Система автоматического регулирования работой выносного декарбонизатора вращающейся цементо-обжиговой печи

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН 7 Р 19/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТ У И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институтпо автоматизации предприятий промышленности строительных материалов.(56) . Авторское свидетельство СССР836498, кл, Р 27 Р 19/00,.1981.2. Ицелев Р. И. и др. Автоматизированное управление обжигом при производствецемента. Л., Стройиздат; 1978, с. 128 - 140(54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТОЙ ВЫНОСНОГО ДЕКАРБОНИЗАТОРА ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЦЕМЕНТНО-ОБЖИГОВОЙ ПЕЧИ, содержащая датчик степени декарбонизации,установленный на выходе декарбонизатора,и регулирующий орган расхода топливав декарбонизатор, отличающаяся тем, что,с целью повышения точности регулирования, она снабжена двумя датчиками разрежения, установленными соответственно вборове декарбонизатора перед смесительной камерой и на выходе вихревой камеры,тремя блоками алгебраического суммирования, задатчиками разности разреженийи степени декарбонизации, двумя компараторами, двумя блоками задержки, двумялогическими блоками И, двумя одновибраторами, корректирующим блоком, датчиком расхода топлива в декарбонизатор,регулирующим органом расхода воздухав декарбонизатор, блоком интегрированияи блоком арифметического суммирования,причем выход датчика разрежения в бороведекарбонизатора соединен с минусовым 801165865 А входом первого блока алгебраического суммирования, датчик разрежения на выходе вихревой камеры соединен с плюсовым входом первого блока алгебраического суммирования, выход которого соединен с минусовым входом второго блока алгебраического суммирования, плюсовой вход которого соединен с задатчиком разности разрежений, выход второго блока алгебраического суммирования соединен с входами первого и второго компараторов, выход первого компаратора соединен с входом первого блока задержки и с первым входом первого логического блока И, выход первого блока задержки соединен с вторым входом первого логического блока И, выход которого соединен через первый одно- вибратор с первым входом блока интегрирования, выход второго компаратора соединен с входом второго блока задержки и с первым входом второго логического блока И, выход второго блока задержки соединен с вторым входом второго логического блока И, выход которого соединен через второй одновибратор с вторым входом блока интегрирования, выход блока интегри. рования соединен с первым входом блока арифметического суммирования, второй вход которого соединен с задатчиком степени декарбонизации, выход блока арифметического суммирования соединен с плюсовым входом третьего блока алгебраического суммирования, минусовой вход которого соединен с датчиком степени декарбонизации, выход третьего блока алгебраического суммирования соединен с регулирующим органом расхода топлива в декарбонизатор, датчик расхода топлива в декарбонизатор соединен через корректирующий блок с регулирующим органом. расхода воздуха в декарбонизатор.Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при управлении технологическим процессом получения цементного клинкера во вращающейся печи с многоступенчатым теплообменником и декарбонизатором, а точнее для автоматического регулирования работы выносного декарбонизатора.Известно устройство для управления процессом обжига материала во вращающейся печи, включающее датчик температуры отходящих газов из декарбонизатора, задатчик, блок суммирования и регулирующий орган расхода топлива в декарбонизатор 1.Основным недостатком данного устройства является то, что по температуре отходящих газов из теплообменника нельзя судить о степени дека рбо низ ации сырья, т.е. она зависит от химического и минералогического состава сырья и, следовательно, температура декарбонизации для каждого вида сырья будет различна.Наиболее близкой к изобретению является система автоматического регулирования работы выносного декарбонизатора вращающейся цемент нообжиговой печи, содержащая датчик степени декарбонизации, установленный на выходе декарбонизатора, и регулирующий орган расхода топлива в декарбонизатор,Данная система содержит датчики кислорода и углекислого газа в отходящих газах, соединенные через УВМ (на ней происходит вычисление степени декарбонизации) с регулирующим органом расхода топлива в печь. В УВМ происходит анализирование текущих значений состава отходящих газов и выдача управляющего воздействия 2,Основной недостаток системы заключается в том, что она не может быть использована для управления процессом декарбонизации в реакторе-декарбонизаторе, так как в последнем существует тенденция к замазыванию борова из-за жидкой фазы, которая присутствует в сырьевой смеси при декарбонизации (температура в вихревой камере порядка 800 в 8 С). При замазывании борова декарбонизатора в вихревой камере скачкообразно повышается давление, что приводит к взрывам.