ДонНТУ Портал магистрів ДонНТУ
Факультет: Енергомеханіки і автоматизації [ЕМА]
Усі високотемпературні процеси, що проходять у печі негативно впливають на футеровку, кріплення (балки, підвіси, арматура печі). Для запобігання цього впливу необхідне охолодження (водяного типу, випарного або повітряного).
Для підтримки нормальної температури у верхньому шарі (шарі графітного засипання) мартенівської печі необхідна система регулювання, що буде оперативно зчитувати й обробляти дані про поточну температурі, буде автоматично приймати рішення про необхідність охолодження або підігріву і автоматично уживати відповідних заходів. Для цього необхідно використовувати компоненти системи, що відповідають вимогам, по режимах роботи, часу реагування, чутливості, термостійкості й іншим параметрам. А також бути оптимальними з економічної точки зору.
Крім основної функції даної системи - функції охолодження зводу регулюванням швидкості (продуктивності) струму води, система так само повинна контролювати і регулювати суміжні питання роботи системи, такі, як: контроль верхнього і нижнього рівнів води у водозбірнику, регулювання подачі води з мережі у водозбірник. Так само необхідна сигналізація поточного стану системи охолодження зводу (температури (максимальна, мінімальна, нормальна), рівня води (мінімальний, максимальний, нормальний)).
У ході розробки проекту необхідно приділити увагу питанням математичного моделювання процесу охолодження, щоб мати точні розрахункові дані по температурі для різних зон зводу, швидкість охолодження, градієнти температур і т.д.
Необхідно створити апаратну частину системи з урахуванням сучасних потреб: із застосуванням сучасних мікроконтролерів, підключення системи до ЕОМ для діагностики, регулювання програмними засобами, а також для зберігання даних і візуалізації процесу роботи системи.
Об'єктом досліджень даної роботи є мартенівська піч.
Метою роботи є вивчення теплових режимів зводу печі і розробка рекомендацій з підвищення ефективності роботи системи охолодження зводу.
Задача: Розробити пристрій автоматичного регулювання температури зводу мартеновкой печі, а так само підсистеми постачання води.
На даний момент (за моїми даними) системи охолодження зводу працюють у постійному режимі (не регулюються в залежності від зміни температури зводу). Вид укладання системи охолодження в теплопровідному шарі мартенівської печі представлений на рис.1. Нормальна температура повинна знаходитися в межах від 110 °C до 115 °C. [1].
З усіх засобів для виміру температури необхідно вибрати ті, у яких нижня межа діапазону вимірів нижче 90 °C, а верхня вище 190 °C, при цьому вони повинні бути аналоговими а не дискретними, для постійного одержання інформації і найбільш дешевим. Цим параметрам відповідають термоелектричні термометри і резистивні датчики температури. Розглянемо їхні переваги і недоліки для вибору конкретного типу приладу зробивши порівняльний аналіз.
Приблизно 50 - 60% усіх вимірів температури в промисловості виконуються термопарами, 30 -40%- резистивними датчиками температури (РДТ), а інші виміри - іншими датчиками, наприклад, термісторами оптичними пірометрами.
РДТ можна використовувати для вимірів високих температур (приблизно до 1000 °C), но на практиці виявляється важко забезпечити точність виміру, якщо температура перевищує 400 °C. Так само термопари можно використовувати для виміру температур аж до 3000 °C, але одержати достовірні дані при температурах вище 1000 °C дуже важко. РДТ і термопари працюють досить добре в діапазоні температур до 400 °C [2], що можна спостерігати з графіка на рис.3.
Був розроблений пристрій автоматичного регулювання температури зводу мартенівської печі. Він утримує температуру в заданих межах, регулюючи струм холодної води автоматичною засувкою, а також регулює рівень води у водозбірнику в заданих межах. Необхідно відзначити достоїнства і недоліки розробленого пристрою.
До достоїнств відносяться:
-низька вартість пристрою у виробництві;
-можливість гнучкого настроювання пристрою на визначені умови спрацьовування, і можливість зміни алгоритму роботи без втручання в апаратну частину (змінюючи тільки програму), проста синхронізація пристрою з комп'ютером.
-можливість виміру температури в декількох місцях на зводі одночасно.
До недоліків я б міг віднести тільки обмежену довжину ліній зв'язку (проводів) від термопар до пристрою.
Для подальшого удосконалення даного пристрою до нього можна було б додати весь спектр функцій по контролі і керуванню водяного охолодження зводу мартенівської печі, такі як:
-контроль тиску в системі і видача сигналу диспетчеру (про аварію) при падінні тиску;
-візуалізація даного процесу на комп'ютері в реальному часі.
Даний пристрій, з економічної точки зору, буде зменшувати витрати на виробництво продукції за рахунок економії палива, а також подовжувати термін служби конструктивних елементів мартенівської печі (кріплення балок, підвіси зводу), зменшить терміни ремонтного простою (обмеженої роботи).
Просуммировав орієнтовані ринкові ціни на компоненти даного пристрою станом на квітень 2009, одержав загальну вартість, що дорівнює 2300 ± 300 грн. без вартості дротів. З огляду на вартість енергоресурсів на даний час і динаміку підвищення цін на них, потрібно використовувати всі можливості по економії палива, що у свою чергу відіб'ється на собівартості, а отже і на конкурентноздатності продукту мартенівського виробництва на ринку.
1. Зайцев Ю.С. - Охлаждение свода и вертикальных каналов мартеновских печей. М.: Недра, 1985.
2. Клаассен Клаас Б. Основы измерений, электронные методы и приборы в измерительной технике. - М.:Постмаркет, 2002.
3. ГОСТ Р 50342-92.Преобразователи термоэлектрические.
4. Бриндли К. Измерительные преобразователи: Справочное Пособие. -М. : Энергоатомиздат, 1991.
5. Климовицкий М.Д., Шишкинский В.И. Приборы автоматического контроля в металлургии, 1979.
6. Лукас В.А. Теория автоматического управления. М.: Надра, 1990.
7. Кулаков М.В. Измерение температуры поверхностей твердых тел. - М. : Энергия, 1969.
8. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. – М. : Энергия, 1978.
|
|
| Статистика | Реклама | ||||||||
|
|
