5. Оценка предельной абсолютной погрешности контроля технологических параметров процесса

Определим предельные абсолютные и относительные погрешности расчета расхода отходящих газов, содержания оксида и диоксида углерода в конвертерных газах, скорости окисления углерода в зависимости от погрешностей используемых в измерительной системе технических средств.

Принимаем следующие погрешности определения содержания компонентов в отходящих газах и техническом кислороде:

ΔCO^ОГ=0,2; ΔCO₂^ОГ=0,2; ΔN₂^ОГ=0,2; ΔAr^ОГ=0,01; ΔN₂^К=0,01; ΔAr^К=0,01; ΔQ_k = 3,5

Определяем погрешность определения расхода азота ΔQ_а:

(Q_а + ΔQ_а) = 0,05·(Q_k + ΔQ_k)

(Q_а + ΔQ_а) = 0,05·(900+3,5) = 45,175 м³/мин.

ΔQ_а = (Q_а + ΔQ_а) - Q_а = 45,175 –45 = 0,175 м³/мин.

Определяем погрешность расчета отходящих газов:

(Q_ог+ΔQ_ог) = ((Ar^к + ΔAr^к)·(Q_k + ΔQ_k) - 1,19·(Q_а + ΔQ_а))/((Ar^ог + ΔAr^ог) -0,0119·(N₂^ог + ΔN₂^ог))

(Q_ог+ΔQ_ог ) = ((0,41 + 0,01)·(900 + 3,5) - 1,19·(45,175 + 0,175))/ ((0,22 + 0,01) - 0,0119·(9,02 + 0,01)) = 2656,2390 м³/мин.

ΔQ_ог = (Q_ог+ΔQ_ог) - Q_ог = 2656,2390 –2750,5352= - 94,2962 м³/мин.

ε_Qог = ΔQ_ог/ Q_ог *100% = (94,2962 /2750,5352)*100% = 3,4283%

Определяем погрешность расхода подсасываемого в газоотводящий тракт воздуха ΔQ_в:

(Q_в + ΔQ_в) = 0,0128·(N₂^ог + ΔN₂^ог)·(Q_ог + ΔQ_ог) - 1,28·(Q_а + ΔQ_а)

(Q_в + ΔQ_в) = 0,0128·(9,02 + 0,02)· 2656,2390 - 1,28·45,175 = 249,5347 м³/мин.

ΔQ_в = (Q_в + ΔQ_в) - Q_в = 249,5347 – 259,9658 = - 10,4311 м³/мин.

ε_Qв = ΔQ_в/ Q_в * 100%= (10,4311 /259,9658)*100% = 4,0125 %

Находим погрешность определения скорости окисления углерода ΔV_c:

(V_c + ΔV_c) = 0,00536·{(CO^ог + ΔCO^ог) + (CO^ог₂ + ΔCO^ог₂)}·(Q_ог + ΔQ_ог)

(V_c + ΔV_c) = 0,00536·{(64,20 + 0,2) + (26,56 + 0,2)}· 2656,2390 = 1292,7596 кг/мин

ΔV_c = (V_c + ΔV_c) - V_c = 1292,7596 – 1338,0628 = - 45,3031 кг/мин.

ε_ΔVc = ΔV_c/ V_c*100% = (45,3031 /1338,0628)*100% = 3,3857 %

Находим погрешность определения количества СО и СО₂ в конвертерных газах:

(Q_COкг + ΔQ_COкг) = (CO^ог + ΔCO^ог)·(Q_ог + ΔQ_ог)/100 + 0,419·(Q_в + ΔQ_в)

(Q_COкг + ΔQ_COкг) =(64,20 + 0,2)· 2656,2390 /100 + 0,419·249,5347 = 1810,3917 м³/мин.

ΔQ_COкг = (Q_COкг + ΔQ_COкг) - Q_COкг = 1810,3917 – 1874,7693 = -64,3776 м³/мин.

ε_Qсокг = ΔQ_COкг/Q_COкг *100% = (64,3776 /1874,7693)*100% = 3,4339 %

(Q_CO2кг + ΔQ_CO2кг) = (CO^ог₂ + ΔCO^ог₂)·(Q_ог + ΔQ_ог)/100 + 0,419·(Q_в + ΔQ_в)

(Q_CO2кг + ΔQ_CO2кг) = (26,56 + 0,2)· 2656,2390 /100 - 0,419·249,5347 = 601,4733 м³/мин.

ΔQ_CO2кг = (Q_CO2кг + ΔQ_CO2кг) - Q_CO2кг = 601,4733 – 621,6164 = -20,1431 м³/мин.

ε_QСО2кг = ΔQ_CO2кг/Q_CO2кг *100% = (20,1431 /621,6164)*100% = 3,2404 %

Определяем погрешность нахождения расхода конвертерных газов ΔQ_кг:

(Q_кг + ΔQ_кг) = (Q_COог + ΔQ_COог) + (Q_CO2ог + ΔQ_CO2ог) + ((N₂^к + ΔN₂^к) + (Ar^к +

+ ΔAr^к))·(Q_к + ΔQ_к)/100

(Q_кг + ΔQ_кг) = 1810,3917 + 601,4733 + ((0,52+0,01) + (0,41 + 0,01))·(900 + 3,5)/100 = 2420,4483 м³/мин.

ΔQ_кг = (Q_кг + ΔQ_кг) - Q_кг = 2420,4483 – 2504,7557 = - 84,3075м³/мин.

ε_Qкг = ΔQ_кг/Q_кг *100% = 84,3075/2504,7557*100% = 3,3659 %

Находим погрешность определения содержания СО и СО₂ в конвертерных газах:

(CO_кг + ΔCO_кг) = 100·(Q_COкг + ΔQ_COкг)/(Q_кг + ΔQ_кг)

(CO_кг + ΔCO_кг) = 100·1810,3917 /2420,4483 = 74,7957 %

ΔCO_кг = (CO_кг + ΔCO_кг) - CO_кг = 74,7957 – 74,8484 = - 0,0529 %

ε_сокг = ΔCO_кг/CO_кг *100% = 0,0529 /74,8484*100% = 0,0704 %

(CO_2кг+ ΔCO_2кг) = 100· (Q_CO2кг + ΔQ_CO2кг)/(Q_кг+ ΔQ_кг)

(CO_2кг+ ΔCO_2кг) = 100·601,4733 /2420,4483 = 24,8497 %

ΔCO_2кг = (CO_2кг + ΔCO_2кг) - CO_2кг = 24,8497 – 24,8174 = 0,0323 %

ε_сокг = ΔCO_2кг/CO_2кг *100% = 0,0323 /24,8174 *100% = 0,1300 %

Заключение

В данной курсовой работе разработана измерительная система контроля процесса по газовому анализу при выплавке стали в конвертере емкостью 225 т с удельной интенсивностью продувки 4,0 м³/(т*мин). В нее входят системы контроля расхода и состава технического кислорода, расхода азота, расхода и состава отходящих газов.

Измерительная система в сочетании с выбранными техническими средствами контроля позволяет контролировать важные технологические параметры, делать выводы по ним о ходе процесса и вести управление процессом.

Список используемой литературы

1. Коминов С.В. Метрология. Технические измерения и приборы. М.: МИСиС, № 1169, 2009.

2. Серов Ю.В. Метрологическое обеспечение технологических процессов черной металлургии. Справ. Изд. В 2-х кн. Кн. 1. – М.: Металлургия, 1993.

23