Цель изобретения - повышение точности регулирования.Эта цель достигается тем, что система автоматического регулирования работой выносного дека рбонизатора вращающейся цементно-обжиговой печи, содержащая датчик степени декарбонизации, установленный на выходе декарбонизатора и регулирующий орган расхода топлива в декарбонизатор, снабжена двумя датчиками раз режения, установленными соответственно в борове декарбонизатора перед смесительной камерой и на выходе вихревой камеры, тремя блоками алгебраического суммирования, задатчиками разности разрежений и сте. пени декарбонизации, двумя компараторами, двумя блоками задержки, двумя логическими блоками И, двумя одновибраторами, корректирующим блоком, датчиком расхода топлива в декарбонизатор, регулирующим органом расхода воздуха в декарбонизатор блоком интегрирования и блоком арифметического суммирования, причем выход датчика разрежения в борове декарбонизатора соединен с минусовым входом первого блока алгебраического суммирования, датчик разрежения на выходе вихревой камеры соединен с плюсовым входом первого блока алгебраического суммирования, выход которого соединен с минусовым входом второго блока алгебраического суммирования, плюсовой вход которого соединен с задатчиком разности разрежений, выход второго блока алгебраического суммирования соединен с входами первого и второго компараторов, выход первого компаратора соединен с входом первого блока задержки и с первым входом первого логического блока И, выход первого блока задержки соединен с вторым входом первого логического блока И, выход которого соединен через первый одновибратор с первым входом блока интегрирования, выход второго компаратора соединен с входом второго блока задержки и с первым входом второго логического блока И, выход второго блока задержки соединен с вторым входом второго логического блока И, выход которого соединен через второй одновибратор с вторым входом блока интегрирования, выход блока интегрирования соединен с пер. вым входом блока арифметического суммирования, второй вход которого соединен с задатчиком степени декарбонизации, выход блока арифметического суммирования соединен с плюсовым входом третьего блока алгебраического суммирования, минусовой вход которого соединен. с датчиком степени декарбонизации, выход третьего блока алгебраического суммирования соединен с регулирующим органом расхода топлива в декарбонизатор, датчик расхода топлива в декарбонизатор соединен через корректирующий блок с регулирующим органом расхода воздуха в декарбонизатор. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 На чертеже представлена структурная схема системы автоматического регулирования работы выносного декарбонизатора вращающейся цементнообжиговой печи.Система включает в себя вихревую камеру декарбонизатора 1, боров 2 декарбонизатора, смесительную камеру 3 декарбо5 15 20 10 25 низатора, датчик 4 степени декарбонизации, два датчика разрежения 5 и 6, три блока алгебраического суммирования 7 - 9, задатчики разности разрежений 10 и степени декарбонизации 11, два компаратора 12 и 13, два блока 14 и 15 задержки, два логических блока И 16 и 17, два одновибратора 18 и 19, блок 20 интегрирования, блок 21 арифметического суммирования, регулирующий орган 22 расхода топлива в декарбонизатор, датчик 23 расхода топлива в дека рбонизатор, корректирующий блок 24, регулирующий орган 25 расхода воздуха в декарбонизатор. Выход первого датчика 5 разрежения, установленного в борове декарбонизатора, соединен с минусовым входом первого блокаалгебраического суммирования. Выход второго датчика 6 разрежения, установленного на выходе вихревой камеры, соединен с плюсовым входом первого блока 7 алгебраического суммирования, выход которого соединен с минусовым входом второго блока 8 алгебраического суммирования, плюсовой вход которого соединен с выходом задатчика 10 разности разрежений: Выход второго блока 8 алгебраического суммирования соединен с входами первого компаратора 12 и второго компаратора 13. Выход первого компаратора 12 соединен .