Способ автоматического управления процессом обжига клинкера во вращающейся печи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ТЕНИЯ,А ЬСТВУ повыш ческий озду но ало вент рациродаэтихпию одаваемого а также входа печиторичного воздухь на горение топл СССР1976.ССР978. начен ПОСОБ АВТОМАТИПРОДЕССОИ ОБЕЙСЯ ПЕЧИ, вкизмерение темвдоль зоны сп ЧЕСКОГО ЖИГА КЛИНКЕРА ючающий не- ературы коркания,измене а воздуха ос ние клинкера го дутья изменение тлишибера дымососа и с я тем что ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР 1 ТИ АВТОРСКОМУ СВ(71) Белгородский технологиинститут строительных материм. И,А.Гришманова(56) Авторское свидетельствВ 581365, кл. Р 27 0 19/00,Авторское свидетельствоВ 668904, кл. С 04 В 7/44,(54)(57) УПРАВЛЕНИЯ ВО ВРАЩАЮЩ прерывноепуса печи ние расхо на охлажд положения ч а ю щ и,8021157 ц 4 г 27 и 19/00 С 04 В 7/4 ения точности управления, изт количество клинкера, постуго в холодильник, температуру ха окружающей среды и избыточвоздуха, положение шиберов ляторов острого, общего и аспи нного дутья, содержание кисло- в отходящих газах и на основе параметров определяют энтальпределяют расстояние о о точки с максимальным температуры корпуса печи, причемизменение расхода воздуха острогодутья на охлаждение клинкера осуществляют до достижения энтальпиейвторичного воздуха значений 9001050 кДж/кг а изменение положенияшибера дымососа осуществляют до достижения расстоянием от входа печидо точки с минимальным значениемтемпературы корпуса печи значений 610% длины печи.1211575 161С- теллаемкастьвторичного Изобретение относится к способам автоматического управления и процессом обжига клинкера во вращающихся печах и может быть использовано в цементной промышленности.5Целью изобретения является повьциение точности управления.Способ поясняется на.примере обжига клинкера ва вращающейся печи с калосниковым холодильником па мак рому способу производства. Суть описываемого способа мажца пояснить (следующим образом.Для управления процессом обжига необходимо формирование оптимальной 15 структуры факела. Короткий и удаленный от выходного обреза печи факел приводит к снижению стойкости футеровки, при этом в связи с тем, что зона спекания удалена ат выход ного обреза печи, происходит передержка в печи уже готового клинкера. Это приводит к клинкерному пылецию, снижению качестваклинкера и ухудшеггггю работы калосниковогохолодильника. 25саатцошеия 30 40 духа острого,общего дутья,подаваемые в холодильник на ахлажУстановлено, что при обжиге клин 50 кера точка с максимальным значением дение клинкера, и избыточного, вы- брасываемого из холодильника, кг/ч; температура вторичного0воздуха, С; 55 С другой стороны, формирование слишком длинного вялого факела приводит к обгоранию форсунки, выпадению на горячем конце печи огнеупорного кирпича и пороговых плит.Важным фактором в управлении процессом обжига клинкера ва вращающихся печах с колосиковым холодильником является поддержание оптимального значения энтальпии вторичного воздуха, подаваемого из холодильника в зону горения топлива. В общем случае энтальпию всего вторичного воздуха, подаваемого в печь, можно определить из соотношения(1)остр о(ц,икгде С , С , Ь - соответственно массы возвоздуха,кДж/кг.Величину эцтальпии вторичного воздуха, подаваемого в печь, на1 кг клинкера можно определить из(1 = О"/С, (2) где С - производительность печипа клицкеру, т.е. количества клинкера, поступаю-щего в холодильник, кг/ч. Оптимальное значение эцтальпии воздуха, подаваемого из холодильника в зону горения, определяетсяи максимальным значением КПД холодильника (0,57 - 0,85) и равна 9001050 кДж/кг. При этих значенияхтемпературы формируется оптимальная структура факела, т.е. его форма, длина, теплоцапряжение. Объясняется эта тем, чта при более низкихзначениях эцтальпии общая температура воздуха, падвадимого в зону гореоция, снижается до 300-400 С, смещается при этом в сторону холодного обреза печи и точка воспламенения, Горение топлива происходит на коротком теплонапряженцом и удаленном ат горячего обреза печи участке.Более высокое зцачецие эцтальпии (выше 1050 кДж/кг) ца практике трудна осуществимо, при этом температура вторичного воздуха, подводимого в зау горения, поднимается до 500 О600 С, чта близко к точке воспламенения топлива, Это означает, чта воспламенение топлива происходит возле устья фарсунки, чта также недопустима. Положение точки с максимальным тепланапряжением можно изменить иколичеством избытачцага воздуха,подводимого в зону горения. Объемизбыточного воздуха в зоне горения можно регулировать запечными дымососами. температуры корпуса печи должа находиться ца расстоянии б% длиныпечи от горячего ее обреза, Колебания температуры и объема воздуха, подаваемого в зону горения, измененияфизика-химических параметров обжигаемого сырья и других параметров требуют непрерывной корректировки5 10 15 20 40 45 50 55 формы и структуры факела, а следовательно, и температуры.