CC BY
8Результата моделювання подано на рис. 1 у ви-глядi графЫв, яш показують результати розраху-нку температури переднього та заднього кiнцiв смуги.
Висновок: Пропонуеться математична модель температурних режимiв прокатки сортових профь лiв, яка дозволить удосконалити управлшня темпе-ратурним режимом прокатки та оптимiзувати тех-нологiчнi параметри для усунення нерiвномiрностi розподiлу температури по довжиш смуги.
Список лiтератури
1. Бахтинов, В. Б. Технология прокатного производства / В. Б. Бахтинов. - Москва, Металлургия, 1998. - 488 с.
2. Соседкова, М.А., Дубинский, Ф.С., Дукма-сов, В.Г., Выдрин, А.В. Моделирование температурных процессов с целью совершенствования технологии сортовой прокатки // Вестник ЮурГУ. Челябинск: Серия «Металлургия». - 2010. - с. 71-75.
УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛ1ННЯ КОТЛОМ-УТИЛ1ЗАТОРОМ МЕТОДИЧНО! ПЕЧ1
Добровольська Л. О.
кандидат технгчних наук, доцент доцент кафедри автоматизацИ i комп 'ютерних технологт Приазовського державного технiчного утверситету, Украша
Карпенко В.€.
магiстр кафедри автоматизацИ i комп 'ютерних технологш Приазовського державного техтчного ymiверситету, Украша
IMPROVEMENT OF THE AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE RECOVERY BOILER OF
THE METHODICAL FURNACE
Dobrovolska L.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Associate Professor, Department of Automation and Computer Technologies
Priazovskyi State Technical University, Ukraine
Karpenko V.
Master, Department of Automation and Computer Technologies Priazovskyi State Technical University, Ukraine
Анотащя
У статп розглядаеться модершзащя Koraa-yTrai3aTOpa методично! ne4i, яка дозволить тдвищити ефе-ктившсть роботи за рахунок удосконалення управлшня технолопчним процесом та шляхом замши техш-чних засобiв автоматизаци на бшьш сучасш.
Abstract
The article considers the modernization of the boiler-utilizer of the methodical furnace, which will increase the efficiency of work by improving the control of the technological process and by replacing the technical means of automation with more modern ones.
Ключов1 слова: котел-yтилiзатор, температурю режими, барабан, газоаналiзатор, солемiр, калорифер, сшвввдношення природний газ-повиря.
Keywords: waste heat boiler, temperature regime, drum, gas analyzer, salt meter, air heater, natural gas-air ratio.
Постановка проблеми. Для енергетичних га-лузей промисловосп знач-ним потенщалом розви-тку е рацiоналiзацiя споживання паливо-енергетич-них ресурсiв. На пiдприемствах чорно! металургii для забезпечення технологiчного процесу викорис-товуються первиннi ресурси (природний газ, кокс, вугшля, мазут та ш). Цi процеси супроводжуються виробленням високопотенцiйних вторинних ресур-сiв у виглядi газiв, що вiдходять, з температурою ввд 400 до 1500 оС. Також до вторинних ресурав можна вiднести тепло основно! та промiжноi продукцп, тепло гарячо! води та пари, вiдпрацьованих у техно-логiчних силових установках.
Завдання максимального використання вторинних ресурав мае як економiчне, так й еколоп-чне значення, так як зниження витрат палива, що за-безпечуеться використанням вторинних енергоре-сурав, зменшуе кiлькiсть шшдливих викидiв та знижуе забруднення довкiлля.
Рiшенням щодо утилiзацii теплових та горючих вторинних ресурав е застосування котлiв-ути-лiзаторiв (КУ). Тому своечасна модершзащя, що за-безпечуе високоефективну роботу котлiв-утилiзато-рiв, е дуже актуальною.
Анaлiз останшх досл1джень i публшацш. У свiтi накопичено значний науково-дослщний мате-рiал та досвiд розробки та впровадження техноло-гiй, що тдвищують ефективнiсть роботи котлiв-
утилiзаторiв. Широко вiдомi ро-боти у цьому на-прямi М.Гроля (Нiмеччина); Ю.Ф.Майданiка, В.М.Кiсeeва, Г.В.Кузнецова (Роая); М.Б.Х.Ман-теллi (Бразилiя); М.К.Безродного (Укра!на); I.Л.Пi-оро (Канада).