с входом блока 14 задержки и с первым входом первого логического блока И 16. Выход первого блока 14 задержки соединен с вторым входом логического блока И 16, выход которого соединен через первый одновибратор 18 с минусом блока 20 интегрирования. Выход второго компаратора 13 соединен с входом блока 15 задержки и с первым входом второго логического блока И 17. Выход второго блока 15 задержки соединен с вторым входом логического блока И 17, выход которого соединен через второй одновибратор 19 с плюсом блока 20 интегрирования. Выход блока 20 интегрирования соединен с вторым входом блока 21 арифметического суммирования, первый вход которого соединен с задатчиком 11 степени декарбонизации. Выход блока 21 арифметического суммирования соединен с плюсом третьего блока 9 алгебраического суммирования минусовой вход которого соединен с датчиком 4 степени декарбонизации сырья. Выход третьего блока 9 алгебраического суммирования соединен с регулирующим органом 22 расхода топлива в декарбонизатор. Выход датчика 23 расхода топлива в декарбонизатор через корректирующий блок 24 соединен с регулирующим органом 25 расхода воздуха в декарбонизатор.Блоки 7 - 9 суммирования, задатчики 10 и 11, логические блоки 16 и 17, блок 20 30 35 40 45 50 55 являются стандартными интегрированияблоками.Корректирующий блок 24 в предлагаемом изобретении вычисляет требуемыйрасход воздуха в декарбонизатор по расходу воздуха, для того, чтобы не былонедожога топлива. В связи с этим он выполняет следующую операцию:б =КО,где 6расход воздуха в декарбонизатор;С, - расход топлива в декарбонизатор;й - коэффициент пропорциональности.Сырьевая мука поступает в вихревуюкамеру 1 декарбонизатора, куда поступаеттопливо и воздух. В вихревой камере 1 происходит сжигание топлива, в результатечего сырье, контактйруя со сжигаемымтопливом, нагревается и происходит егодекарбонизация. Из вихревой камеры 1 сы рьевая смесь через боров 2 поступаетв смесительную камеру 3 декарбонизатора,где она смешивается с отходящими из печигазами и поступает в последнюю перед печью, ступень подогрева. Температура сырьевой смеси на выходе из вихревой камеры, 1 может достигать 1000 С и, следовательно, может образовываться при этой температуре жидкая фаза, которая, конденсируясь на стенке борова 2, приводит к сужению его сечения и, следовательно, повышению аэродинамического сопротивления борова 2.Вследствие этого изменяется разность давлений на выходе вихревой камеры 1 и в борове 2 перед смесительной камерой 3. Поэтому сигнал с первого датчика 5 разрежения поступает на минус первого блока 7 алгебраического суммирования на плюсовой вход которого подается сигнал с второго датчика 6 разрежения. На первом блоке 7 алгебраического суммировачия вычисляется разность сигналов и результирующий сигнал поступает на минус второго блока 8 алгебраического суммирования где он сравнивается с заданием на разность разрежений, поступающим с задатчика 10 разности разрежений на плюс второго блока алгебраического суммирования 8.Сигнал с второго блока алгебраического суммирования 8 подается на входы первого 12 и второго 13 компараторов. Компаратор преобразует аналоговый сигнал в двухуровневый, причем при плюсовом входном сигнале на выходе первого компаратора 12 будет не нулевой сигнал, а на выходе второго коммутатора 13 будет нулевой сигнал, при минусовом входном сигнале на выходе первого компа 116586540 45 50 55 ратора 12 будет нулевой сигнал, а на выходе второго компаратора 13 будет не нулевой сигнал.Если текущая разность разрежений больше заданной (это соответствует залипанию борова 2), то сигнал с второго блока 8 алгебраического суммирования поступает через второй компаратор 13 на вход второго блока 15 задержки времени и на первый вход второго логического блока И 17. Сигнал с второго блока 15 задержки подается на второй вход второго логического блока И 17 Залипание борова 2 может начаться и прекратиться через постоянную времени декарбонизатора (около 1 с) вследствие предыдущего регулирования расхода топлива в декарбонизатор, так называемый переходный процесс. Чтобы это учитывать, на втором блоке 15 задержки устанавливается время более чем постоянная времени декарбонизатора - 2 с. Если по истечении этого времени сигнал с второго блока 8 алгебраического суммирования не изменится (т, е. будет также минусовым), то на второй вход второго логического блока И 17 поступит сигнал с второго блока 15 задержки. У второго логического блока И 17 будет сигнал на выходе, когда присутствуют сигналы на первом и втором его входах.