Схема осуществления способа автоматического управления представлена на чертеже.Способ включает подачу и сжигание топлива в печи 1 через форсунку 2, подачу горячего вторичного воздуха из колосникового холодильника 3, подачу холодного воздуха острого дутья от вентилятора 4 под неподвижные колосники 5 холодильника, подачу от вентилятора 6 холодного воздуха общего дутья под подвижные колосники 7 холодильника, регулиро - вание шиберами 8 и 9 количества холодного воздуха, подаваемого в холодильник, регулирование шибером 10 дымососа 11 количества воздуха, выбрасываемого из холодильника как избыточного, регулирование избыточного воздуха в зоне горения шибиром 12 эапечного дымососа 13, измерение температуры корпуса печи 1 с помощью радиационного пирометра 14, смонтированного на передвижной тележке 15, измерение количества кислорода в отходящих газах датчиком 16, установленным в пылеосадительной камере 17, измерение температуры вторичного воздуха датчиком 18, установленным в шахте холодильника 3,1Автоматическое управление процессом обжига клинкера в печи осуществляется с помощью двух контуров регулирования. Первый контур осуществляет непрерывное автоматическое регулирование положения точки с максимальным значением температуры карлуса печи с помощью радиационного пирометра 14, шибера 12, дымососа 13 и формирователя 19. Управляющим сигналом в этом контуре служит сигнал 20, который поступает от формирователя 19. В формирователе 19 осуществляется дифференцирование сигнала, поступающего от радиационного пирометра 14, и определение расстояния от точки с максимальной температурой до горячего обреза печи. Регулирование положения точки с максимальной температурой осуществляется следующим образом. Управляющий сигнал, поступающий от радиационного пирометра. 14, характеризующий значение температуры корпуса печи, поступает на формирователь 19. Б фармироваеле 19 определяется точка с максимальным значением температуры с помощью блока дифференцирования и расстояние от этой точки давыходного обреза печи, далее полученный сигнал 20 подается на устройство 21 сравнения, где сравнивается с сигналом, поступаюшим ат задатчика 22 положения шибера дымосаса,и сигналом, характеризующим содержание кислорода в отходящих газах.В этот контур включены также регулятор 23, исполнительный механизм 24и устройство 25 с равнения. На устройства 25 сравнения подается сигнал от датчика 16, измеряющего содержание кислорода в отходящих газах,и сигнал от задатчика 26, характеризующий задание содержания кислорода в отходящих газах. Если точка с максимальным значением температуры находится на расстоянии, большем чем 10%, то система регулирования изменяет положениешибера 12 дымосаса 13, уменьшая приэтом разрежение за обрезом холоднойчасти печи. В результате точка с мак.симальным значением теплонапряжениясмещается в сторону горячего обрезапечиЕсли точка с максимальным значением температуры корпуса печирасположена ближе чем 6% длины печи,то система регулирования шибером 12дыюосаса 13 увеличивает разрежениеза обрезом печи. Второй контур осуществляет непрерывное автоматическое регулирование величины энтальпии горячего (вторичного) воздуха, подаваемого из холодильника в зону горения. Регулирование в этом контуре осуществляется следующим образом. В вычислительное устройство 27 подаются сигналы от исполнительных механизмов 28, 29 и 30, характеризующих соответственно положение шиберов 8, 9 и 10 вентиляторов 4, 6 и 11 острого, общего и аспирационнаго (избыточного) дутья. Эти сигналы характеризуют соответственно объемные расходы вазВ устройство 27 подаются сигналы, характеризующие значения температур от термометра 31 сопротивления воздуха окружающей среды, от датчика 32 температуры избыточного воздуха, и сигнал от формирователя 33, характеризующий количество клинкера, по 1211575ступающего на колоснцковую решетку.