Система автоматического управления процессом обжига в кипящем слое серосодержащих материалов

.14(088.8) ло делам изобретений и открытийДата опубликования описания 09. 03.82 Буровой, Л.В, Род"йй-;" = -Поповиц, Г.И.Ельциного Знам ни институт: .омбинат Теверойикель-,ЮК, ца С,В. Емельянов, А.С, Крылов, И,А. Н,В. Крапухина, А.И. Лившиц, Г,К.и Г,И. Гаврилов(72) Авторы изобретения Московский ордена стали и сплавов и удового Красдена Ленинам. В,И, Лени явители) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БЖИГА В КИПЯЩЕМ СЛОЕ СЕРУСОДЕРИЛЩИХ МАТЕРИАЛОВ 1осится к системам равления процессалургии и может для управления ульфидных материав частности для онцентратов. Изобретение от втоматического уи в цветной мета быть использо процессом обж лов в кипящем обжига никеле сло Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система автоматического управления процессом обжига в кипящем слое серусодержащих материалов, содержащая датчики расхо да и давления дутья, содержания кислорода в дутье, температуры кипящего слоя и содержания продуктов реакции - сернистого ангидрида в обжиговых газах, регулирующие и испол" нительные устройства для.управления подачей шихты, возвращаемых пылей, дутьем и выгрузкой огарка, блок сравнения температуры кипящего слоя с ее заданным значением 1 3. Недостаток известной системысостоит в относительно малом запасеустойчивости и низком качестве,Цель изобретения - повышение устойчивости системы автоматическогоуправления и качества управленияв широком диапазоне изменения технологических параметров,Поставленная цель достигаетсятем, что система автоматического управления процессом обжига в кипящемслое серусодержащих материалов, содержащая датчики расхода и давлениядутья, содержания кислорода в дутье, температурФ кипящего слоя исодержания продуктов реакции - сернистого ангидрида в обжиговых газах,регулирующие и исполнительные устройства для управления подачей шихты,возвращаемых пылей, дутьем и выгруз"кой огарка, блок сравнения температуры кипящего слоя с ее заданным зна- .чением, дополнительно снабжена датчиками содержания кислорода в обжиго91080вых газах, расхода обжиговых газов,устройством для формирования оценоксодержания серы в твердой фазе кипящего слоя и корректирующего сигнала,блоком контроля достоверности информации о содержании серы в кипящемслое, блоком сравнения содержаниясеры с заданным значением, двумяблоками сравнения отклонений температуры кипящего слоя и содержания се фры с заданными величинами, логической схемой переключения знака управления процессом, блоком подсистемыстабилизации и блоком подсистемыприведения, при этом выходы датчиков расхода и давления дутья, температуры кипящего слоя, содержаниякислорода в дутье и обжиговых газах, содержания продуктов реакциисернистого ангидрида, соединены с 2 рвходом устройства формирования оценок содержания серы в твердой фазекипящего слоя и корректирующего сигнала, а один выход этого устройства .и выход датчика расхода обжиговых 25газов соединен с блоком достоверности оценок содержания серы, второйвыход устройства и выход датчикатемпературы кипящего слоя соединеныс входами блоков сравнения с задан 36ными значениями содержания серы итемпературы кипящего слоя соответственно, выходы обоих блоков соединены со входами блоков сравнения величины отклонений содержания реагирующего компонента и температуры кипящего слоя с заданными величинами,а выходы этих блоков соединены с входом логической схемы, один выход которой соединен со входом регулирую 40 щего устройства блока подсистемы стабилизации, а второй соединен с входом регулирующего устройства блока подсистемы приведения входы регули 45 рующих устройств подсистем стабилизации и приведения. соединены с блоком сравнения температуры кипящего слоя и блоком сравнейия оценки содержания серы с заданными значениями,а один выход регулирующего устройст- фО ва подсистемы стабилизации соединен с регулирующим устройством, выходкоторого соединен с исполнительным механизмом для управления подачей шихты, второй выход соединен с регулирующим устройством, выход которого соединен с исполнительным механизмом для управления подачей возвращаемых 7 4(оборотных) пылей, третий выход регулирующего устройства подсистемыстабилизации соединен с исполнительным механизмом для управления подачейдутья, один выход регулирующего устройства подсистемы приведения соединен с исполнительным механизмом дляуправления подачей шихты, а второйс исполнительным механизмом управлениявыгрузкой огарка.На чертеже приведена система автоматического управления обжига сульфидных материалов в кипящем слое, блоксхема.