Способ управления процессом обжига ма-териала bo вращающейся печи

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскииСоциалистическиеРеслублик 11 ц 836498(22) Заивлено 04.07.79 (21)2789772/29-33 с присоединением заявки РЙ Гесударстееииый комитет СССР(23) Приоритет до делам изебретеиий и открытийДата опубликования описания 0,06.81 Н, ф. Архипов, В, В, йариенко, В,А, Мигунов и Ю. В, Черных(71) Заявитель ПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГААТЕРИАЛА ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ(54 тся к Области авобжига материалов овано при получеера во врвшающихся Изобретение отностоматизации процессаи может быть испольэнии цементного клинкпечах,Известен обжига сырья ного клинкер включающий модели печи, в эависимост мических сво и корректиро ходному парам формируется между темпе гран улометри ойсвязиия и 15 с учетом статистичратурой в зоне спей клинкера 11. способ управления процессом при производстве цемента во врвшвюшейся печи, использование математической изменение теплового потока и отизменения физико-хийств материала, его расхода вку теплового потока по выетру, величина которого Недостаток известного способа связан с тем, что в нем при расчете теоретически необходимого тепла не учитываются потери тепле через футеровку, изменения аэродинамического режима и связанные с этим потери тепла с отходяшими газами. Известен другой способ управления процессом обжига материала во вращающейся печи, включаюший стабилизацию расхода смеси и стабилизацию температуры в декарбониэаторе и в зоне спекания и корректировку заданных величин температр в декарбонизаторе и зоне спекания 2. Этот способ наиболее близок к описываемому способу, В нем корректирование расхода воздуха осуществляют пропорционально максимальному содержанию свободной извести в пробе сырьевой смеси при ее нагревании, а корректирование расхода топлива пропорционально количеству свободной извести в пробе при нагреве пробы до температуры спекания.Недостаток известного способа связан с тем, что рля псевдоожиженного слоя в циклонных теплообменниках существует оптимальная скорость газового потока, при которой происходит наиболее интенсивный теплообмен между сырьевой смесью и газовым потоком, и изменение этой8364 10 3скорости приводит к меньшей эффективности теплообмена.Кроме того, сложность подготовкипробы, неизбежные при этом неточностиконтроля, большое запаздывание информации не позволяет оперативно управлятьпроцессом. Указанные недостатки непозволяют гарантировать минимизациюзатрат топлива и получение клинкера высокого качества,Цель изобретения - повышение точности управления процессом обжига.Достигается это тем, что в способеуправления процессом обжж а материалаво вращающейся печи, включающем стабилизацию расхода смеси и стабилизацию температуры в декарбонизаторе изоне спекания и корректировку заданныхвеличин температур в декарбонизаторе изоне спекания, дополнительно измеряют 20химический состав смеси на входе в печьи вычисляют величину коэффициента насыщения, корректируя эту величину сучетом модели прохождения материала попечи и осуществляют петрографический анализ клинкера на выходе из. печи, причемкорректировку заданной величины температуры в декарбонизаторе осуществляютпрямопропорционально величине . коэффициента насьццения, а корректировку заданной величины температуры в зоне спекания осуществляют прямо пропорционально величине коэффициента насьпцения и поданным петрографического анализа клин.кера на выходе из печи,В современных техиологических линияхсухого способа производства цемента приготовление сырьевой смеси оптимальногохимического состава является наиболееответственным этапом технологического 40процесса получения клинкера высокогокачества,Критерием оценки качества приготовления сырьевой смеси является стабильность ее состава, оцениваемая по величи 45не отклонений коэффициента насыщенияглиноземного и силикатного модулей отзаданных значений,Для получения сырьевой смеси заданного химического состава замол производят в силос, используя метод интегрального управления, заключающийся в минимизации дисперсий коэффициента насьпценияи модулей для определенного количествасырьевой муки в силосе.На многих месторождениях наблюдаетсябольшая неоднородность . химического состава компонентов, что является источни 98 фком интенсивных по частоте и амплитуде возмущений при приготовлении сырьевой смеси, Поскольку объект управления обладает большими запаздыванием и инерционностью, определяемой запасом материала в трактах и мельницах, то даже при получении определенного количества сырьевой смеси с заданным химическим составом в силосе наблюдается слоистая структура объема смеси. Системы гомогенизации сырьевой муки в силосе не обеспечивают получения однородного состава сырьевой муки в силосе, не обеспечивают получения однородного состава сырьевой смеси, т,е, слоистая структура сохраняется, Послойная подача в печь сырьевой смеси с коэффициентом насыщения модуляции, отличающимися от заданных, приводит к нарушениям режима обжига, Компенсация этих возмущений по отклонениям режимных параметров не позволяет оперативно управлять режимом обжига из-за большой инерционности процессов в печи. Для решения этой задачи необходимо учитывать колебания химического состава сырьевой смеси на входе в печь и осуществлять упреждающие воздействия на режим обжига по мере продвижения материала по печи.Современные методы контроля позволяют измерять химический состав сырьевой смеси с дискретностью, много меньшей по сравнению с инерционностью объекта, ,т,е, с частотой сбора информации, необходимой для оперативного управления, Для устранения краткосрочных:выбросов показания квантометра необходимо сглаживать на некотором интервале.