Способ автоматического управления процессом термоподготовки керамзитового сырца и устройство для его осуществления

(19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ ВТОРСНОМ еплоноситеуре сырцажности пос 1(088.8) ое свидетельс 26 В 25/22,ОМАТИЧЕСКОГО ТЕРМОПОДГОТОВК И УСТРОИСТВОУПРАВЛЕ И КЕРАМ ДЛЯ ЕГО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Центральный научно-исследовательский экспериментальный и проектный институт по сельскому строительству(56) 1. Авторск тво СССРР 926474, кл. Р 1980.(54) СПОСОБ АВТНИЯ ПРОЦЕССОМЗИТОВОГО СЫРЦАОСУ)ЦЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ автоматического управления процессом термоподготовкикерамзитового сырца, преимущественно в запечных слоевых подготовителях тем изменения расхода т л по измеренной температ на выходе и измерения вла леднего, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности путем поддержания максимальной температуры сырца, дополнительно измеряют прочность сырца и определяют ее отклонение от заданного значения, измеряют содержание окислов углерода во входящем и выходящем потоках теп" лоносителя, вычисляют их разность и ее отклонение от заданного значения, производят поиск максимальной температуры сырца, ограничивая ее значение вычисленным отклонением разности содержания окислов углерода, а при ЕР достижении влажностью заданного зна" чения - и по отклонению прочности сырца от заданного значения,С"1062485 2, Устройство автоматического управления процессом термоподготовки керамзитового сырца, преимущественно в запечных слоевых подготовителях, содержащее датчики влажности и температуры сырца, регулятор температуры и исполнительный механизм подачи теплоносителя в подготовитель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности путем поддержания максимальной температуры сырца, оно снабжено двумя датчиками содержания окислов углерода во входящем и выходящем потоках теплоносителя, элементом сравнения, датчиком и эадатчиком прочности сыр 1Изобретение относится к производству строительных материалов, аименно к системам управления процессом сушки и термоподготовки керамзитового сырца, преимущественно в 5эапечных слоевых подготовителях.Известен способ автоматическогорегулирования процесса сушки сыпучих,материалов, в котором регулированиетеплового режима сушки осуществляется изменением подачи теплоносителяв зависимости от температуры и влажности выходного материала 1,Известно также устройство для егоосуществления, которое содержит15датчики температуры и влажности, соединенные через регулятор с исполнительным механизмом подачи теплоносителя (13.Недостатком известных способа и 0устройства применительно к управлению процессом сушки и термоподготовки сырцовых гранул (сырца) в производстве керамзита является то, чтоне обеспечивается максимально возможная для данной технологическойситуации температура термоподготовки и тем самым неоправдано повышается расход топлива на обжиг керамэита.В обжиговых агрегатах, совмещающих барабанную или кольцевую карусельную печь и запечный слоевой подготовитель, термообработка сырцовыхгранул (сырца) осуществляется в подготовителе путем отбора части отходящих после печи дымовых газов. Дляповышения тепловой эффективности агрегата температуру термоподготовкисырца следует принимать максимальной, В то же время с технологической точки зрения скорость нагревасырца при постоянстве загрузки сырца в печь, определяемая конечной тем" ца, а также двумя нуль-органами,с эадатчиками, элементами И, ИЛИ, шаговым опробывателем, причем датчики задатчик прочности сырца подключе"ны на вход первого нуль-органа, соединенного с первым входом элементаИ, на второй вход которого подключен датчик влажности, датчики содержания окислов углерода в потоках т.плоносителя соединены с элементом сравнения, выход которого и задатчик содержания окислов углерода подключенык второму нуль-органу, а выходы нульоргана и элемента И соединены с элементом ИЛИ, подключенным через шаговыйопробыватель к регулятору температуры,пературой термоподготовки, не должна превышать некоторой предельной, при которой в гранулах появляются усадочные трещины, ухудшакщие качество керамзита; Кроме того, температура термоподготовки не должна превышать значения, при котором начинается отрицательно влияющее на керамзитообразование окисление (выгорание) органических включений. Максимально допустимая с учетом этих условий температура термоподготовки зависит от физико-химических свойств сырья и структурно-механических свойств глиномассы сырца и его грансостава, изменяющихся в процессе эксплуатации.Таким образом, реализовав поисковую систему управления, поддержав" щую максимально возможную для данной технологической ситуации темпе" ратуру термоподготовки, можно сни" зить расход тепла на обжиг керамзита и тем самым повысить тепловую эффективность печного агрегата. Момент начала трещинообраэования может быть зафиксирован снижением прочности сырца при сдавливании, а начало окисления органических примесей - повышением содержания окислов углерода в отходящем после слоевого подготовителя потоке теплоносителя.Целью изобретения является повышение экономичности путем поддержа-. ния максимальной температуры сырца.Поставленная. цель .достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом термо-. подготовки керамзитового сырца, преи"мущественно в запечных слоевых подготовителях, путей изменения расхода теплоносителя по измеренной температуре сырца на выходе и измерения влажности последнего, дополни1062485 тельно измеряют прочность сырца иопределяют ее отклонение от заданного значения, измеряют содержаниеокислов углерода во входящем и выходящем потоках теплоносителя, вычисляют их разность и ее отклонение 5от заданного значения, производятпоиск максимальной температуры сырца, ограничивая ее значение вычисленным отклонением разности содержания окислов углерода, а при достижении влажностью заданного значения - и по отклонению прочности сыр.