Основные типовые узлы регулирования
Несмотря на большое разнообразие конструкций металлургических печей и видов тепловой обработки материалов, общность главных назначений печей (получение тепла и его передача материалу) приводит к тому, что ряд узлов систем автоматического регулирования различных печей служит для выполнения одинаковых функций. Общность функций вызывает единообразие структурного, а часто и аппаратурного построения узлов регулирования. Наиболее распространенными в системах автоматизации металлургических печей являются узлы:
1) регулирования температуры;
2) регулирования расхода и давления газа;
3) регулирования горения топлива, т. е. соотношения топливо / воздух (кислород);
4) регулирования давления в печи;
5) автоматической блокировки и сигнализации падения давления топлива, воздуха, кислорода, воды.
Основой построения всех этих узлов являются системы автоматической стабилизации регулируемой величины (температуры, расхода, соотношения, давления).
В нагревательных печах периодического действия возмущения по температуре, давлению и условиям горения топлива возникают при загрузке и выгрузке заготовок. Поступление новых холодных масс металла при загрузке и воздуха при открывании заслонок при этом могут вызвать падение температуры на несколько десятков градусов с одновременным изменением давления в рабочем пространстве. Подсосы воздуха в печь и выбивание газов из нее вызывают также изменения условий горения топлива. В зависимости от вида и емкости печи периодические возмущения такого характера могут возникать с интервалом от 5…7 до 40…60 мин.
В крупных нагревательных печах для обработки единичных изделий и в термических печах отсутствуют кратковременные возмущения, связанные с загрузкой и выгрузкой заготовок, но имеют место ступенчатые или монотонные возмущения, связанные с изменением задания регулятору в соответствии с определенной программой температурного режима нагрева. В нагревательных печах монотонные возмущения температуры могут достигать 2…2,5 град/мин, а в термических 1…1,5 град/мин.
В нагревательных и термических печах непрерывного действия возмущающие воздействия возникают из-за открытия окон при загрузке и выгрузке металла, изменения производительности печи, т. е. скорости продвижения металла через печь, и изменения сортамента обрабатываемого металла.
Случайные возмущения при работе печей вызываются колебаниями состава, теплоты сгорания и давления топлива, влажности и давления воздуха и др. Медленно меняющиеся и случайные возмущения связаны с износом и старением конструктивных элементов печи. Прогар кладки, например, сопровождается увеличением тепловых потерь теплопроводностью через нее и увеличением выбивания или подсосов газов в зависимости от режима давления в печи.
Статические и динамические характеристики металлургической печи как объекта регулирования существенно различаются по каналам температура–расход топлива, соотношение топливо–воздух–расход воздуха, давление в печи–разрежение в борове, а следовательно, различаются и передаточные функции объекта W0 по соответствующим каналам. В результате различия передаточных функций объекта, вида возмущений и заданного качества регулирования необходимо использовать регуляторы с различными и соответствующими объекту передаточными функциями Wp,что обеспечивается выбором закона регулирования и настроек регуляторов.
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 1796;