Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Апреля 2014 в 17:54, реферат
Работы по автоматизации доменного производства проводятся в нескольких направлениях, главными из которых являются:
-механизация и автоматизация подачи и загрузки в печь шихтовых материалов в соответствии с требованиями технологии процесса и задачами его автоматического регулирования;
- оптимизация доменного процесса, т.е. такое его осуществление, которое обеспечивает получение максимальных, с точки зрения поставленной задачи, результатов путем определенного сочетания различных факторов.
Кривые разгона аппроксимируются переходными функциями апериодического звена и звена чистого запаздывания, основными параметрами этих звеньев являются постоянная времени Т, коэффициент
передачи (усиления) К и время запаздывания т. В таблице 1 приведены значения этих параметров по некоторым каналам локальной стабилизации и управления. Из таблицы видно, что динамические характеристики по каналам стабилизации температуры, влажности, давления и т.д. существенно отличаются от характеристик по параметрам управления тепловым режимом, выходной координатой которого является содержание кремния в чугуне на выпусках из доменной печи. Если для первых значения запаздывания и постоянных времени измеряются секундами, то для вторых - часами.
На рисунке 2 приведена экспериментальная кривая разгона по каналу изменение содержания кремния в чугуне на выпуске из печи - изменение расхода кокса в подачу. Параметры аппроксимирующихся звеньев для этой печи объемом 2700 м3 составляют: ? = 4 ч; Т = 5,3 ч. Общее время переходного процесса 12-13 ч. Естественно, что управление режимом нагрева печи является более сложной задачей, чем стабилизация параметров горячего дутья.
Выше уже указывалось, что случайный характер явлений, протекающих в рабочем пространстве доменной печи, и нестационарность процесса затрудняют определение статических и динамических характеристик объекта, поэтому в последние годы получили распространение статистические методы исследования процесса по данным, полученным в ходе нормальной эксплуатации печи.
Применение статистических методов исследования стало возможным вследствие широкого применения электронных цифровых вычислительных машин (ЭВМ), так как эти методы требуют большой вычислительной работы.
Таблица 1 - динамические характеристики доменной печи
Выходная величина |
Входная величина |
Параметры динамических Звеньев |
|||
? |
Т |
? |
|||
Температура горячего дутья (термопара в стальном чехле) |
Положение смесительного клапана |
20 с |
80 с |
||
Влажность дутья (психрометрический датчик влажности) |
Расход пара на увлажнение дутья |
45 с |
135 с |
||
Давление колошникового газа (сильфонный, компенсационный манометр) |
Положение регулирующей заслонки на дроссельной группе |
3 с |
32 с |
||
Перепады давления по высоте шахты печи: |
Расход дутья |
||||
а) верхний перепад |
2 с |
48 с |
|||
б) нижний перепад (сильфонный дифманометр) |
2 с |
39 с |
|||
Расход дутья через фурму (сильфонный дифманометр) |
Положение дроссельной заслонки в фурменном рукаве |
0,26 с |
1 с |
||
Температура купола воздухонагревателя (термопара в стальном чехле) |
Коэффициент расхода воздуха |
18с |
88 с |
||
Содержание кремния в чугуне на выпусках (доменная печь объемом 1518 м3) |
Температура горячего дутья |
1 ч |
5 ч |
||
То же |
Влажность дутья |
1,5 ч |
5 ч |
||
То же |
Рудная нагрузка на кокс |
4,5 ч |
6 ч |
||
Динамические свойства объектов в известной мере отражаются автокорреляционными и взаимокорреляционными функциями различных параметров процесса. На рисунке 3, а и б показаны авто - корреляционные функции. Время затухания этих функций составляет в среднем около 400 мин.
На рисунке 3, в приведена взаимокорреляционная функция, показывающая связь между рудной нагрузкой на кокс (Р/К) и содержанием кремния в чугуне (Si) на выпусках из доменной печи. Коэффициент взаимной корреляции достаточно высок (максимальное r = 0,7), а сдвиг максимума функции относительно начала координат характеризует инерционность системы по этому каналу. Этот сдвиг составляет примерно 10 ч, что хорошо согласуется с экспериментальными данными, приведенными выше. Из сказанного следует, что статические и динамические характеристики доменного процесса могут быть получены известными аналитическими - балансовыми расчетами, составлением дифференциальных уравнений, экспериментальными методами нанесения пробных возмущений или статистическими исследованиями. Инерционность объекта по отдельным каналам существенно различается. В большинстве случаев связи между параметрами процесса нелинейны, поэтому характеристики процесса зависят от конкретной производственной ситуации.
Рисунок 3 - автокорреляционные и взаимокорреляционные функции:
а - общий перепад давления; б - скорость схода шихтовых материалов; в-рудная нагрузка на кокс - содержание кремния в чугуне на выпусках