Способ контроля за работой руднотермической электропечи

Способ контроля за работой руднотермической электропечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 998840

Союз Советских

Социалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 180581 (21) 3291396/22-02 (ф )М g 3

F 27 9 19/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

ССС Р но делам изобретений. и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230283. Бюллетень № 7 (33) УДК 621. 365.

° 21(088.8) Дата опубликования описания 230283 (72) Автор изобретения

Р.С. Иоффе т 1

Ф / у

I 4

Ленинградский государственный научно- <..-„.. „ исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (71) Заявитель.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ 3А РАБОТОЙ

РУ;цНОТЕРХИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к закрытым .рудйотермическим электропечам, например .фосфорным, карбидным, ферросплавным,.и может .быть использовано для управления работой электропечью.

Надежность и работоспособность закрытой руднотермической электропечи в значительной мере зависит от надежности и работоспособности эат рузочных патрубков.

Известен способ контроля за работой закрытой руднотермической электропечи, согласно которому с помощью датчиков контролируется на-. личие шииты на определенном уровне в зонах между загрузочным патрубком и ближайшим к этому патрубку электроду.

Способ позволяет судить о выходе загрузочного патрубка иэ строя и своевременно остановить печь на замену загрузочных патрубков (11.

Однако конструктивное решение датчика и его установка сложны. Датчики со стандартными блоками гаммареле излучения не имеют необходимой мощности для просвечивания ванны мощных фосфорных печей, а сближение излучателя и приемника значительно усложняет конструкцию печи, и требует значительных дополнительных затрат. При авариях на печи, что имеет место на практике, не исклю-.

5 чается возможность радиоактивного заражения материалов, находящихся в ванне, что опасно для обслуживающего персонала.

Наиболее близким по технической

1Q сущности к изобретению является спо соб контроля эа работой закрытой руднотермической печи; включающий постоянную подачу шихты в ванну печи и определение наличия шихты в тракте, состоящим из печного бункера, течек и загрузочного патрубха, измерение расхода шихты по каждому тракту, измерение и поддержание избыточного давления печных газов в ванне печи. Состояние загрузочными патрубков определяется путем вскрытия ванны и визуального осмотра загрузочных патрубков 1.2). .Однако известный способ не обеспечивает необходимый контроль эа работоспособностью загрузочных патрубков: по показаниям наличия шихты в тракте,,измерение .расхода шихты по каждому тракту, измерение и поддержание давления газов в ванне не обеспечивает ни стойкости эагру998840 зочных патрубков на период межкапитального пробега печи, ни контроль эа состоянием загрузочного патрубка

Вскрытие печи производится при капитальном ремонте печи, вызванном потерей ее работоспособности по причине, чаще всего выхода из строя электрододержателя.

Отсутствие контроля аа состоянием загрузочных патрубков в процессе эксплуатации печи не позволяет оп ределить время потери работоспособности загрузочного патрубка, что приводит к выходу из строя электрододержателя и длительной остановке печи для выполнения большого объема ремонтных работ по замене Йлектрододержателя и загрузочных патрубков.

Длительные простои, связанные с выполнением ремонтных работ, снижают годовую производительность печи. . Выход из строя электрододержателей сопровождается попаданием воды в ванну печи, что чревато взрывом.

Уменьшение количества вышедших из строя электрододержателей. снижает возможность аварийных ситуаций и повышает безопасность эксплуатации печи.

Целью изобретения является увеличение производительности печи за счет своевременной остановки печи на ремонт сразу же по выходе из строя загрузочных патрубков и повышение безопасности эксплуатации печи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему постоянную подачу шихты в ванну печи и определение наличия шихты в тракте, состоящем из печного бункера, течек и загрузочного патрубка, измерение расхода шихты по каждому тракту, измерение и поддержание избыточного давления печных газов в ванне печи, измеряют давление газов в двух точках над крышкой печи на участке, тракта шихты с постоянным по длине этого участка потоком газа, истекающим из ванны печи, в период времени, в течение ко- торого по каждому тракту сработан объем шихты не менее трех объемов течки и загрузочного патрубка, определяют за этот период средние величины давления газов в ванне печи Р 1) и в двух точках тракта шихты Р и Р, после чего определяют длину разрушенного участка каждого загрузочного патрубка по формуле

„ П 2 П Р1 e= K — =-e И, P Р Р1 — Р где,, ц — первоначальные длины тракта шихтй от торца (выпускного отверстия) загрузочного патрубка до первой и второй точек замера дав-, ления газов в тракте шихты; длина, эквивалентная местным сопротивлениям тракта шихты, и при Ь82р, где С вЂ” первоначальная величина зазора между уровнем шихты в ванне и торцом электрододержателя, произ-. водят замену загрузочного патрубка.

