Автоматизация известково-обжиговой печи

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали мощных трансформаторов и генераторов, должно быть не более 4 Ом, а при мощности трансформатора и генератора до 100 кВ*А - не более 10 Ом.

В электроустановках напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью нельзя заземлять корпуса электрооборудования, если у них нет надежной металлической связи с нейтралью трансформатора через присоединение нулевого провода (или шины). В этих же сетях нельзя использовать свинцовые оболочки кабелей в качестве заземляю-щих проводников.

Как уже отмечалось, в первую очередь используют естественные заземлители: различные трубопроводы, проложенные в земле (кроме содержащих горючие или взрывчатые жидкости и газы, а также покрытые изоляцией для защиты от коррозии), обсадные трубы артезианских скважин, металлоконструкции и арматуру железобетонных сооружений. Правила требуют, чтобы все естественные заземлители были связаны с заземляющими магистралями не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Размеры стальных заземлителей и заземляющих проводников по ПУЭ должны быть не меньше:

для прямоугольного профиля сечением 24 мм2 при толщине 3 мм в здании и 48 мм2 при минимальной толщине 4 мм в земле и наружных установках;

для угловой стали толщиной полок 2 мм в здании, 2,5 мм в наружных установках и 4 мм в земле;

для стальных газопроводных труб толщиной стенок 1,5 мм в здании, 2,5 мм в наружных установках и 3,5 мм в земле.

Стальные тонкостенные трубы можно использовать в качестве за-земляющих проводников только внутри здания при толщине стенки не менее 1,5 мм.

Эксплуатация заземлений. Защитное заземление -- ответственная часть электроустановки, от которой зависит безопасность людей. За состоянием сети заземления при эксплуатации организуется регулярный надзор. Наружную часть заземляющей проводки осматривают одновременно с текущими и капитальными ремонтами.

На промышленных предприятиях не реже 1 раза в год измеряют сопротивление заземляющих устройств, для чего применяют специальные приборы -- измерители заземления. Ежемесячно проверяют состояние пробивных предохранителей. Эти предохранители устанавливают на стороне низшего напряжения трансформаторов с изолированной нейтралью при вторичном напряжении до 660 В. При повреждении изоляции обмоток трансформатора и переходе высшего напряжения на обмотку низшего в пробивном предохранителе происходит пробой промежутка и соединение сети низшего напряжения с заземлением. В электроустановках напряжением до 1000 В 1 раз в 5 лет должно производиться измерение полного сопротивления петли «фаза -- нуль» для наиболее удаленных электроприемников (не менее 10% от общего количества).

Защитные и предупредительные средства.

Защитные средства предохраняют обслуживающий персонал от поражения электрическим током. Их разделяют на следующие группы: изолирующие защитные средства; переносные указатели (индикаторы) напряжения; временные переносные защитные заземления; предупредительные плакаты.

Изолирующие защитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные служат для того, чтобы можно было работать, касаясь ими токоведущих частей, находящихся под напряжением, дополнительные сами по себе не могут обеспечить безопасность, их можно применять лишь с основными изолирующими средствами.

К основным защитным средствам относят изолирующие штанги, которыми выполняют отключения и включения аппаратов, клещи для установки и снятия трубчатых предохранителей и клещи для измерения тока (токоизмерительные). Резиновые перчатки, галоши, боты, резиновые коврики, дорожки и изолирующие подставки относят к дополнительным средствам. Изолированные рукоятки монтерского инструмента, а также диэлектрические перчатки в установках до 1000 В являются основными защитными средствами.

Для выполнения операций с изолирующей штангой рабочий надевает диэлектрические перчатки. В наружных установках он, кроме того, должен стоять на основании из изоляционного материала.

Изолирующие клещи для установки и снятия предохранителей высокого напряжения применяют только в том случае, когда работаю-щий надел диэлектрические перчатки. Клещи для измерения тока в цепях высокого напряжения без отключения цепей используют при напряжении до 10 кВ только при надетых диэлектрических перчатках.

Изолирующие штанги и токоизмерительные клещи запрещено при-менять в открытых установках во время сырой погоды, дождя и снега. Штанги, постоянно находящиеся на месте, подвергают периодическим испытаниям 1 раз в 2 года для установок напряжением выше 1000 В. Измерительные штанги, и клещи испытывают 1 раз в год.