На основi аналiзу вщомих лiтературних даних, шдтверджено, що головною з особливостей, що вь дрiзняють КУ ввд звичайних промислових котлiв е те, що проввдним регулюючим параметром е не ви-роблення пари, яка визначае витрату необхвдно! енерги палива, а к1льк1сть енерги, що вноситься потоком технолопчних газiв, що ввдходять, i визнача-ють вироблення пари, як реакцш КУ на режим те-плово! роботи, що задаеться технологiчним агрегатом. У КУ витрати та температура газу задаш. Управлiння КУ полягае в то-му, щоб забезпечити надшну утилiзацiю теплоти газiв, що ввдходять, з технолопчно! установки шляхом утворення вщпо-вщно! кiлькостi пари заданих параметрiв (тиску та температури пари). КУ е важливою ланкою в утиль заци теплових та горючих вторинних ресурав, тому ефективна його робота дуже важлива [1].
Мета статт - шдвищення ефективносп роботи котла-утилiзатора за рахунок удосконалення управлiння технологiчним процесом та шляхом замши техшчних засобiв автоматизацл на бiльш су-часш
Виклад основного матерiалу. На методичних печах на станi 3000 використовують ушфшоваш ко-тли-утилiзатори ПКК-100/45-200-5.
Котел-утилiзатор е пасивним об'ектом управ-лшня i залежить ввд роботи методично! печ^ З цього випливае, що АСУ ТП котла-утилiзатора та АСУ ТП методично! печi мають бути взаемопов'я-занi мiж собою.
Котел-утилiзатор призначений для утилiзацi! димових газiв, що вiд-ходять вiд методично! печi та для пiдiгрiву повiтря, що надходить на пiч для го-рiння палива.
Управлiння котлом утилiзатором полягае в тому, щоб забезпечити на-дшну утилiзацiю теплоти вiдхiдних газiв технологiчно! установки шляхом утворення ввдповщно! кiлькостi пари заданих пара-метрiв (тиску та темпера-тури перегрiву).
Барабан котла-утилiзатора е основним елемен-том, тому, що в ньому вщбуваеться накопичення насичено! пари, подiл пароводяно! емульсi! на пару i воду, з барабана здшснюеться подача води у випа-рнi поверхнi на^ву, а також подача насичено! пари в паропере^вач.
Основним параметром, який пiдлягае регулю-ванню, е рiвень барабана котла-утилiзатора. При зменшеннi рiвня в барабанi котла-утилiзатора, мо-жливий перегрiв i прогар випарних поверхонь на-грiву, внаслвдок зменшення об'ему води, що надхо-
дить з барабана котла-утилiзатора в випарнi повер-хнi нагрiву. При збiльшеннi рiвня в барабанi котла-утилiзатора, можливе закидання котлово! води в па-роперегрiвач, а це в свою чергу може призвести до прогару паропере^вача i попадання крапельок води разом з парою на лопатки турбши, що приз-веде до миттевого руйнування лопаток турбши.
Рiвень у барабаш котла-утилiзатора залежить ввд багатьох параметрiв: витрати поживно! води, паропродуктивносп котла, тиску в барабаш.
При зб№шенш витрати поживно! води ввдбу-ваеться спочатку рiзке зниження рiвня пароводяно! емульсi! в барабаш котла-утилiзатора, внаслiдок охолоджувально! дi! води, а також це викликае не-велике зменшення паро-утворення. При зменшенш витрати поживно! води в1дбуваеться набухання пароводяно! емульсi!, що викликае збшьшення рiвня в барабанi котла- утилiзатора, i призводить до зменшення тиску в барабаш.
На котлi-утилiзаторi е системи автоматичного регулювання рiвня води в барабанi-парозбiрнику, а також температури та рiвня води в колодязьохоло-джувачi. Автоматичне регулювання рiвня води в барабанi-парозбiрнику здшснюеться тршмпульс-ним регулятором, який впливае на регулюючий клапан на вузлi живлення котла-утилiзатора. 1мпу-льсами для регулювання служать: рiвень води в ба-рабанi-парозбiрнику, витрата поживно! води на ко-тел-утилiзатор i витрата пари ввд котла-утилiзатора [2].
Оск1льки регулювання рiвня води в барабанi е важливим, пропонуеться використовувати матема-тичну модель контура регулювання рiвня води в ба-рабанi котла, рис. 1. Вщ регулятора керуючий вплив через перетворювач, що е трипозицшним ре-лейним елементом, надходить на виконавчий меха-шзм. Як виконавчий мехашзм використовуеться за-сувка з електроприводом, моделлю якого е щеальна ланка, що iнтегруе, з коефщентом К1. Об'ект керу-вання - барабан КУ.
