím v dlouhodobém průměru optimální podmínky protiproudu plynu a vsázky a tím se zvýší výrobnost a sníží energetická náročnost procesu. Zvyšuje se provozní spolehlivost nezbytného měřícího systému, který zahrnuje konstrukčně jednoduchá čidla, nenáročná na údržbu. Vynálezu lze využít k identifikaci fyzikálního stavu a k řízení chemických agregátů a energetických zařízení, například k přibližnému určení rychlostního profilu za ústím potrubí do reakčního prostoru, když se přímým měřením zjištuje rychlost v přívodním nebo odváděcím potrubí a dále rychlost na obvodu proudu proudícího média v určitém kolmém řezu k podélné ose. Podle vynálezu se pak přibližně určí rychlost proudícího média v ose proudu.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1, Zpflaob řízeni chodu agregátů s reakčním prostorem rotačního tvaru, zejména šachtových pecí, v nichž se hodnoty fyzikálních veličin, například teplot nebo chemického složení plynů, odměřují čidly, umístěnými jednak po obvodu reakčního prostoru a jednak v potrubích, napojených na tento reakční prostor, vyznačený tím, že chod agregátu se řídí srovnáváním zprůměrovaného signálu z čidel, umístěných na obvodu reakčního prostoru se signálem, který se získává trojnásobným zesílením průměrného signálu z čidel, umístěných v potrubích, zmenšeného o dvojnásobek zprůměrovaného signálu z čidel, umístěných na obvodu reakčního prostoru.
2. 2, Zapojení k provádění způsobu podle hodu 1, sestávající jednak z nejméně jednoho čidla umístěného na obvodu reakčního prostoru, jednak z nejméně jednoho čidla, umístěného v potrubí, napojeném na tento reakční prostor, vyznačené tím, že jak výstupy z činel /1, 5/, umístěných na obvodu reakčního prostoru /11/, tak výstupy z čidel /9, 10/, umístěných v potrubí /13, 14/, jsou paralelně napojeny přes průměrovací členy /15, 16/ na porovnávací a vyhodnocovací člen /17/, spojený například s ukazatelem /18/ nebo registračním přístrojem /19/ hodnoty fyzikální veličiny v ose /12/ reakčního prostoru IHI, případně i s regulačním členem /20/.