Способ регулирования термической обработки материала в барабанном агрегате

(55 Г 27 О 19/0 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМ с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный государственный институтнаучно-исследовательских и проектных работ огнеупорной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 953415, кл, Р 27 О 19/00, 1980,С вторское свидетельство СССРИ, кл, Р 26 В 21/06, 1982,(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА В БАРАБАННОМ АГРЕГАТЕ Изобретение относится к процессам термообработки различных материалов в барабанном агрегате и может быть использовано, например, при регулировании процесса обжига огнеупорного материала во вращающейся печи, при регулировании процесса термообработки осадков сточных вод на барабанных установках.Цель изобретения - повышение качества регулирования.На фиг, 1 представлена блок-схема устрзйства, реализующего способ регулирования на барабанной установке, предназначенной для термообработки огнеупорного материала, например магнезита; на фиг, 2 - схема логического блока устройства,На схеме (фиг,1) обозначены вращающийся барабан 1, топка 2, пылевая камера 3, газоход 4, дымосос с направляющим аппаратом 5 и устройство регулирования про 2(57) Использование: регулирование процессов обжига огнеупорного материала и термообработки осадков сточных вод в барабанных агрегатах. Сущность изобретения: измеряют температуру в пылевой камере и температуру отходящих газов в газоходе, Уменьшение расхода топлива в агрегат ведут при превышении температуры отходя щих газов в газоходе заданного максимального значения и при заданном значении температуры в пылевой камере, а увеличение расхода отходящих газов из агрегата осуществляют при превышении температуры отходящих газов заданного максимального значения и при температуре в пылевой камере ниже минимального заданного значения. 2 ил. цессэ термообработки, Устройство содержит датчик 6 температуры отходящих газов в газоходе, датчик 7 температуры в пылевой камере, сумматоры 8-10, задатчик 11 минимально допустимого значения температуры в пылевой камере, задатчик 12 максимально допустимого значения температуры в пылевой камере, задатчик 13 максимально допустимого значения температуры в газоходе, диодные блоки 14-16, логический блок 17, исполнительный механизм 18 на линии подачи топлива в топку 2 и сигнализатор 19 аварийной ситуации. Логический блок 17 (фиг, 2) состоит из компараторов 20 и 21 и регуляторов 22 и 23,Способ регулирования осуществляется ледующим образом,В топку 2 установки поступают топливо и воздух, Образующийся в результате горения теплоноситель поступает в барабан 1, сюда же протизотоком поступает и матери1753227 5 10 О приаз О,1 при азО. 20 25 30 Оприаь 0,аб= аб при аь О,35 40 Оприа 1 О,6 = а 1 приа 1 О,45 0 в остальных случаях. ал, подлежащий термообработке, Продвигаясь под воздействием вращения барабана по установке, материал, нагреваясь, подвергается термообработке, а теплоноситель, двигаясь в противоположную сторону, охлаждается, Удаление отходящих из установки газов осуществляется дымососом, Причем расход отходящих газов, удаляемых дымососом из газохода 4, определяется степенью открытия направляющего аппарата 5(аппарат имеет жалюзи, расположенные в потоке газакоторые под воздействием сигнала управления ал изменяют угол поворота), Термообработка материала должна осуществляться при минимальном избытке воздуха в топке 2, что обеспечивает наиболее высокую температуру обжига материала в барабане 1, Поступление материала в установку может осуществляться через неподвижную пылевую камеру 3, в которой оседает часть переносимой газом из барабана мелкой фракции материала, Расход подаваемого в топку установки воздуха определяется степенью открытия направляющего аппарата, и тем больше расход, чем больше степень открытия,С помощью датчика 7, задатчиков 11 и 12, сумматоров 8 и 9, диодных блоков 14 и 15 определяют отклонение температуры гаэа в пылевой камере выше заданного максимально допустимого значения или ниже максимально допустимого значения.ПрИ ЭТОМ СИГНаЛ 1 ,к С датЧИКа 7 СООтветствует температуре газа в пылевой камере, а сигнал Ь - температуре отходящего газа в газоходе, Поступаяна сумматор 8, сигнал т л,к с датчика 7 сравнивается нд нем . с сигналом 9 п.к гпту минимально ДопУстимого значения, устанавливаемого и формируемого задатчиком 11. Разностный сигнал а 1 == тп,к, - 9 п.к. ваап с сумматора 8 поступает на диодный блок 14, вырабатывающий сигнал Однополярный положительный сигнал об появляется на выходе блока 14 только в случае, если сигнал тп.к. больше сигнала 9 п.к. аЬ. Сигнал т п.к. с датчика 7 одновременно поступает и на сумматор 9, где сравнивает- СЯ с Сигналом 9 п,к, гпх, соответствУющим максимально допустймому значению температуры газа в пылевой камере, установленному задатчиком 12, Сигнал аз, форм ируе мы й сумматором и ра вн ый аз == тп,к - 9 п,к.