Автоматическое регулирование нагревательных колодцев

На нагревательных колодцах система автоматического регулирования включает следующие узлы (см. Рисунки 6.2 и 6.3): регулирования температуры 1а;регулирования давления 2а;регулирования соотношения газ-воздух 3а;схему сигнализации и отключения колодца; технологического и аварийного 7.

Задачей управления нагревом в колодце является получение необходимой температуры поверхности и заданного распределения температур по сечению слитков. Измерение температуры металла, особенно внутрен­них его точек, представляет очень сложную техническую задачу. Поэтому нагрев ведут по температуре рабочего пространства. При выдаче готового металла температура ряда слитков контролируется пирометристом с помощью переносного оптического пирометра.

Управляющее воздействие в системе регулирования температуры - расход топлива. Изменение расхода топлива осуществляется с помощью исполнительного механизма при газовом регулировочном клапане ячейки. Управляющий сигнал на исполнительный механизм поступает с ПИ-регулятора, работающего в комплекте с электронным самопишущим потенциометром, на вход которого подается э.д.с. датчика температуры в колодце.

Конструктивные особенности нагревательных колодцев и технология нагрева слитков накладывают на управляющее воздействие определенные ограничения, которые могут изменяться по величине в процессе эксплуатации агрегата. Величина максимальной тепловой нагрузки определяется стойкостью конструктивных элементов ячейки-кладки, крышки и т.п. При нагреве холодных слитков из высокоуглеродистой легированной стали необходимо ограничивать скорость подъема температуры и тепловую нагрузку, чтобы избежать растрескивания металла из-за возникновения больших термических напряжений.

В период нагрева металла, когда его температура и температура ячейки ниже заданной, в колодец подается максимально допустимое количество топлива. В период выдержки (томления) регулятор обеспечивает необходимую температуру, изменяя расход газа. По мере прогрева метал­ла тепловая нагрузка в ячейке снижается (см. Рисунок 6.1). Снижение тепловой мощности должно начинаться тогда, когда температура ячейки меньше заданной на 8—10 °С. Для этого применяют потенциометры с реостатными датчиками, имеющими узкую зону пропорциональности.

Для регулирования давления в колодцах применяют И-регулятор, который с помощью исполнительного механизма изменяет положение поворотного шибера в дымовом борове или направляющего аппарата дымососа. Давление в рабочем пространстве колодца оказывает существенное влияние на поля температур во всем объеме ячейки. В период подъема температуры давление поддерживают на уровне 5—15 Па, в период томления, когда необходимо полностью исключить возможность подсосов холодного воздуха, давление должно быть 8—15 Па.

Коэффициент расхода воздуха поддерживается на заданном уровне И-регулятором соотношения расходов воздуха и топлива, который с помощью исполнительного механизма и сочлененного с ним регулировочного клапана изменяет расход воздуха в соответствии с расходом газа. В колодцах, в которых воздух для горения инжектируется сжатым воздухом, регулятор соотношения управляет клапаном, установленным на подводе инжектирующей среды.

Для обеспечения качественного горения топлива при всех тепловых режимах в условиях изменяющихся потерь воздуха, кратности инжекции, калорийности топлива предусмотрена автоматическая коррекция заданного соотношения расходов по содержанию кислорода в продуктах сгорания. Проба, отбираемая из надрекуператорного пространства, подается в автоматический газоанализатор на кислород. Регулятор соотношения, на вход которого поступает сигнал с газоанализатора, оказывает дополнительное воздействие на исполнительный механизм регулировочного клапана на воздухопроводе.

В качестве измерителя содержания кислорода в продуктах сгорания может быть применен альфа-индикатор, имеющий лучшие динамические характеристики измерительной системы. В отличие от магнитного газоанализатора, имеющего значительное транспортное запаздывание, альфа-индикатор производит анализ непосредственно в месте отбора пробы. Безопасная работа обеспечивается системой автоматической сигнализации, аварийного отключения при падении давления газа или воздуха и при отключении питания приборов и технологичес­кого отключения при открывании крышки колодца.

Для обеспечения отключения колодца на командных линиях сжатого воздуха к пневмоприводам регулировочных клапанов на газопроводе, воздухопроводе и при дымовом шибере устанавливают электропневматические клапаны (ЭПК). Аварийное отключение газа происходит при падении давления газа, воздуха на горение и сжатого воз­духа питания приборов. Это фиксируют сигнализаторы падения давления и своими контактами разрывают цепь питания ЭПК при газовом клапане. Обесточенный клапан перекрывает линию подачи воздуха и сообщает с атмосферой линию связи с газовым клапаном. Давление в ней падает и под действием пружины клапан закрывается - додача газа на колодец прекращается. Схема работает также при падении напряжения в сети. При восстановлении технологических параметров до нормальных значений самопроизвольного включения не происходит. Оно осуществляется сварщиком с помощью специальной кнопки после устранения причин, приведших к возникновению аварийной ситуации.

Для обеспечения нормальных условий работы машиниста клещевого крана при посаде и выдаче нагретого металла предусмотрена схема технологической отсечки ячейки, в которую входит несколько электромагнитных реле и электропневматических трехходовых клапанов. При открывании крышки импульсно замыкается контакт путевого выключателя механизма подъема и соответствующее реле выключает клапан ЭПК-Г, установленный на командной линии, отключая пневмопривод регулировочного газового клапана от регулятора температуры. Другой клапан ЭПК-1 сообщает эту линию с атмосферой и газовый клапан закрывается, прекращая подачу топлива в колодец. При этом замыкается конечный выключатель, который через реле включает еще дватрехходовых клапана ЭПК-2 и ЭПК-3, которые соединяют с атмосферой командные линии пневмоприводов регулировочных клапанов расхода воздуха и давление в ячейке. Факел гаснет, только через байпас подается небольшое количество газа для обеспечения зажигания горелки при опускании крышки. Отключение подачи воздуха и отсечка ячейки от дымового тракта исключают повышенное окисление и охлаждение слитков.

При закрывании крышки снова импульсно замыкается контакт путевого выключателя. Реле включает клапан ЭПК-1, через который сжатый воздух из сети подается на пневмоприводы воздушного и дымового регулировочных клапанов в обход их регуляторов. Оба клапана полностью открываются. В положении полного открытия замыкаются конечный выключатель при воздушном клапане и контакт командоаппарата дымового клапана. Этим обеспечиваются включение клапана ЭПК-1 и подача газа в колодец. После выдержки продолжительностью около 10 с обесточиваются клапаны ЭПК-1 - ЭПК-3 и пневмоприводы клапанов подключаются к регуляторам.

Дата добавления: 2015-03-29