Применяют диэлектрические резиновые перчатки двух видов: для установок напряжением до 1000 В и выше 1000 В. По внешнему виду эти перчатки не отличаются друг от друга, но их защитные свойства различны. Перчатки имеют клеймо с указанием напряжения, для которого они предназначены. Для установок до 1000 В их испытывают напряжением 3,5 кВ, а для установок свыше 1000 В -- напряжением 9 кВ. Перчатки регулярно (1 раз в 6 мес.) подвергают специальным электрическим испытаниям. Кроме того, перед употреблением необходимо внимательно осмотреть, нет ли на них трещин, порезов и проколов. Для этого закручивают каждую перчатку к пальцам. Если имеются дефекты, через поврежденные места выходит воздух. Перчатки 1 раз в 3 месяца дезинфицируют и посыпают тальком. Надевая перчатки, их натягивают на рукава верхней одежды.

Диэлектрические галоши и боты изготовляют из специальных сортов резины светло-серого или бежевого цвета и не лакируют. Галоши и боты хранят в темном сухом помещении при температуре от 5 до 20° С (на расстоянии не менее 1 м от печей и отопительных приборов) и подвергают электрическим испытаниям 1 раз в 6 мес.

Диэлектрические резиновые коврики и дорожки изготовляют для установок напряжением выше 1000 В. Они должны иметь соответствующее клеймо, только при наличии, которого их можно применять в качестве защитных средств. Электрические испытания ковриков и дорожек выполняют 1 раз в 2 года. Помимо испытаний, их 1 раз в Змее, подвергают внешнему осмотру и при обнаружении трещин, пузырей и заусенцев в эксплуатацию не допускают.

Изолирующие подставки состоят из деревянного настила, уста-новленного на фарфоровых опорных изоляторах. Высота подставки от пола до нижней поверхности настила должна быть не менее 100мм. Настил делают из планок хорошо высушенного дерева и окрашивают масляной краской или двойным слоем лака. Зазор между планками должен быть не более 25 мм.

Переносные указатели (индикаторы) напряжения имеют обычно неоновую лампу и изолирующую штангу. Прикоснувшись указателем к токоведущим частям, можно определить, находятся ли они под напряжением. Индикаторы изготовляют высокого (для установок напряжением выше 1000 В) и низкого (для установок напряжением от НО до 500В) напряжения. При пользовании индикатором высокого напряжения обязательно применяют ди-электрические перчатки, а в наружных установках -- дополнительно изолирующее основание.

Временные переносные защитные заземления требуется при ремонтных работах подсоединять к земле, а затем к токоведущим шинам. В местах подсоединения переносных заземлений токоведущие шины необходимо зачищать от краски и смазывать вазелином. Проводники переносных заземлений должны быть медные сечением не менее 25 мм2.

Много несчастных случаев происходит при неправильном пользовании переносным электроинструментом и переносными лампами, поэтому их периодически осматривают и проверяют. В производственных помещениях надо применять переносные инструменты и лампы на напряжение 36 В, а в особо опасных помещениях-- лампы на 12 В. Переносные лампы не должны иметь токоведущих частей, доступных для прикосновения. Штепсельные розетки и вилки для переносных токоприемников в производственных помещениях имеют специальные контакты для присоединения заземляющих проводников.

Предупредительные плакаты предупреждают об опасности приближения к частям, находящимся под напряжением, и запрещают выполнять операции с аппаратами, которыми можно подать напряжение на место работ, а также указывают персоналу места, подготовленные к работе, напоминают о принятых мерах.

Плакаты разделяют на четыре группы: предостерегающие (рис.7а), запрещающие (рис.7,б), разрешающие (рис.7,в) и напоминающие. Кроме того, плакаты бывают постоянные и пере-носные.

Кроме перечисленных применяют защитные средства от действий дуги, продуктов горения и механических повреждений (защитные очки, брезентовые рукавицы, противогазы).

Расчётный лист

Объёмный расход газа, приведенный к нормальному состоянию (20°С 101325Па) QHOM = 4200 м3/ч.

1. Данные для расчета

А - Сужающее устройство

1. Тип - диафрагма

2. Материал сужающего устройства - сталь 12Х18Н9Т

3. Поправочный коэффициент на тепловое расширение Кt = 1,0047

Б - Трубопровод

1. Поправочный коэффициент на тепловое расширение Кt = 1,0047

2. Внутренний диаметр D=700мм

В - Измеряемая среда

Название газа - природно-доменный газ

Расчетные расходы - максимальный Qnp=4000м3/ч Средний Qср= 2300м3/ч

Минимальный Qmm=1500м3/ч

Средняя абсолютная температура Т=290К Среднее абсолютное давление с=110000 Па Расчетная допустимая потеря давления Рпд=5500Па