щах, поступает на блок 15, вырабатывающий сигнал Таким образом, на выходе блока 15 появляется релейный однополярный сигнал, равный 1, только при превышении температурой газа в пылевой камере максимально допустимого значения, определенного сигналом 9 п.квах, Указывающий на создание аварийной ситуации, когда эта температура значительно превысила заданное минимально допустимое значение. Поступая на сигнализатор 19, сигнал а 4 = 1 подключает в нем, например, звуковую сигнализацию наличия аварийной ситуации.С помощью датчика 6, сумматора 10, задатчика 13 и блока 16 оценивается текущее значение температуры отходящих газов в гаэоходе установки, Датчиком 6 отслеживается сигнал тг, соответствующий температуре газа в газоходе установки, который, поступая на сумматор 10, сравнива- етсЯ с сигналом 9 г,пх, Установленным на задатчике 13. Разностный сигнал аб = тг - 9 г, гпах с сУмматоРа постУпает на блок 16, который детектирует разнополярный сигнал 6 по следующей зависимости: Однополярный положительный сигнал а 6 диодного блока 16, указывающий на превышение температурой отходящих газов в: газоходе заданного задатчиком 13 значения 9 г. щах, постУпает на вход логического блока.Блок 17 (фиг. 2), воспринимающий сигнал а 2, сц и а 6, вырабатывает управляющие воздействия в виде сигналов ат и аЗ, изменяющих расход топлива и газа через установку, При этом с помощью компаратора 20 и регулятора 22 логического блока осуществляется воздействие на исполнительный механизм 18, изменяющий расход топлива. Сигналы а, а и аб, поступая на компаратор 20, преобразуются им в сигнал при сц = О, ар = а 1 и аб = а 5,Таким образом А 1 = а 2 притп.к тахтп.к,тп,к. гпмнп И Сг1 г. гпах1753227 тг +аз = КзЛг бф б 1 Т 1 +щ = К 1 Л 1, о а 7 с 3 с От = От.н. К 2 а 7,а 6 при а 60 и а 2 = О, 0 в остальных случаях,Лг= Этот сигнал, принимающий либо положительное значение аг, либо значение О, поступает на регулятор 22, отрабатывающий пропорциональный (П) закон управления по следующей зависимости: где Т 1 - постоянная времени фильтра регулятора 22;К 1 - коэффициент усиления регулятора 22;1 - время.Поскольку значение Л 1 не может принимать отрицательных значений, то значение выходного сигнала регулятора 22 меняется только в положительной области, Поступая с логического блока 17 на исполнительный механизм 1.8, сигнал а 7 воздействует на него, заставляя изменять расход топлйва на установку по следующей зависимости: где От.н - максимальный расход топлива через исполнительный механизм 18 (устанавливается обслуживающим персоналом исходя из необходимого проходного сечения, обеспечивающего поддержание технологического процесса термообработки. кг/с;Кг - коэффициент передачи механизма 18 по каналу сигнал а 7 - расход топлива через исполнительный механизм. Исходя из приведенной зависимости, исполнительный механизм 18 может либо уменьшать расход топлива, либо увеличивать в зависимости от величины положительного значения а 7, но не может превышать установленного значения От,н.Одновременно сигналы аг и а 6 в блоке 17 (фиг, 2)поступают на компэратор 21, который вырабатывает сигнал Сигнал Лг, принимающий либо положительное значение ав, когда температура газа в газоходе превышает заданное максимально допустимое значение и температура газа в пылевой камере ниже минимально заданного значения ( аг = О), либо значение, равное О, когда не выполняются условия1 п.к пъптп.кСп.к псах ст Тс1 с спэх,поступает на пропорциональный (П) регулятор 23, вырабатывающий сигнал где Тг - постоянная времени регулятора 23;Кз - коэффициент усиления регулятора23.10 Поступая с логического блока 17 на входнаправляющего аппарата 5 дымососа, сигнал ав преобразуется им, изменяя расходотходящих газов, а следовательно, и воздуха в топку 2 по зависимости 15Оэ =. Оэ,н+ К 4 ав где Оэ,н - минимальный расход газа через направляющий аппарат 5 (устанавливается 20 обслуживающим персоналом исходя из необходимого проходного сечения, обеспечивающего поддержание технологического процесса термообработки), кг/с;К 4 - коэффициент передачи аппарата 5 25 по каналу сигнал ая - расход отходящихгазов через направляющий аппарат.Отсюда следует, что аппарат 5 можетлибо увеличивать расход подаваемого в установку воздуха, а следовательно, и расход 30 газа по установке, либо уменьшать этот расход в зависимости от величины положительного значения ав, но расход при этом не может быть меньше установленного значения Он.35 В случае, например, увеличения(уменьшения) расхода подаваемого в топку 2 установки топлива, вызванного увеличением (уменьшением) давления в линии подачи топлива, уменьшается (увеличивается) тем пература газа в пылевой камере и температура газа в газоходе, увеличивается (уменьшается) величина сигналов Еп,к и 1 г с датчиков б и 7, температура Ь.