Комплексная автоматизация воздухонагревателей

В воздухонагревателях необходимо поддерживать определенный тепло­вой режим. Нормально процесс горения топлива должен заканчивать­ся в рабочем пространстве камеры горения. К моменту, когда продукты горения достигают купола, горение должно быть закончено. В куполь­ной части и в верхних рядах насадки воздухонагревателя достигает­ся наивысшая температура, поскольку выделение тепла заканчивает­ся и газ отдает тепло насадке.

В течение периода нагрева насадка аккумулирует тепло не в оди­наковой степени. В начале нагрева перепад температур продуктов горения и насадки максимальный — процесс теплопередачи идет ин­тенсивно. По мере прогрева насадки перепад температур уменьшает­ся и теплопередача замедляется. Температура продуктов горения, покидающих воздухонагреватель, непрерывно возрастает.

Для хорошего прогрева насадки необходимо поддерживать пра­вильный тепловой режим нагрева, обеспечивающий нормальное рас­пределение температур по высоте насадки, полное сжигание топлива, исключающее потерю химической энергии с продуктами горения. Все это должно сопровождаться поддержанием температуры купола и верхних рядов насадки на уровне, не доходящем до температур на­чала размягчения огнеупорного кирпича. Только автоматическое управление позволяет вести нагрев воздухонагревателей в нужном режиме.

Задачами автоматического регулирования нагрева воздухонагре­вателя являются ограничение температуры купола, температуры отходящих из воздухонагревателя продуктов горения, а также поддержание правильного соотношения топлива и воздуха для го­рения.

Автоматическое регулирование нагрева воздухонагревателя сво­дится к следующему. Горение газа регулируется с помощью специаль­ного регулятора соотношения, исполнительный механизм которого управляет регулировочным дроссельным клапаном, установленным на газопроводе, подводящем газ к горелке.

На мембрану регулятора в качестве импульса, характеризующего расход воздуха, подается величина разрежения на всасе вентилятора горелки. При изменении количества воздуха, подаваемого вентиля­тором, регулятор обеспечивает подачу газа в соответствии с заданным соотношением.

Нагрев воздухонагревателя предусматривает три периода. Первый период — начало и максимальный нагрев с использованием полной мощности вентилятора при определенном соотношении газ — воз­дух. Второй период определяется нагревом купола до фиксированной допустимой температуры. Соотношение газ — воздух меняется в сто­рону уменьшения количества газа. Вентилятор сохраняет число оборотов, шторки регулятора остаются максимально открытыми. Дросселем регулировочного клапана уменьшается количество посту­пающего газа; увеличивается относительное количество воздуха, и температура купола снижается; нижние слои насадки воздухона­гревателя лучше нагреваются. При понижении температуры купола ниже определенного предела возвращается режим первого периода. Смена режимов первого и второго периода повторяется до тех пор, пока насадка по всей высоте не прогреется, после чего начинает повышать­ся температура в поднасадочном пространстве.

Третий период определяется температурой в поднасадочном про­странстве. Если достигнута определенная допустимая температура, одновременно снижается количество воздуха и газа. Снижение тем­пературы в поднасадочном пространстве снова автоматически возвра­щает режим второго периода.

Автоматическое управление воздухонагревателями предусматри­вает не только поддержание соответствующего теплового режима, но и необходимый порядок переключения клапанов при переводе воз­духонагревателя с нагрева на дутье и обратно.

Автоматическое переключение клапанов воздухонагревателей дает возможность сократить продолжительность переключения за счет сокращения пауз между работой отдельных клапанов, что дает за­метный выигрыш во времени нагрева и повышает тепловую мощность воздухонагревателей. Автоматическая перекидка клапанов исклю­чает ошибки персонала в последовательности открывания и закры­вания отдельных клапанов, которые могут привести к взрывам газа.

Порядок перекидки клапанов при переводе воздухонагревателя с нагрева на дутье при последовательном режиме их работы следующий:

а) закрывается регулировочно-отделительный клапан;

б) выключается мотор вентилятора;

в) закрывается отделительный клапан;

г) закрываются последовательно дымовые клапаны;

д) открывается перепускной клапан на клапане холодного дутья для выравнивания давления между воздухонагревателем и воздухо­проводом холодного дутья;

е) открывается клапан горячего дутья;

ж) открывается клапан холодного дутья.

После постановки данного воздухонагревателя “на дутье” воз­дух в доменную печь поступает одновременно через два воздухонагре­вателя.

Затем остывший воздухонагреватель ставится на нагрев. При этом должен соблюдаться следующий порядок перекидки клапанов:

а) закрывается клапан холодного дутья и перепускной клапан;

б) закрывается клапан горячего дутья;

в) открывается перепускной клапан для выравнивания давления в воздухонагревателе и дымовом борове;

г) открываются последовательно один за другим дымовые кла­паны;

д) открывается отделительный клапан;

е) открывается регулировочно-отделительный клапан;

ж) включается мотор вентилятора.

Импульсом для постановки “на дутье” нагретого воздухонагрева­теля служит положение дросселя смесительного клапана. Закрытый дроссель сигнализирует об исчерпании возможности нагрева возду­ха в воздухонагревателе.

Реле, работающее в функции путевого выключателя этого клапа­на, дает импульс на последовательную работу клапанов для перевода “на дутье” очередного воздухонагревателя. Затем автоматически пере­водится на нагрев охлажденный воздухонагреватель. Автоматическая перекидка может также производиться по времени: импульс на пере­кидку система получает от специального реле времени. После поступ­ления импульса от дросселя смесительного клапана последовательно включаются приводы клапанов.

Автоматическая перекидка клапанов требует надежного контроля воспламенения.газа и непрерывного контроля процесса горения. В период нагрева воздухонагревателя может понизиться давление газа, при этом возникает необходимость защиты газопровода от попада­ния воздуха. Может также выйти из строя вентилятор. В обоих слу­чаях нужно прекратить подачу газа, закрыв регулировочно-отде­лительный клапан.

Контроль наличия факела в начальный период пуска горелки и процесса горения осуществляется специальным фотореле, установлен­ным в корпусе горелки. Фотореле реагирует только на пламя и не реагирует на раскаленную стенку камеры горения.

При невоспламенении газа или потухании пламени фотореле дает импульс на закрывание регулировочно-отделительного клапана и оста­новку вентилятора.