ОвиПО значениям объемных расходов Чостр И бЧ Ч темпераяур воздухаокружающей среды и избыточного5воздуха Определяются соответственноовй и 36массы общего С в , острого С ви избыточного СР воздуха. В резульвтате вычисления эцтальпии вторичноговоздуха из соотношений (1) и (2) Овычислительное устройство 27 Формирует управляющий сигнал, который подается на устройство 34 сравнения,На устройство 34 сравнения подаетсятакже сигнал с блока 35 задания расхода воздуха острого дутья. Результирующий управляющий сигцал подаетсяна регулятор Зб и далее на исполнительный механизм 28, который изменяет положение шибера 8 вентилятора 4 20острого дутья. При этом, если значение эцтальпии вторичного воздуха превышает максимально допустимое значение 1050 кДж/кг, ца устройство 34сравнения поступает корректирующий 25сигнал ца увеличение количествавоздуха острого дутья: если же энтальпия вторичного воздуха ниже900 кДж/кг, то на устройство 34 сравнения подается корректирующий сигнал 30на уменьшение расхода воздуха острого дутья, Схема автоматического регулирования предусматривает стабилизированную подачу воздуха общего дутья,которая устанавливается задатчиком 37,регулятором 38 и исполнительным механизмом 29, и стабилизированный выбросизбыточного воздуха вентилятором 11с помощью задатчика 39, регулятора 40,исполнительного механизма 30 и шибера 10,Оптимальным положением точкис максимальной температурой корпуса печи является положение на расстоянии 6-107. длины печи от выход ного обреза, предпочтительно 9,17.Для достижения указанного положения энтальпию вторичного воздуха необходимо поддерживать в пределах 900- 1050 кДж/кг, а содержание кислорода 50 в отходящих газах - 0,8-2,07. Поддержание указанных пределов осуществляется следующим образом,Сигнал от радиационного пирометра 14, характеризующий значение тем пературы корпуса печи, поступаетна формирователь 19, где Определяется точка с максимальной температурой и расстояцие от этой точки до выхоцного обреза печи, Полученный сигнал 20 подается на устройство 21 сравнения, куда поступают также сигналы от устройства 25 сравнения и задатчика 22 положения шибера дымо соса,П р и м е р 1. Точка с максимальным значением температуры корпусанаходится на расстоянии, большемчем 10/,длины печи от выходного обреза. В этом случае с устройства 21сравцения на регулятор 23 и исполнительный механизм 24 подается корректирующий сигнал ца изменениепопохения шибера 12 дымососа 13для уменьшения разрежения за Обрезомхолодного конца печи. Одновременнов вычислительном устройстве 27 второго контура регулирования производится вычисление значения энтальпии вторичного воздуха котороемо;кет либо находиться в оптимальныхпределах либо, как в данном случае,быть циж. 900 кДк/кг, Устройство 27Формирует управляющий сигнал, который подается ца устройство 34 сравнеция. На устройс.тво 34 сравненияподается также сигнал с блока 35 задания расхода воздуха острого дутья,С устройства 34 сравнения передается управляющий сигнал на регулятор 36и исполнительный механизм 28,который изменением положения шибера 8 вентилятора 4 уменьшает количество холодного воздуха острогодутья П р и м е р 2. Точка с максимальным значением температуры корпуса находится на расстоянии, меньшем чем б% длины печи от выходного Обреза. В этом случае с устройства 21 сравнения на регулятор 23 и исполнительный механизм 24 подается корректирующий сигнал на изменение положения шибера 12 дымососа 13 для увеличения разрежения за обрезом холодного конца печи. Значение зцтальпии вторичного воздуха, ,вычисленное в устройстве 27, может либо находиться в оптимальных пределах, либо, как в данном случае, быть выше 1050 кДж/кг, Если значение энтальпии вьпие 1050 кДж/кг, то устройство 27 Формирует сигнал, который передается на устройство 34 сравнения, куда поступает также сигнал с блока 351211575 Составитель В,АлекперовРедактор И,Рыбченко Техред М.Пароцай Корректор В.Синицкая Заказ 632/45 Тираж 561 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Проектная, 4 задания расхода воздуха острогодутья, С устройства 34 сравненияпередается управляющий сигнал на регулятор 36 и исполнительный механизм 28, который изменением положения шибера 8 вентилятора 4 увеличивает количество холодного воздуха острого дутья,Таким образом, поддержание положения точки с максимальным значением температуры корпуса на расстоянии 6-1 О . длины печи от выходного обреза осуществляется .обеспечением значения энтальпии вторичного воздуха в пределах 900-1050 кДж/кг и содержания кислорода в отходящих газах в пределах 0,8-2,0 . В томслучае, когда точка с максимальнымзначением температуры корпуса распо"лагается за пределами 6-10 длиныот выходного обреза печи, изменениеположения ее достигается либо изменением энтальпии вторичного воздуха,либо изменением количества кислорода 1 О в отходящих газах, либо одновременным изменением значений указанныхпараметров.Таким образом, обеспечиваетсяповышение эффектив ости и качества 15 управления, что создает оптимальныеусловия для гранулируемости клинкера при снижении расхода топлива.