Доменна піч, колошниковий газ, автоматичне регулювання тиску, мікроконтролер, регулятор, автоматизована система, моделювання

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до дипломного проекту: 93 стор., 19 рис.,
11 таблиць., 24 джерела.

Об'єкт розробки – Автоматизована система регулювання тиску газу на колошнику ДП-5 в умовах ПАТ "Арселор-Міттал Кривий Ріг".

Мета роботи – автоматизувати процес виробництва чавуну в доменної печі у часті регулювання тиску газу на колошнику, поліпшення умов проходження процесу плавки чавуну, зменшення необхідної кількості коксу на тону готової продукції доменної печі, збільшення продуктивності доменної печі..

Мета дослідження та апаратура - аналіз існуючої системи регулювання тиску газу. Дослідження можливості її удосконалення завдяки застосуванню сучасної вимірювальної та мікропроцесорної техніки. Одночасно здійснюється заміна морально та фізично застарілих технічних засобів виміру та регулювання на сучасні цифрові на базі мікропроцесорної техніки.

Результати роботи можуть стати основою для створення комплексної системи автоматичного регулювання тиску газу на колошнику ДП-5 в умовах ПАТ "Арселор-Міттал Кривий Ріг".

ДОМЕННА ПІЧ, КОЛОШНИКОВИЙ ГАЗ, АВТОМАТИЧНЕ РЕГУЛЮВАННЯ ТИСКУ, МІКРОКОНТРОЛЕР, РЕГУЛЯТОР, АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА, МОДЕЛЮВАННЯ

ЗМІСТ

ВСТУП............................................................................................................. 8

1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА........................................................................ 10

1.1 Технологічний процес виплавки чавуну на доменній печі ДП-5....... 11

1.2 Колошниковий газ як вторинний продукт виплавки чавуну в доменній печі 18

1.3 Технологічні особливості автоматизації доменного виробництва.... 22

1.3.1 Основні функції АСУ ТП доменної печі №5................................ 24

1.4 Огляд існуючих рішень....................................................................... 28

1.5 Розробка основних вимог до системи................................................. 29

2 ОСНОВНА ЧАСТИНА.............................................................................. 31

2.1 Розробка функціональної схеми автоматизації регулювання тиску газу на колошнику ДП-5........................................................................................ 32

2.2 Вибір технічних засобів автоматизації............................................... 35

2.2.1 Вибір вимірювальних перетворювачів......................................... 35

2.2.2 Вибір виконавчих механізмів........................................................ 38

2.2.3 Вибір мікропроцесорних засобів для реалізації системи............ 40

2.3 Розробка структурної схеми системи................................................ 48

2.4 Розробка алгоритму функціонування системи................................... 51

2.5 Моделювання системи......................................................................... 53

2.5.1 Обґрунтування математичної моделі об'єкта регулювання й визначення її параметрів............................................................................................... 53

2.5.2 Розрахунок регулятора і його параметрів................................... 55

2.5.3 Моделювання АСР тиску колошникового газу........................... 58

3 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА....................................................................... 63

3.1 Економічне обґрунтування впровадження мікропроцесорної системи регулювання тиску колошникового газу в доменній печі............................................. 64

3.2 Визначення величини капітальних вкладень і додаткових експлуатаційних витрат.................................................................................................................... 68

3.3 Визначення економічної ефективності впровадження системи.......... 71

4 ОХОРОНА ПРАЦІ..................................................................................... 75

4.1 Вибір і характеристики будівельного майданчика ДП-5................... 76

4.2 Аналіз основних шкідливих і небезпечних факторів ДП-5................ 77

4.3 Заходи щодо нормалізації шкідливих і небезпечних факторів ДП-5 80

4.4 Вибір засобів індивідуального захисту.............................................. 85

4.5 Розрахунок санітарно побутових приміщень і споруд...................... 87

4.6 Пожежна профілактика........................................................................ 88

ВИСНОВКИ.................................................................................................. 91

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ...................................................... 92

ВСТУП

Складність технологічного процесу виробництва чавуну, розмаїтість збурювань, прикладених у різних місцях технологічної лінії, приводять до того, що процес виробництва чавуну характеризується великим числом контрольованих і регульованих величин і керуючих впливів.

У загальному процесі керування виробництвом чавуну можна виділити наступні складові керування:

а) формування запасу шихтових матеріалів на бункерній естакаді;

б) набір і подача шихтових матеріалів на колошник;

в) завантаження шихтових матеріалів у доменну піч;

г) нагрівання дуття й подача його в доменну піч;

д) подача в піч природного газу й додаткового палива;

е) виплавка чавуну;

ж)випуск продуктів плавки;

з) очищення колошникового газу.

У дипломному проекті вирішуються проблеми, зв'язані безпосередньо з виплавкою чавуну в доменній печі, а саме забезпеченням роботи доменної печі з раціональним тиском газу на колошнику.

Підвищення тиску газу на колошнику впливає на газодинаміку доменного процесу, саме й продуктивність, що лімітує в сучасних умовах, доменних печей.

Збільшення тиску газу на колошнику досягається введенням додаткового опору на шляху руху газу на виході з доменної печі. Звичайний тиск газу на колошнику становить 110 кПа.

Внаслідок підвищення підпору газів перед додатковим опором зростає тиск газів не тільки на колошнику, але й у повному обсязі печі, а значить підвищується тиск дуття, що розвивається повітродувкою.

Підвищення тиску газу у фурм із Р1ф до Р2ф без зміни масової кількості дуття зменшує його обсяг пропорційно відношенню Р2ф/Р1ф відповідно до чого знижується швидкість газів і перепад тиску газів між горном і колошником DРг-к. При постійній масовій витраті дуття втрата напору при русі газу через шар шихтових матеріалів приблизно обернено пропорційна абсолютному тиску газу.

Якщо прийняти що при звичайному тиску газу на колошнику 110 кПа перепад тиску DРг-к досягав критичного значення, перевищення якого викликало б порушення сходу шихти, то зниження перепаду тиску при переході на роботу з підвищеним тиском газів у робочому просторі печі дозволяє збільшити обсяг і швидкість газу шляхом збільшення масової кількості дуття до досягнення критичного перепаду тиску.

Ступінь підвищення тиску газів у робочому просторі печі оцінюється величиною тиску газів на колошнику.

Ефективність підвищення тиску газів залежно від умов роботи печі й величини тиску різна. При підвищенні тиску газів на колошнику до 180 кПа продуктивність печі збільшується на 5%, витрата коксу знижується на 2%, винос пилу скорочується на 35%.

Подальше підвищення тиску газів у робочому просторі печі сприяє поліпшенню показників доменної плавки. Так, підвищення тиску газу на колошнику з 200 до 250 кПа на Череповецькому меткомбінаті супроводжувалося збільшенням продуктивності печі на 2% і зниженням витрати коксу на 0,5% на кожні 10 кПа підвищення тиску газу на колошнику.

Таким чином, висока ефективність впровадження режиму роботи печей з підвищеним тиском газу на колошнику, досягається при підтримці його значення на раціональному рівні не порушує нормальний схід шихти, що свідчить про актуальність розробки автоматизованої системи регулювання тиску газу на колошнику.

У дипломному проекті надалі приділена увага системі стабілізації тиску газу під колошником, розробці її схеми, вибору комплексу технічних засобів.

Дата добавления: 2015-09-01