Плотность сухого газа в нормальном состоянии сн=0,8362 кг/м3

Максимально возможное давление водяного пара при температуре t=25°C

Относительная влажность в долях единицы ц=0,89

Относительная влажность в рабочем состоянии ц=0,95

Коэффициент сжимаемости К=1

Промежуточная величина для определения ж=387

Плотность сухой части газа в рабочем состоянии рс г=0,950кг/м3

Плотность влажного газа в рабочем состоянии с=0,970кг/м3

Показатель адиабаты - 1,355

Динамическая вязкость µ=1,241*105Па/с

Число Рейнольдса Re=304664,2

Среднее число Рейнольдса Reср=201078,37

Лист исходных данных

Общие данные

Среднее барометрическое давление местности Рб=101325Па

Трубопровод

1. Внутренний диметр D20=700мм

2. Материал - сталь 12Х18Н9Т

Измеряемая среда

1. Наименование: газ

2. Часовой расход:

мах Qмmax=3200м3/ч

средний Qмср= 2300м3/ч

мин: Qм мин= 1500м3/ч

3. Средняя температура t=32°С

4. Среднее избыточное давление Ри=5,0*10??мПа

5. Допустимые потери давления Рпд=0,5кПа

Расчёт сужающего устройства

Среднее барометрическое давление местности (100000 - 101325 )Па

Рб=101325Па

Материал сужающего устройства и участков трубопровода, между которыми устанавливается сужающее устройство для воды, газа, пара и горячего воздуха: сталь 12Х18Н9Т.

O трубопровода при 20°С D20 выбираем по допустимой скорости вещества в трубопроводе.

Скорость пара в рабочих условиях V=10м/с. По выбранной скорости находим o трубопровода

Где: Qmax - максимальный расход вещества в рабочих условиях

337,1мм

Найденную величину округляем до стандартного значения D=400мм

Расчетный мах расход Qпр, являющийся верхним пределом измерения дифманометра, выбирают из стандартного ряда (1;1,25;1,6;2;2,5;3,2;4;5;6,3;8) 10?.

В данном случае:

Qпр=4000м3/ч

Средний расход составляет:

Qмср=(1/2-2/3) Qм np

Qм ср=2/3*4000=2666,6 м3/ч

Минимальный расход:

Qм мин.=(1/4-1/3) Qм np

Qм мин=1/4*4000=1000м3/ч

По условию температура пара t=32°С. В интервале температур (0°С - 450°С) коэффициент на тепловое расширение равен:

Kt=1+?t*(t-20),

Где ?t=(1.38-1.74)*10??

Kt=1+1.56*10??*(320-20)=1.00468

Средняя абсолютная температура:

Т=t=273

T=303K

Среднее абсолютное давление:

Ра=Ри+Рб

Где Ри - избыточное давление,

Рб - барометрическое давление.

Ра=5000000+101325=5101325 Па.

Расчетная допустимая потеря давления:

Рпд=Рпд'*(Qм пр/Qmax)?

Где Рпд' - допустимая потеря давления;

Рпд=4500*(4000/3200)=5625Па

Плотность газа в нормальных условиях находим из таблицы

Рн=0.8362кг/м3.

Показатель адиабаты для газа

ч=0.8362-0.0001*t

Где t - температура пара

Ч=0.8227

Динамическую вязкость газа нахожу по таблице:

µ=1.241*10??Па*с. Кг/м3

число Рейнольдса находим по формуле:

Re=0.354*Qм пр/D*µ

Где D - диаметр трубопровода;

Qм пр - максимальный расход;

µ- динамическая вязкость.

Re=0.354*3200/300*1.241*10??=4,2

Среднее число Рейнольдса:

Reср= Re*Qм ср/Qм пр

Где Qм пр- максимальный расход;

Qм ср- средний расход.

Re ср=2,79

Используя полученные данные, приступаю к расчету диафрагмы. Для этого использую следующие зависимости:

1). о =1-(0.41+0.35м?)*

Где ч- показатель адиабаты

м- модуль сужающего устройства.

2). ,

Где: Re - число Рейнольдса для расхода Qм пр.

3) Граничное число Рейнольдса Remm выбирают в зависимости от m:

Для 0.05

для

для 0.59

4) Потеря давления Рп, Па

Рn=(1-1,035m) P

Расчет сужающего устройства заключается в определении его диаметра d при обязательном выполнении следующих условий:

- стандартный максимальный перепад давления должен быть выбран как можно больший, т.к. при этом обеспечивается постоянство коэффициента расхода;

(a=const, если Reср(Remin)гр),

- стандартный максимальный перепад давления должен быть выбран как можно меньший, т.к. с увеличением перепада давления возрастают безвозвратные потери давления; перепад давления следует выбирать из ряда: (1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3;)*10n ;

- то есть, перепад давления нужно выбирать из условий, удовлетворяющих этим требованиям; если потеря давления не лимитирована, стандартный максимальный перепад выбирают таким , чтобы m = 0,2 (при этом длины прямых участков трубопровода до и после сужающего устройства получаются минимальными);

- погрешность расчета не должна превышать + 0.1

Таким образом, результат расчета диаметра сужающего устройства считается окончательным, если

Где Qм - значение массового расхода, полученное в результате расчета по формуле:

.