Известно, что коэффициент насыщения является наиболее представительной характеристикой химического состава сырьевой смеси и во многих случаях для принятия решений по ведению процесса обжига достаточно знать отклонение величины коэффициента насьпцения от заданной при колебаниях модулей в известных границах. С повышением величины коэффициента насыщения сырье становится более "жестким" и для его обжига требуется больший расход топлива и наоборот.По экспериментальным данным установлено, что при повышении величины коэффициента насыщения, т.е. более жестком" сырье, для получения клинкера высокого качества обжиг сырьевой смеси необходимо производить при более высоких температурах, т.е. заданные величины температур по зонам должны меняться, Зави5 836498 о симость между величиной коэффициента . чика 5 и в зависимости от величины раснасьпцения и величинами температур по согласования регулятор 6 изменяет по- зонам,с достаточной для управления точ- дачу топлива в декарбониэатор 3 через ностью может быть принята линейной. форсунку 7. С помощью пробоотборника 8С. изменением величины коэффициента 5 проба сырьевой смеси непрерывно посту- насыщения изменение термообработки пает в анализатор 9, который измеряет сырьевой смеси необходимо осуществлять содержание окислов в пробе. уже на стадии декарбонизации в циклон- В вьчислительном блоке,10 рассчиных теплообменниках без нарушения ре- тывается величина коэффициента насыжима обжига во вращающейся печи. Это О щения, далее эта величина сглаживается му требованию отвечают циклонные фильтром 11 и поступает в блок задержтеплообменники с встроенными в них де- ки 4.2, который моделирует, транспортное карбонизаторами, в которых происходит запаздывание сырьевой смеси от питателя независимое сжигание топлива. до декарбонизатора. Сглаженная величинаДля материала, находящегося от зоны 15 коэффициента насьпцения с учетом .спекания до зоны декарбониэации, осу- транспортного запаздывания поступает в ществляюший режим обжига оптимален, качестве корректирующего сигнала в репоэтому заданную величину температуры гулятор 6, который стабилизирует новое в, зоне спекания необходимо изменять значение температуры в декарбонизаторе. только при подходе материала с изменяю- го . Оптимально подготовленная на стадии шимися коэффициентами насыщения к зоне декарбонизации смесь поступает во вращающуюся печь 13, Температура в зонеВ ремя продвижения материала по печи . спекания измеряется: датчиком 14, везависит от многих технологических пара-, Личина сигнала которого сравнивается с метров, поэтому для фиксации момента 25 сигналом от задатчика 15, Величина подхода материала с изменившимся коэф- рассогласования подается на регулятор фициентом насьпцения к зоне спекания, 16, который стабилизирует температуру необходимо формировать модель продви- путем изменения расхода топлива через жения материала по печи. форсунку 17. Величина коэффициентаСоотношение между величиной коэффи насьнцения с блока 9 поступает в вычисциента насьпцения и величиной темпера- лительный блок 18, моделирующий на туры в зоне спекания может меняться основании показаний технологических пав зависимости от изменения характерис- раметров Х . Х продвижение ма 1" тик сырьевой смеси (гранулометрическо- териала до зоны спекания и с учетом этого го состава, изменение содержания приме времени подается в качестве корректируюсей и т,п,), Величину соотношения необ- щего сигнала на регулятор 16. Другим ходимо корректировать, контролируя ка- корректирующим воздействием является чество клинкера на выходе иэ печи.сигнал с петрографического анализатораПри осуществлении автоматизации 19 клинкера на. выходе иэ печи. приготовления шлифов петрографические 4 О, ф о р м у л а и з о б р е т е н и я методы контроля позволяют опе а-.Р Р - Способ управления процессом обжига тивно получать информацию о качестве материала во вращающейся печи, включаю- клинкера. Таким образом, использ яР пользУЯ щи стабилизацию расхода смеси и стапетрографический метод контроля, можно билизацию температуры в декарбонизаторе оперативно корректировать соотношение 45;,и зоне спекания и корректировку задан- между величиной коэффициента насьпцения ных величин, температур в декарбонйзатои величиной температуры в зойе спека- , ре и зоне спекания, о т л и ч а ю ш и йния, т.е. тепловой.е. тепловой режим. с я тем, что, с целью повышения точноНа чертеже представлена блок-схема сти управления, дополнительно измеряют устройства, осуществляющего способ. 5 О химический состав смеси на входе в печьСпособ осуществляется следующим и вычисляют величину коэффициента насыщения, корректируя эту величину с учетом образом,Сырьевая смесь через течку 1 посту- модели прохождения материала по печи, ипает в пиклонный теплообменник 2 и осуществляют петрографический анализ далее в декарбонизатор 3. Датчи- . 55 клинкера на выходе из печи, причем корком 4 изме яютизмеряют температуру отхо- ректировку заданной величины температудящих газов из декарбонизатора, срав-ры в декарбонизаторе осуществляют прямо кивают с величиной сигнала от задат- пропорционально величине коэффициента7 83 насыщения, а корректировку заданной величины температуры в зоне спекания осуществляют прямо пропорционально величине коэффициента насыщения и по данным петрографического анализа клинкера на выходе из печи,64988 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Я 403939, кл, Р 272 19/00, 1973,2, Авторское свидетельство СССР Ко 62 18 10, кл, Р 27 2 19/20, 1978,Подписно го комитета СССР и открытий Раушская