Автоматический контроль нагревательных колодцев

Статические и динамические характеристики объекта

Работу нагревательного колодца оценивают по следующим параметрам: температуре ячейки, давлению в рабочем пространстве, экономичности сжигания топлива, температуре подогрева воздуха.

К особенностям работы колодцев, затрудняющих автоматизацию их управления, можно отнести следующие:

а) значительное отличие отдельных садок друг от друга: по числу слитков, по их геометрическим размерам, по массе, по марке металла, по температуре посада;

б) большуюнеплотность воздушных керамических рекуператоров, которая в течение кампании постоянно увеличивается и влечет понижение количества воздуха, подводимого к горелке, что приводит к ухудшению качества сжигания топлива и снижению тепловой мощности колодца;

в) отсутствие средств измерения температуры поверхности слитка и ее распределения по сечению;

г) различные условия теплопередачи для каждого слитка вследствие их расположения, а также изменяющаяся тепловосприимчивость металла по мере его прогрева.

Нагревательный колодец - это статический объект управления, переходные кривые могут быть аппроксимированы звеном чистого запаздывания и апериодическим звеном первого порядка.

Основные управляющие воздействия: расход топлива на ячейку, соотношение расходов топлива и воздуха, давление в рабочем пространстве.

Системы автоматического контроля и регулирования различных типов рекуперативных колодцев в основном аналогичны. На Рисунках 6.2 и 6.3 представлены две принципиальные схемы контроля и регулирования.

В схемах предусмотрены следующие узлы автоматического контроля: температура рабочего пространства ячейки 1; давления в колодце 2; расходов газа и воздуха3, температуры воздуха и газа после рекуператоров 4; температуры дыма в различных точках дымового тракта 5; разрежения до и после рекуператоров 6; содержание кислорода в продуктах сгорания 8.

Измерение температуры в ячейке осуществляется с помощью платинородий-платинового термометра в защитном чехле, расположенном в специальном углублении в боковой стене колодца. Для обеспечения длительной стабильности термоэлектрических свойств термопары ее защищают двумя чехлами: фарфоровым и карбофраксовым. Это значительно увеличивает инерционность датчика температуры. Для улучшения его динамических свойств применяют пирометр, визированный на дно карбофраксового стакана, находящегося в рабочем пространстве ячейки. В то же время при использовании пирометра значительно возрастает объем работ по обслуживанию: необходимо подвести воду и сжатый воздух для защиты корпуса и оптической системы, за чистотой которой необходимо очень тщательно следить.

Рисунок 6.2 – Схема автоматизации рекуперативного нагревательного колодца с отоплением с центральной нижней горелкой

Рисунок 6.3 – Схема автоматизации рекуперативного нагревательного колодца с боковой верхней горелкой

Давление в рабочем пространстве измеряют около крышки через специальное отверстие в нише кладки боковой стенки колодца. Комплект приборов включает датчик давления, устанавливаемый в непосредственной близости у колодца, и вторичный регистрирующий прибор на тепловом щите.

Расходы газа и воздуха на горение измеряются с помощью аналогичных комплектов измерительной аппаратуры, включающих диафрагмы, дифманометры-датчики расходов, вторичные регистрирующие приборы, причем регистратор расхода газа обычно имеет цифровой счетчик расхода (интегратор).

Контроль температуры воздуха и газа после рекуператоров и температуры дыма до и после рекуператора осуществляется с помощью хромель-алюмелевых термометров с металлическими чехлами и вторичных показывающих приборов, обычно милливольтметров – многоточечных или одноточечных с переключателем.

Для контроля за состоянием рекуператора предусмотрено измерение разрежения в борове до и после рекуператора с помощью показывающих тягонапоромеров и температуры первых по ходу дыма труб рекуператоров с помощью гибких хромель-алюмелевых термопар, рабочий спай которых приваривается или прижимается специальным устройством к трубе рекуператора. Т.э.д.с, развиваемая термопарой, измеряется с помощью показывающего милливольтметра со встроенным контактным устройством для включения светового сигнала в случае достижения значения максимально допустимой температуры трубы рекуператора.

Измерение давления воздуха и газа, поступающих на колодец, производится с помощью показывающих напоромеров. Для сжатого воздуха, поступающего на инжекцию, используется показывающий манометр.

Определение содержания в уходящих продуктах сгорания кислорода производится с помощью автоматического магнитного газоанализатора, хроматографа или кислородного датчика с твердым электролитом.

Приборы общие на все колодцы предназначены для измерения пара­метров топлива. Давление газа в цеховом коллекторе измеряется дифманометром-датчиком давления и вторичным регистрирующим прибором. Расход газа на все отделение измеряется с помощью стандартного комплекта измерительной аппаратуры: дисковой диафрагмы, дифманометра - датчика расхода и вторичного прибора с интегратором. При отоплении колодцев смешанным газом устанавливается автоматический калориметр для измерения и регистрации теплоты сгорания топлива.

Дата добавления: 2015-03-29