Кроме того, при прохождении по тракту шихты постоянного потока газа, истекающего из ванны печи, изме1,0 ряют давление газа в одной точке над крышкой печи в период времени, в течение которого по каждому тракту сработан объем шихты не менее трех объемов течек и загрузочного патруб15 ка, определяют за этот период средние величины давления газа в ванне печи Pl1 и тракте шихты Р1, после чего определяют длину разрушенного участка каждого загрузочного патрубрц ка по формуле

Рв Р1 е==е„- =е+е; р, 1 Р1 У где Š— первоначальная длина тракта шихты от торца загрузочного патрубка до точки замера давления газов в тракте шихты, Р— первоначальная длина загрузочного патрубка и течки; P g — длина, эквивалентная местным сопротивлениям тракта. шихты, и при Ь г ) с, где С вЂ” первоначальная величина зазора между уровнем шихты в ванне и торцом электрододержателя, производят замену загрузочного патрубка.

За счет избыточного давления в ванне печи часть печных газов просачивается через шихту, находящуюся в тракте шихты, теряя давление по длине этого тракта. Загрузочный пат4О рубок и течка имеют постоянное сечение no длине, расположены вертикально или с малым отклонением от вертикального. Формулы, рекомендо. ванные литературой для расчета по45 терь давления газов в шахтных печах и трубах, заполненных шихтой или другим кусковым материалом, невозможно непосредственно использовать для определения разрушенного участка загрузочного патрубка.

Для загрузочного патрубка и теч-ки при постоянном составе шихты и с учетом местных сопротивлений предлагаем зависимость:

55 ll 11 4

p„p, е+е где P Р1 и Р.2 — давление газа в и ванне и точках тракта шихты; „ длина тракта шихты от торца загрузоч ного патрубка до точек замера давления газов в тракте, — длина, эквивалентная местным со ротивлениям °

Величина местных сопротивлений в основном определяется температурой

998840 и составом печных азов, которая определяется регламентом и не имеет значительных колебаний, и геометрией тракта шихты. Обгорание загрузочного патрубка практически не сказы- . вается на величине. местных сопротив.лений и поэтому эта величина может

ыть определена экспериментально в ачальный период эксплуатации печи.

Обгорание загрузочного патрубка на величину М, хотя и меняет величины давлений газа в точках тракта шихты, но пропорциональность в потере. давления газов и длин оставшихся участков тракта выполняется п » 1 ь + 1 .

Р„-Р, д +В

-Эта зависимость позволяет по результатам замера давления газа в ванне печи и точках тракта опреде-. лить длину разрушенного участка заг-рузочного патрубка.

Для снижения загазованности в цехе на фосфорных печах производят подачу инертного газа в верхнюю часть тракта шихты, однако количество инертного газа относительно мало и просачивание печных газов через тракт шихты имеет место. На других печах, например ферросплавных, для снижения загазованности в цехе используется отбор газа из верхней части тракта.

Если точки замеров давления взяты между печью и местом отбора газа или подачи инертного газа, наличие отбора или подачи газа не сказывается на расчет длины разрушенного участка загрузочного патрубка, Если точка замера давления находится выше места отбора или подачи газа, расчет значительно усложняется, так как вводятся -новые параметры (объем отобранного или поданного газа, сопротивление участков. тракта и т.д.) . К тому же использование системы отбора газа из тракта или подачи инертного газа несовершенны, и замер объема газа производится с малой точностью.

Точки замеров давления газа в тракте шихты выбраны над крышкой печи, исходя из удобства подсоединения датчиков давления, так как выше крышки печи к тракту шихты имеется свободный подход.

Шихта, в среднем, имеет постоянный фракционный состав и гидравлическое сопротивление, однако вследствие различных, процессов сегрегации отдельные объемы шихты могут иметь колебания во фракционном составе и гидравлическом сопротивлении.