Если хотя бы одно из ограничений не выполняется, то расчет нужно скорректировать.

Алгоритм расчета

1.подсчитываем дополнительную величину С по формуле:

С=

C=8.3861

2. для m=0.2 определем

3.Проверяю условие (1.17). Так как оно выполняется, задаемся перепадом давления ? Р<

?Р=63000 Па

4. По формуле (1.14) определяем е1=0.99426

5. Вычисляем вспомогательную величину (mб)1:

(mб)=С/ е1* (1.21)

(mб)=0.0336

6. По формуле (1.15) определяем =0.6094.

7. Уточняем значение модуля m:

m=(mб)/б

m=0.055

8. Подсчитываем по формуле потери давления Рп. И сравниваем с допустимыми Рп.д

Рп.=49959 Па

Условие выполняется с выбранным перепадом.

9. Определяем значение е2=0.99443, соответствующего модулю m2

Так как разница между е1 и е2 не превышает0.0005, тогда значение m1 и е1 считаем окончательными.

10. Определяем диаметр сужающего устройства по формуле:

мм

11. По формуле вычисляем расход кг/ч

По формуле вычисляем погрешность вычисления , при этом выполнилось условие

После расчета сужающего устройства находим нижний рабочий участок шкалы дифманометра Qм прmin, на котором :

Qм прmin= .

Вывод

Предложенная схема автоматизации (на самом деле данная схема является упрощённой) применяется на прямоточно-противоточной двух шахтной печи комбината им. Ильича, уже более пяти лет, при этом экономический эффект составляет до 1000000 грн. в год.

Ниже приведены данные отработки параметров обжига извести в течение двух месяцев. Сравнительный анализ технологических параметров полученных в период опытной эксплуатации и базовым вариантом приводится в таблице 2.

Пример расчет параметров процесса:

Расход газа

Период обжига

Время реверсии

Объем воздуха на горение

Объем воздуха на охлаждение

Масса загрузки

Масса выгружаемой извести

507нм/цикл 840 сек

31000нм3/час 18000нм3/час 9,600 кг/цикл 5,452кг/цикл

Суточная производительность; 86400*5,4527(840+ 100)-500т извести в сутки

Расход тепла: 507нмУцикл* 36043кДж/м3 5,452кг/извести в цикл

Избыток воздуха на горение: 31000нмУчас*840сек/3600___________ 507нм3/цикл*36043кДж/м3*1,Н/4200нм3/кДж =3352 кДж/кг извести(800ккал/кг извести) =1,45

Таблица 2.

Показатели технологического процесса	Размерность	Прототип	Серия №1	Серия №2	Серия №3	Серия №4	Серия №5
Вид топлива	Природный газ
Расход условного топлива	кг/т	170	111	112	113	114	120
Теплота сгорания	КДжм*	35300	36043	36043	36043	36043	36043
Коэффициент избытка воздуха		1,2	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6
Температура в переходном канале	°С	1200	940	950	1100	1170	1200
Температура отходящих газов	°с	315	70	75	110	120	150
Характеристика извести СаО+М§О ППП Время гашения	мин	85-95 2+5 3+5	85+93 3+7 4+8	92+95 2+5 3+5	92+95 2+5 3+5	92+95 2+5 3+5	92+95 2+5 3+5
Удельный расход газа	нм3/т	149	97	98.5	99,2	100	105

Подачу известняка на обжиг производят порциями по 4,7т через 780+ЮООсек в каждую шахту одновременно. Анализ полученных данных свидетельствует, что оптимальные теплотехнические параметры работы ГШР печи достигаются при удельном расходе газа в пределах 98,5+100нм'/т извести и коэффициенте соотношения газ-воздух 1,3-И ,5 обеспечивающих температуру- дымовых газов в переходном канале 950+1170°С и 75+120°С на выходе из печи.

Повышение удельного расхода газа свыше 100нм /т извести не улучшает характеристик полученной извести, а уменьшение удельного расхода газа менее 98,5нм /т извести приводит к ухудшению качества продукции.

Список литературы

1. Производство извести в прямоточно-противоточной шахтной печи. Технологическая инструкция ТИ 227-СТ-13-2002. Разработана И. Н. Фентисов, Э. Н. Шебаниц. Мариуполь, ОАО ММК им. Ильича. 2002г.

2. «Печи для производства извести» А.В.Монастырей, А.В.Александров Москва «Металлургия» 1979.

3. Технологическая инструкция 81тайс Олейник А.В. 2002.

Страницы: 1, 2, 3, 4