Сигнал с второго логического блока И 17 через второй одновибратор 19 поступает на минус блока 20 интегрирования. Второй одновибратор 19 преобразует аналоговый сигнал в импульсный определенной длительности.Если текущая разность разрежений меньше заданной (это соответствует тому, что процесса залипания борова не происходит), то на выходе второго блока 8 алгебраического суммирования будет минусовой сигнал, который поступит через первый компаратор 12 на вход первого блока 14 задержки и на первый вход логического блока И 16.Декарбонизатор вращающейся печи служит для декарбонизации сырьевой смеси перед вращающейся печью. Сырьевая смесь на выходе из декарбонизатора должна иметь одну и ту же температуру. Если эта температура сырьевой смеси изменилась, то это требует перерегулирования работы вращающейся печи. Постоянная времени печи 25 - 35 мин. И поэтому время, необходимое на перерегулировку печи, будет 30 - 40 мин.Поэтому на первом блоке4 задержки устанавливается время, равное 30 - 40 мин.Если текущая разность разрежений больше допустимой разности, то это значит, что боров начал залипать, и декарбонизатор находится в предаварийном режиме. Поэтому расход топлива в декарбонизатор 5 1 О 15 20 25 30 35 надо сразу же уменьшать. Если текущая разность разрежений меньше допустимой, то надо реперерегулировать работу вращающейся печи, из-за предыдущих изменений расхода топлива (30 - 40 мин), а потом уже если текуцая разность разряжений останется меньше допустимой, надо увеличить расход топлива в декарбони. затор.Выполняемые функции первого одновибратора 18 и первого логического блока И 16 аналогичны соответственно выполняемым функциям второго одновибратора 19 и второго логического блока И 17,Дискретный сигнал с первого одновибратора 18 поступает на плюс блока 20 интегрирования.Блок 20 интегрирования в зависимости от знака входного импульса обеспечивает изменение уровня выходного сигнала на заданную величину (уменьшение уровня при отрицательном входном импульсе и увеличении уровня при положительном входном импульсе).Сигнал с блока 20 интегрирования поступает на второй вход блока 21 арифметического суммирования, на первый вход которого поступает сигнал с второго задатчика 11. На задатчике 11 степени декарбонизации устанавливается сигнал, пропорциональный заданной степени декарбонизации сырья. На блоке 21 арифметического суммирования происходит арифметическое сложение заданной степени декарбонизации и установки на степень декарбонизации сырьевой смеси (причем уставка на степень декарбонизации может быть как со знаком плюс, так и со знаком минус,Сигнал пропорциональный откорректированному заданию на степень декарбонизации сырьевой смеси с выхода блока 21 арифметического суммирования, поступает на плюс третьего блока 9 алгебраического суммирования, на минус которого поступает сигнал с датчика 4 степени декарбонизации сырьевой смеси. На третьем блоке 9 алгебраического суммирования происходит сравнение сигнала, пропорционального откорректированной степени декарбонизации сырьевой смеси и текущей степени декарбонизации. Сигнал с выхода третьего блока 9 алгебраического суммирования поступает на регулирующий орган 22 расхода топлива в декарбонизатор,При колебаниях расхода топлива в декарбонизатор, надо следить, чтобы пропорционально колебалась бы подача воздуха в декарбонизатор для полного сгорания топлива. Для этого сигнал с датчика 23 расхода топлива в декарбонизатор поступает через корректирующий блок 24 на регулиСоставитель Р Техред И. В Тираж 570 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рауш Филиал ППП Патент, г. Ужгор ЪРедактор А.ШандоЗа каз 4298/32 Корректор Г. Решетниодписное митета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул Проектная рующий орган 25 расхода воздуха в декарбонизатор.Система за счет контроля текущей разности разрежений на выходе вихревой камеры и в борове перед смесительной камерой и корректирования на этой основе задания на степень декарбонизации сырьевой смеси, воздействуя на расход топлива в декарбонизатор, регулирования на основе расхода топлива в декарбонизатор расходом воздуха в декарбонизатор позволяет эффективно регулировать работой выносного декарбонизатора, избежать предаварийных ситуаций, связанных с залипанием борова декарбонизатора, создавая при этом максимальную температуру в вихревой камере декарбонизатора, а следовательно, поддерживать максимально возможную степень декарбонизации сырьевой смеси на выходе декарбонизатора,Предлагаемая система позволяет обеспечить безаварийную работу декарбонизатора при максимальной степени декарбонизации сырья.