Коефiцiент К1 характеризуе змiну витрати води залежно в1д положення заслiнки:
К =
T
(1)
де Qmax - максимальна пропускна спромож-шсть трубопроводу, кг/сек;
Т - час повного ходу вихвдного валу, сек. Так як об'ектом управлшня е барабан котла, в якому змша витрати води викликае змiну рiвня, то це ланка, що штегруе. Коефiцiент К2 визначаеться за такою формулою:
1
К =
S ,
де S - площа резервуару (барабану), м2.
Рис. 1 - Контур регулювання рiвня води в 6apa6aHi
Також в ходi проведення модершзацп рекоме-ндуеться зробити настyпнi заходи:
1). Встановити у пвдйомному димарi м1ж пiччю та КУ газоаналiзатори на О2 та СО - MRU SWG 300, що дозволить контролювати повноту згоряння па-лива та попадання кисню в КУ, яке може призвести до швидко! окислюваносп та виходу з ладу трубок, що входять до КУ.
2). Необидно здшснювати контроль хiмiчного складу води в барабанi, поживно! води на котел, який зараз проводиться наступним чином: проводиться взяття проби, потiм проба ввдправляеться в хiмiчнy лабораторiю, далi iнформацiя про вмют солi у водi надходить назад на пульт керування КУ. Тому рекомендуеться встановити солемери МАРК-602Т на поживну воду i в солоний вiдсiк барабана котла (вмют солi визначаеться непрямим шляхом по солевмюту в солоному ввдаку), що прискорить отримання шформаци про вмют солi у водi i, ввдпо-вiдно, пвдвищить як1сть управлшня технологiчним процесом.
3). Перед подачею на рекуператор необхвдно пiдiгрiти повiтря. Це робиться для того, щоб волога холодного повиря при зiткненнi з гарячими трубками з продуктами згоряння, що ввдходять, миттево не конденсувалася на трубках, не ввдбувалася коро-зiя трубок i поява на них отворiв. У системi перед-бачено калорифер, який тддршае повiтря перед подачею його на рекуператор для подальшого пвдь ^ву та подачi на спалювання, який опалюеться за рахунок подачi на нього насинено! пари. Рекомендуеться розробити автоматичну систему пiдiгрiвy повиря до певно! задано! температури. Необхвдно вимiрювати температуру повiтря на виходi з калорифера i вимiрю-вати витрату насичено! пари, що
подаеться на опалення калорифера. Порiвнюючи необхвдну температуру повiтря iз заданою, необхь дно, вiдповiдно, збiльшyвати або зменшувати витрату насичено! пари. Тим самим, на виходi з калорифера отримуватимемо повiтря з постшною температурою i, отже, система регулювання дозволить не залежати температyрi повиря, що виходить, вiд температури, що входить, за рiзних температурних умов.
4). Осшльки трубки рекуператора пiддаються корозп, i в них з'являються отвори, то ввдбуваеться переход вiдпрацьованих димових газiв з трубок в повиря, що пщ^ваеться, i зменшуе ввдсотковий вмiст кисню в загальному обсязi повiтря. Тому в си-стемi регулювання спiввiдношення природний газ-повиря рекомендуеться встановлення газоаналiза-торiв MRU SWG 300 на кисень перед входом повь тря на рекуператор i пiсля виходу повiтря з нього.
Ус пропозицi!' щодо модершзацп будуть вра-хованi пiд час розробки фyнкцiонально!' схеми ав-томатизаци.
Висновок. Запропонована модернiзацiя дозволить пвдвищити ефективнiсть роботи котла-утиль затора за рахунок вдосконалення yправлiння техно-логiчним процесом та шляхом замши техшчних за-собiв автоматизацi! бшьш сучасними.
Список л1тератури
1. Бойко, В.И. Автоматизированные системы управления технологическими процессами в черной металлургии: учебное пособие / В.И. Бойко, В.А. Смоляк. - Днепродзержинск, 1997. - с. 507.
2. Глинков, Г.М. АСУ ТП в черной металлургии / Г. М. Глинков, В.А. Маковский. - М.: Металлургия, 1999. - 310 с.
МОДЕРШЗАЦ1Я МЕТОДИЧНО1 ПЕЧ1 НА ОСНОВ1 ВИКОРИСТАННЯ БЕЗПОЛУМ ЯНИХ
ПАЛЬНИКГВ
Добровольська Л. О.
кандидат технгчних наук, доцент доцент кафедри автоматизацИ I комп 'ютерних технологш Приазовського державного техтчного унгверситету, Украна
Шкапа Г.О.
маг1стр кафедри автоматизацИ I комп 'ютерних технологш Приазовського державного техтчного унгверситету, Украна