к в пылевой камере превысила (не превысила) заданно го минимально допустимого значения, сигнал аг с блока 14 положителен (равен нулю), а температура газа в газоходе превысила (не превысила) заданное задатчиком 13 максимально допустимое значение, что сбответствует появлению положительного значения (значения равного нулю) сигнала аа, При этом сигнал с блОка 15 а 4 = О, что указывает на отсутствие превышения температурой газа в пылевой камере заданного задатчиком 12 максимально допустимого значения, Логический блок 17, воспринимая выработанные сигналы, осуществляет воздействие на механизм 18, уменьшая расход топлива, если температура газа в пылевой камеревыше минимально заданного значения ( а 2 =а 1) и температура в гаэоходе выше максимально заданного значения ( аб =- 5), Уменьшение величины расхода топлива относительно установленного значения 6,осуществляется пропорционально величине сигнала а 2 = лл оегулятором 22 блока 17, вырабатывающим сигнал ау до тех пор, пока температура газа не снизится до заданного минимально допустимого значения в пылевой камере либо до заданного максимально допустимого значения в газоходе, При этом в момент времени, когда температура газа в газоходе снижается, приближаясь к заданному максимально допустимому значению (а 2 положительно и уменьшается), управляющая величина ау с блока 17 заставляет исполнительный механизм 18 увеличивать расход топлива относительно предыдущего значения, но не более От.н, В случае превышения температурой газа в пылевой камере заданного максимально допустимого значения (а 4 = 1) на сигнализатор 19 поступает. релейный сигнал, равный 1, соответствующий, например, напряжение 10 В, включающий звуковую сигнализацию, При отсутствии прев;шэния температурой газа в пылевой ка.,;ере этого заданного максимально допустимого значения сигнал с блока 15 а 4 =- О и сигнализатор 19 не фиксирует наличие аварийной ситуации.Если температура газа в пылевой камере будет оставаться ниже заданного минимально допустимого значения ( ар = О) и температура в газоходе также будет ниже заданного максимально допустимого значения ( а 6 = О), то логический блок не воздействует на расход топлива, оставляя максимально допустимое проходное сечение исполнительного механизма 18.Если температура газа в пылевой камере примет значение ниже заданного минимально допустимого значения ( а 2 = 0), а температура в газоходе будет выше заданного максимально допустимого значения ( аб положительно и равно а 5), что указывает на процесс догорения топлива в гаэохо;е 4 установки, логический блок 17 вырабатывает управляющий сигнал а 8, направленный на увеличение расхода воздуха через установку и воздействующий на увеличение степени открытия направляющего аппарата 5. до тех пор, пока температура газа в пылевойкамере не поднимается выше заданногомаксимально допустимого значения ( а 2 по 5 ложительно) либо температура газа в гаэоходе не снизится ниже установленногоэадатчиком 13 допустимого значения (а 6 ==- 0). При этом в момент, когда температурагаза в газоходе снижается, приближаясь к10 заданному максимально допустимому значению(ав= аь) и значениюа 5 уменьшается),управляющая величина ав с блока 17 заставляет направляющий аппарат 5 дымососауменьшать его степень открытия, что приво 15 дит к снижению расхода воздуха в установку, Но расход газа через установку не можетбыть снижен ниже значения О,н, определяемого установленным ограничением на степень закрытия направляющего аппарата,20 Таким образом, устройство регулирования, реализующее предлагаемый способ,предотвращает аварийные ситуации, связанные с превышением температуры газапо тракту установки, позволяет предствра 25 щать перерасход топлива, добиваясь его/сжигания в топке установки и тем самымобеспечивая поддержание температуры газа на максимальном значении по всемутракту барабанного агрегата,30 Формула изобретенияСпособ регулирования термической обработки материала в барабанном агрегате,включающий измерение температуры в пылевой камере барабанного агрегата, изме 35 нение расходов топлива и отходящих газов,отличающийся тем,что,сцельюповышения качества регулирования, измеряют температуру отходящих газов в газоходе на выходе агрегата, изменение расхода40 топлива в сторону уменьшения ведут припревышении температуры отходящих газовв газоходе на выходе агрегата заданногомаксимального значения и при заданныхзначениях температуры в пылевой камере,45 а изменение расхода отходящих газов в сторону увеличения осуществляют при, превышении температуры отходящих газов вгазоходе на выходе агрегата заданного максимального значения и при температуре в50 пылевой камере ниже минимального заданного значения,1753227 ОтсОлгй 8 гЗ 3 7 Баха /х иа нопрх 3 мящийолоарот Х жниьиа Составитель В,ВознесенскийРедактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор М.Петро изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2756 Тираж Подпи:ное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГК 113035, Москва; Ж, Раушская наб., 4/5