Поэтому для получения надежных результатов необходимы .измерения при многократной, не менее 3 раз, сме.не шихты в измеряемом отрезке тракта, т..е. в загрузочном патрубке и течке. Так как давление печных газов в ванне сохранить постоянным не представляется возможным, то используем статистическую обработку результатов замера давления в ванне и в тракте шихты за период времени, в течение которого по тракту пройдет объем шихты не.менее--З объемов течек и загрузочного патрубка.

На практике наиболее рационально принять отрезок времени, за который. .определяют среднюю величину давления газов в ванне и тракте, равный одной смене. При таком отрезке-времени удобно осуществить ответственность персонала за состоянием заг-. рузочного патрубка. За одну смену («) при выполнении регламентных показателей работы и проектной производительности по каждому тракту, например фосфорной печи РКЗ-72ф, будет сработан объем шихты не менее 12 м при объеме шихты, заполняющей течку и загрузочный патру. бок 2,6 м .

Разрушение .загрузочного патрубка, на определенную величину h P приводит

:к местному подъему уровня шихты на ту же величину. Между электрододержателем и поверхностью шихты имеется определенный минимальный зазор С. Колебание уровня шихты в пределах этого зазора не представля

35 ет опасности для работы электрододержателя. Подъем шихты сверх вели-, чины С приводит к контакту электрододержателя с шихтой, к выходу иэ строя электрододержателя.

4Q Точность расчета разрушенного участка загрузочного патрубка увели чивается с уменьшением и увели4 чением Р . Поэтому при использовании тракта шихты с постоянным потоком газа, т.е. когда отсутствует подача или Отбор газа из тракта, вторую точку замера давления газа в тракте желательно вынести на верх течки. Учитывая, что гидравлическое сопротивление печного бункера мало в сравнении с загрузочным патрубком и течками, в качестве второй точки замера давления газов в тракте может быть принято давление гаэов в печном бункере, которое равно атмосферному (Р - O) .

Использование предлагаемого способа контроля за работой печи позво ляет определить длину разрушенного участка каждого загрузочного .атруббО ка и своевременно, до выхода э строя электрододержателя, ост-:новитй .печь на замену вышедших из ст,оя загрузочных патрубков, тем са.ым уменьшить, по сравнению с сущ=ствую65 щим положением объем ремонтны ра998840

Формула изобретения бот, длительность простоя печи на ремонт и увеличить годовую производительность печи эа счет сокращения длительности простоя печи на ремонт, а .также повысить безопасность эксп луатации.печи за счет снижения числа аварийных ситуаций, связанных с выходом иэ строя электрододержа. телей.

На чертеже изображено устройство

I для осуществления-способа контроля эа работой трехэлектродной фосфорной печи.

Устройство включает ванну 1 печи с крышкой 2, три электрода 3 с электрододержателями 4, расположенными в ванне, печные бункера 5, течки 6 с системой подачи инертногю газа.7 и десять загрузочных патрубков 8, используемых для подачи шихты 9 в .ванну и постоянно -заполненные шихтой. Положение-торца загрузочного патрубка 10 определяет уровни шихты

11 в ванне.

Давление газов в ванне и тракте измеряется с помощью. приборов 12, подсоединенных к ванне и точках тракта шихты. Устройство имеет также .шибера для поддержания давления печных газов в ванне. печи, систему заг-. рузки и измерения расхода шихты по каждому тракту шихты. Жихта имеет

О угол естественного откоса Ы.= 42 (tg d- .= 0,9). Торцы загрузочных патрубков расположены таким образом, что первоначальная величина мини.— мального зазора между электрододержателем и шихтой С / 0,20.м. В качестве приборов 12 использован тягонаноромер типа ТИС-П1 с вторичным самопишущим прибором типа ПВ.4.2Э.

Диаметр течки и загрузочного патрубка †. 0,4 м, общая длина течки и загрузоЧного патрубка — 20 м, объем шихты, заполняющей течку и

I загрузочный патрубок — 2,6 3. На-. сыпной вес шихты 1500 KI /м . Приборы,для замера давления газов в тракте подсоединены к тракту в точках

3»,= 2,4 м и  —- 12 м Инертный гаэ подается в точке, расположенной вьше второй точки замера давления газа. Замеры в начальный период эксплуатации печи показали, что ф = 0,12 м.

