"теория предсказаний для решения задач энергосбережения"

   Предлагаем Вашему вниманию новейший электрогидравлический регулятор мощности ДСП, эффективность и экономичность которого достигает теоретического предела. Речь идет о безтрубопроводном электрогидравлическом регуляторе, выполненном на принципах ультраустойчивости. Этот регулятор разработан, изготовлен и испытан по полной программе на стенде ООО "НПФ "Гидромеханика" со снятием амплитудно-фазовых частотных характеристик (АФЧХ). Регулятор, несомненно, будет иметь большое будущее.
   На картинке показана "шахта" от ДСП-12 с такими регуляторами. В каждой "сервофазе" находится всего 20 литров рабочей жидкости, причем она не греется, так как КПД стремится к 1. Обслуживание "сервофазы" заключается в замене рабочей жидкости (как в автомобиле) 1-2 раза в год.
   Насос, используемый для управления "сервофазой", нерегулируемой производительности, а значит недорогой и доступный. Итак, как видно из рисунка, весь регулятор помимо "сервофазы" состоит из насоса с электродвигателем и пропорционального распределителя. Нет в общепринятом понимании ни бака, ни предохранительного клапана, ни трубопроводов. Такая "сервофаза" сразу готова к эксплуатации и может быть заправлена даже у изготовителя.
   На наш взгляд такой регулятор как нельзя лучше подойдет для модернизации дуговых сталеплавильных печей ДСП оснащенных электромеханическим регулятором мощности. В этом случае нет необходимости в изготовлении шахты показанной на рисунке.
   Ниже - техническое предложение по модернизации ДСП оснащенной электромеханическим регулятором мощности без замены стоек электрододержателей, то есть самый малобюджетный, но от этого не менее эффективный, вариант.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
по замене электромеханического регулятора мощности на электрогидравлический.

   В истории развития дуговых сталеплавильных печей при создании регуляторов мощности имели место два типа приводов - электромеханический и электрогидравлический.
   Не секрет, что в настоящее время электромеханический привод практически полностью вытеснен электрогидравлическим. Это связано с более высоким быстродействием гидропривода, практически не имеющим инерционных подвижных частей (система "золотник - гидроцилиндр").    В электромеханическом регуляторе наоборот инерционные подвижные части неизбежны в силу возникающих проблем уравновешивания электрододержателей. Размещение балансового груза неизбежно вызывает увеличение размеров конструкции, что в свою очередь опять же увеличивает массу электрододержателей.
   Увеличение же массы серьезно влияет на динамические характеристики электромеханического привода, в сторону их ухудшения, снижает надежность работы реечных передач и редукторов. К тому же система "электродвигатель-редуктор-реечная передача" весьма инерционна по определению. В связи, с чем время запаздывания прохождения сигнала у печей с электромеханическим приводом достигает таких размеров, что регулятор в принципе не успевает следить за изменением контрольных параметров. Подобная ситуация называется частичной потерей управления и на таких печах затраты электроэнергии вдвое - втрое превышают статистически сложившиеся затраты характерные для печей с электрогидравлическим регулятором. Именно по этой причине опыт построения дуговых сталеплавильных печей с электромеханическим приводом во всем мире был признан неудачным и больше не практикуется.
   Существовавшие же печи с электромеханическим приводом подверглись модернизации, которая в мире большей частью была завершена в 70-х годах прошлого века.
   Модернизация заключалась в переводе на системы перемещения электродов с активным уравновешиванием (без уравновешивающего груза), под этот критерий лучше всего подходил гидропривод, что и подтверждено мировой практикой.
   У нас в стране известны различные проекты перевода ДСП с электромеханического привода на гидравлический. В основном он заключается в замене стоек электрододержателей на стойки с гидроцилиндрами от современных печей (более поздних версий) плюс вся сопутствующая электрогидроавтоматика. Такая модернизация очень дорогостояща, а в некоторых случаях заказчики даже считают более целесообразным приобретение новых ДСП.
   Рассмотрим так ли уж необходима замена стоек электрододержателей на новые.
   На рис.1 показана стойка с реечной передачей усилия, аналогичная той, которая в настоящее время имеется на ДСП оснащенных электромеханическим регулятором мощности.

рис.1 Стойка с реечной передачей усилия.

рис.2 Стойка с электрогидравлическим регулятором.

   Как видим, теоретически большой разницы нет. Оба варианта - незамкнутая консольная конструкция. В обоих вариантах сила прикладывается к рукаву электрододержателя с противоположного конца от крепления электрода. Поэтому, если мы заменим рейку гидроцилиндром, то получим полноценный электрогидравлический регулятор. Каких либо непредвиденных перекосов, связанных с такой переделкой, мы также избегаем, так как ось приложения силы остается неизменной (см. рис. 3).

рис.3 Стойка с электрогидравлическим регулятором.

   Но электрододержатели при такой модернизации остаются старыми, а следовательно более массивными. Ранее же было сказано, что большие массы не желательны, так как серьезно влияют на динамику регулятора.
   Это утверждение справедливо лишь для электромеханического привода. Электрогидравлический же регулятор имеет свои особенности.
   При рассмотрении в электрогидравлическом регуляторе мощности печи системы "золотник-гидроцилиндр" можно составить систему уравнений описывающий ее переходной процесс. Это 3-и дифференциальных уравнения первого порядка, решив которые увидим, что величина времени запаздывания движения гидроцилиндра зависящая от массы подвижных частей составляет всего лишь до 5% от общего времени задержки сигнала во всей гидравлической системе.
   Таким образом, существующий электрододержатель по основным своим показателям практически не уступает аналогичным разработкам приспособленным под гидравлический цилиндр, путями же повышения быстродействия, а следовательно качества регулирования электрическими режимами печи являются факторы определяемые уже самим электрогидравлическим регулятором. Предложение, обозначенное сверху позволит получить серьезный экономический результат при минимально возможных затратах.
   В связи со сказанным наша организация могла бы провести проектные работы по модернизации любых дуговых печей с изготовлением, поставкой и запуском в эксплуатацию электрогидравлического регулятора мощности типа "Сервофаза".