Давление и температура газов

Горновые газы находятся в печи под определенным давлением, называемым часто противодавлением и составляющим 85— 95% от давления дутья. Его величина тем больше, чем выше столб материалов и мельче шихта, чем менее пористый и более слабый кокс применяется, чем выше температура дутья и вязкость шлака. При подъеме газов кверху давление их падает, происходит потеря напора, равная в современных доменных печах от 0,9 до 1,3 ата. Падение давления по высоте печи, ход которой нормальный, происходит почти равномерно; в случае же тугого хода и тем более зависания давление падает в соответствующих участках печи значительно быстрее. Опыт показывает, что тугой ход и задержки схода шихты фиксируются на диаграммах перепадов давлений намного раньше, чем на диаграммах давления, расхода дутья и уровня засыпи; поэтому раньше можно заметить ухудшение работы печи и принять своевременно меры.

Температура газов по радиусу в распаре и в шахте на различных горизонтах не остается постоянной. Максимальные ее значения обычно находятся в периферийной и осевой зонах, т. е. там, где проходят газы с минимальным содержанием углекислоты; минимальные — в промежуточной зоне с максимальным содержанием СО₂.На этой связи температуры и содержания СО₂ в газе основано регулирование газового потока по температурам на периферии верхней части печи, что, как показывают новейшие исследования , не всегда дает ожидаемые результаты. Дело в том, что воронкообразная поверхность засыпи на колошнике искажает связь между температурой и СО₂ под уровнем засыпи и не всякому повышению температуры отвечает снижение содержания СО₂, и наоборот. Поэтому показания термопар на периферии под уровнем засыпи нужно сопоставлять с содержанием СО₂ по радиусу колошника или руководствоваться при регулировании газового потока показаниями термопар, расположенных ниже уровня засыпи на 7—9 м, где связь между температурой и содержанием СО₂ выражена четко. Примерное изменение температуры газов по высоте печи при выплавке передельных и литейных чугунов показано в табл. 5.

Таблица 5

Изменение температуры газов по высоте печи

Температура колошника тем выше, чем выше расход горючего и температура загружаемых материалов (горячий агломерат), чем ниже уровень засыпи. Сильновыраженный канальный ход приводит также к повышению температуры колошника. Выплавка ферросплавов, как правило, сопровождается высокой температурой колошника (500—600°С), вследствие чего требуются специальные меры для ее снижения (поливка).

КИПиА доменной печи. Контролируемые параметры

Функции и назначение

1. Информационно вычислительные функции:

- измерение и контроль технологических параметров;

- составление материального баланса плавки;

- расчет параметров, характеризующих тепловое состояние печи и ее воздухонагревателей.

2. Управляющие функции:

- управление величинами технологических параметров процесса;

- управление процессами и комплексными параметрами.

На рис.6.7 показана схема централизованной АСУ ТП доменной плавки с одним УВК.

Рис. 6.7. Схема АСУТП доменной плавки.

ВРШ – вращающийся распределитель шихты; СК – скруббер для очистки газа; ДГ – дроссельная группа; КГ – колошниковый газ; ВВК – весовая воронка кокса; ПГ – природный газ; П – пар; К – кислород; ХД – холодное дутье; ГД – горячее дутье.

Сигналы измерения: 1 и 2 – температура чугуна и шлака; 3 – температура фурменных зон; 4 и 5 – температура и состав газа по радиусу печи подуровнем засыпи; 6 и 7 – тот же над уровнем засыпи; 8 – уровень засыпи шихты; 9 – температура колошникового газа в четырех газоотводах; 10 – давление газа на колошнике; 11,12 и 13 – верхний, нижний и общий перепад давления по высоте шахты печи; 14 – давление горячего дутья; 15 – расход природного газа на печь; 18 – состав колошникового газа; 19 и 21 – масса и влажность кокса; 23 – расход холодного дутьья; 24 – влажность дутья; 25 – содержание кислорода в дутье;

27 – расход пара; 28 – расход кислорода; 32 – расход колошникового газа.

Сигналы управления: 16 – расход природного газа на печь; 17 – масса загружаемого кокса; 20 – давление газа на колошнике; 22 – температура горячего дутья; 26 – расход пара (влажность дутья); 29 – расход кислорода (содержание кислорода в дутье); 30 – расход холодного дутья; 31 – вращающийся распределитель шихты.

В схеме опущены контуры измерения и управления распределением дутья и природного газа по фурмам, а также управления тепловым режимом воздухонагревателей.

В настоящее время получили большое распространение иерархические (раздельные) АСУ с несколькими подсистемами, выполненными на базе МПТ или микро или мини ЭВМ и объединенные, на более высоком уровне, центральными УВК.