ца от заданного значения,Устройство для осуществления способа, содержащее датчики влажностии температуры сырца, регулятор температуры и исполнитеыый механизм подачи теплоносителя и подготовитель,дополнительно снабжено двумя датчиками содержания окислов углеродаво входящем и выходящем потоках теплоносителя, элементом сравнения, датчиком и задатчиком прочности сырца,а также двумя нуль-органами с задатчиками, элементами И, ИЛИ, шаговымопробывателем, причем датчик и задатчик прочности сырца подключенына вход первого нуль-органа, соединенного с первым входом элемента И,на второй вход которого подключендатчик влажности, датчики содержанияокислов углерода в потоках теплоносителя соединены с элементом сравнения, выход которого и задатчик содержания окислов углерода подключены квторому нуль-органу, а выходы нуль- З 5органа и элемента И соединены с элементом ИЛИ, подключенным через шаговый опробыватель к регулятору температуры.На чертеже представлена блок-схема устрой"тва, осуществляющего предлагаемый способ управления.Устройство содержит слоевой подготовитель 1, датчик 2 прочностисырца зацатчик 3 прочности, первый 45нуль-орган 4, элемент И 5, датчик 6влажности сырца, датчики 7 и 8 содержания окислов углерода в выходящем и входящем потоках теплоносителя, элемент 9"сравнения, второй нуль орган 10, задатчик 11 максимальногосодержания окиси углерода, элементИЛИ 12, блок 13 шагового опробыва теля, термодатчик 14, например термопару, регулятор 15 температуры,исполнительный механизм 16 на магистрали теплоносителя,Способ управления термоподготовкой сырца происходит следующим обРазом,на выходе слоевого подготовителя 1 датчиком 2 измеряется прочность сырца, преимущественно егонаиболее представительных фракций,например по усилию сдавливания пробы сырца в измерительном цилиндре. 65 Определенное экспериментально требуемое минимальное значение прочности сырца посредством задатчика 3 вводится в первый нуль-орган 4, где сравнивается с текущим значением прочности, Если отклонение прочности от заданного значения превысит допустимый предел, определяемый зоной не" чувствительности нуль-органа 4, последний выдает сигнал на элемент И 5, на второй вход которого подключен датчик 6 влажности сырца, выдающий сигнал только в том случае, когда влажность сырца достигнет нулевого значенияСигнал на выходе элемента И появляется лишь при наличии сигналов на обоих входах, чем исключается возможность ложной подачи сигнала ограничения при недостаточной термообработке сырца,. когда его влажность еще высока, а прочность из-за пластичности глинистой массы сырца может быть меньше заданной.Датчиками 7 и 8, представлякщими собой автоматические газоанализаторы, измеряется содержание окиси углерода в выходящем и входящем потоках теплоносителя, а в элементе 9 сравнения вычисляется разность сигналов этих датчиков. Дифференциальная схема включения датчиков 7 и 8 позволяет избежать ложной подачи сигнала ограничения при колебаниях содержания окиси углерода во входящем:и соответственно в выходящем потоке теплоносителя при изменении условий сжигания топлива в керамзитообжиговой печи, Для снижения влияния подсосов атмосферного воздуха содержание окиси углерода целесообразно измерять в выходящем после ниж,ней решетки слоевого подготовителя (второй, последней ступени термообработки) потоке теплоносителя.Разность сигналов датчиков 7 и 8 подается на вход второго нуль-органа 10, где сопоставляется с сигналом задатчика 11 максимального содержания окиси углерода, При отклонении содержания окиси углерода от заданного значения сверх допустимого предела, определяемого зоной нечувствительности второго нуль-органа 10, последний выдает сигнал на элемент ИЛИ 12, на второй вход которого подключен элемент И 5.Таким образом, на выходе элемента ИЛИ формируется сигнал ограничения при выходе прочности сырца либо содержания окиси углерода за допустимые границы, подающийся на входблока шагового опробывателя 13. При отсутствии сигнала ограничения на входе шагового опробывателя 13 последний дискретно изменяет задание регулятору 15 в направлении Больше. через интервалы времени, задаваемые, например, входящим в него геЗаказ 10197/39 Тираж 687 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д, 4/5ю аФилиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 нератором импульсов. Температура сырца повышается до допустимого значения, после чего шаговым опробывателем 13 формируется команда Меньше, и температура сырца уменьшается до требуемой величины и стабили- .зируется контуром регулирования..Работа системы управления циклически повторяется, Величина интерваловвремени, через которые вводится подстроечное воздействие, определяетсядинамикой изменения (скоростью дрейфа) физико-механических свойств полуфабриката, оцениваемой по видуэкспериментально полученных по стандартной методике автокорреляционных (5функций данных параметров (гранулометрического состава, структурно-механических свойств глиномассы). Ориентировочно периодичность введенияподстроечного воздействия на темпе О ратуру термоподготовки может бытьпринята в 3-6 ч, Величина шага под"строечного воздействия, приведеннаяк выходному параметру, может бытьвыбрана в пределах 20-40 С. При применении данного способа и устройства термоподготовка оырца осуществляется при максимально допустимой по технологическим ограничениям температуре, что повышает энтальгию загружаемого в печь сырца и позволяет тем самым снизить тепло- потребление на нагрев материала до температуры вспучивания, которое в керамэитообжиговых печах составляет до 20 теплоты сжигания топлива. Повышение средней температуры термо" подготовки сырца на 50-70 С обеспео чивает снижение удельного расхода топлива на 1-1,5.