1. Пример осуществления способа.

На печи, работающей в регламентном режиме, шихта подается в ванну печи по течкам и загрузочным патрубкам, уровень шихты в печном бункере непрерывно контролируется, так что гарантировано заполнение шихтой эагрузочиого патрубка и течки, измеряем расход шихты, поступающей в печь по каждому тракту, производится непрерывная запись давления газов в ванне и двух точках тракта, поддерживается давление газов в ванне в пределах 20-30 кгс/м .

Обработаны записанные эа смену величины давления газов в ванне и 5 .двух точках тракта (расход шихты по каждому тракту за смену значительно гревышает троекратный объем точки и загрузочного патрубка); голучены следующие средние величины давлений газов:

РИ = 26 00 кгс/м, P — — 23 56 и

Р =. 14,35 кгс/м ; Расчет по формуле дал значение:

26 00 — 14 35

Ь0= -- - ------ -- х,.2,4

23,56 — 14,35

2600-2356 с = х 12 0+0 1 23.,5 6; 14,35.

0,024 м (предел возможной ошибки измерений превышает полученную малую величину), что указывает на целостность загрузочного патрубка.

Экономический эффект от внедрения изобретения:составляет

74 тыс. руб. на .одну печь.

I.1. Способ контроля за работой

ЗО руднотермической электропечи, при постоянной подаче шихты в ванну печи из печного бункера по течкам и загрузочному патрубку, включающий определение наличия шихты в тракте, 35 измерение расхода шихты по каждому тракту, измерение и поддержание избыточного давления печных газов в ванне печи, отличающийся тем, что, с целью увеличения произ-4g водительности печи эа счет своевременной остановки ее на ремонт и повышения безопасности эксплуатации печи, дополнительно измеряют давление газов в двух точках над крышкой

45 печи на участке тракта шихты с постоянным по длине этого участка потоком газа, истекающим из ванны печи, в период времени, в течение которого по каждому тракту сработан объем шихты не менее трех объемов течек и загрузочного патрубка, определяют За этот периЬд средние ве.личины давления газов в ванне печи (р„) и в двух точках тракта шихты

7q и Р, после чего определяют длину разрушенного участка каждого загрузочного патрубка по формуле

Рп à. п

="е е

Ро. -Р

60 где e„ 8 — первоначальные длины тракта шихты от торца загрузочного патрубка до первой и второй точек замера давления газов в тракте шихты; Ь вЂ” длина, эквивалентная местЯ ным сопротивлейиям тракта шихты, 998840

10 и при Д3 к С, где С - первоначальная величина зазора между уровнем шихты в ванне и торцом электрододер жателя, производят замену загрузочного патрубка.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в тракте шихты с постоянным потоком газа, истекаю1 щим из ванны печи, измеряют давление газа в одной точке над крышкой печи в период времени, в течение кото» рого по каждому тракту сработан объем шихты не менее трех объемов течек и .загрузочного патрубка, определяют за этот. период средние величины давления газа в ванне печи Рн и тракте шихты Pq, после чего опре.деляют длину разрушенного участка каждого загрузочного патрубка по формуле

Р -Р

20 ь1* " В„- = -e+e, Р где . - первоначальная длина тракта шихты от торца загрузочного патрубка.до точки замера давления газов в тракте шихты1 8 - первоначаль. ная длина загрузочного патрубка и течки; 3» - длина, эквивалентная местным сопротивлениям тракта шихты, и прид,В ъ С, где С вЂ” первоначальная величина зазора между уровнем шихты в ванне и торцом электрододержателя, производят -замену загрузочного патрубка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиза

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2886891/24-07, кл. F 27 Э 19/00, 1980.

2. Временный технологический per ламент производства желтого фосфора. Печной цех Ф 1, Ново-Джамбульский фосфорный завод "Джамбул", 1972

Составитель Г. Демин

Редактор A. Шандор Техред,K.Èíöüî Корректор М. Демчик

Эаказ 1124/61 Тираж 613 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.ю делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППН "Патент", г.-Ужгород, ул. Проектная, 4