Система автоматического управленияпроцессом обжига сульфидных материалов в кипящем слое содержит печь 1обжига в кипящем слое, датчик 2 расхода потока дутья в печь, датчик 3температуры кипящего слоя, датчики1 давления дутья, датчики 5 содержа=ния Од в обжиговых газах, датчик 6содержания 59 в обжиговых газах,датчик 7 расхода потока обжиговыхгазов, устройство 8 оценки содержаниясеры в кипящем слое и величины потока обжиговых газов, блок 9 контроля достоверности оценки содержания се 1ры в кипящем слое, блоки сравнения10-13, логическую схему 1 М. Крометого, система содержит блок 15 подсистемы приведения, включающий регулирующее устройство 16, исполнительный механизм 17, воздействующий на поток огарка, исполнительный механизм 18 подачи потока шихты, блок 19 подсистемы стабилизации, включающий регулирующие устройства 20-22 и исполнительный механизм 23 подачи потока пыли в обжиговую печь и исполнительный механизмдля подачи дутья,Вычислительное устройство 8 пред-,ставляет собой вычислительный блок,который осуществляет накопление текущего массива информации с датчиков 2-6 (+2) и сведение текущегобаланса реагйрующего компонента,например серы, из которого определяется содержание серы в кипящем слое.При управлении необходимо проводить оценку содержания серы в кипящем слое и выяснять, насколько велики погрешности данной оценки и возможность ее дальнейшего использования в определении величины управляю- .щих воздействий. Эту функцию выполняет блок 9, путем сравнения потокавыгоревшей серы по полученной рценке10807 5 9содержания исходного реагента, например 0, в обжиговых газах и тем-пературы слоя с потоком сернистогоангидрида в обжиговом газе,Логическая схема 14 определяетбулевские переменные в зависимостиот соотношения ошибки измеренногозначения температуры и заданного верхнего и нижнего уровней ошибки температур, определяемого в блоках 10и 11, определяет аналогично буловские переменные в зависимости от соотношения ошибки, полученной оценкисодержания серы в кипящем слое изаданного верхнего и нижнего уровнейошибки оценки содержания серы в кипящем слое, определяемого блоками 11и 13. По полученным булевским переменным вычисляется булева функция,значение которой "0" и "1" указывает на то, какая из подсистем(приведения или стабилизации) должнаосуществлять управление и какими исполнительными механизмами. Еслиуровень ошибки как по температуре,так и по оценке содержания серы вванне не выходит эа заданные верхниеи нижние ограницения, осуществляетсяпереключение на работу подсистемыстабилизации, апри большом уровнеошибок по температуре и содержаниюсеры в слое, т.е. при выходе заверхнее или нижнее ограничение осуществляется переключение на подсистему приведения.Подсистема стабилизации обеспечивает компенсацию возмущений и управление процессом в окрестности номинального режима по температуре исодержанию серы, т.е. обеспечиваетстабилизацию процесса в некоторойобласти изменения переменных состояния,процесса, а система приведенияобеспечивает перевод процесса в окрестность номинального режима, когдаиз-эа больших возмущений величиныпеременных состояния находятся внеэтой окрестности.,5 1 О 15 20 25 30.щем устройстве 16, на вход которогопоступает информация о велицинеошибки по температуре с блока 10й оценке по содержанию серы в кипяЗ 5,щем слое с блока 11. Величина управляющего воздействия по потоку шихтыи потоку огарка, поступающая с выхода устройства 16, устанавливается с помощью исполнительных устройств а 018 и 17Подсистема 19 стабилизации рабо-.тает при небольших отклонениях отзаданного режима и осуществляет управление потоком шихты и потокомпыли, подаваемых на вход печи 1.Регулирующее устройство 20, на входкоторого поступают величины ошибки11 о температуре и по содержанию серыв кипящем слое, подает сигнал на 50вход регулирующего устройства 21 порасходу шихты или на вход регулирующего устройства 22 по расходу пыли,выходы которых подсоединены к исполнительным устройствам 18 и 17. 55 Система работает следующим образом (воздушное дутье).Информация о состоянии печи 1 из меряется датчиками 2-6, поступает, на вход блока 8, формирующего оценку по содержанию серы в кипящем слоя и оценку отходящих газов которая поступает на вход блока 9, контролирующего достоверность полученных оценок путем сопоставления иэмеренного значения потока отходящих газов с датчика 7 и оценки, полученной с блока 8.Измеренное значение температуры с датчика 3 и значение оценки содержания серы в кипящем слое с выхода блока 8 поступают на вход блоков 1 О и 11 сравнения, где определяется величина ошибки этих величин относительно заданного режима.8 зависимости от уровня ошибки по температуре и содержанию серы а кипящем слое, определяемого блоками 12 и 13 сравнения по информации, поступающей с блоков 10 и 11,.логическая схема 14 осуществляет переключение на работу подсистемы 15 приведения, эффективно работающей при большом уровне ошибки по температуре и оценке содержания серы в кипящем слое или на работу подсистемы 19 стабилизации, имеющей высокое качествоуправления при небольшом уровнеошибки по температуре и оценке содержания серы в кипящем слое.Подсистема 1 приведения осуществляет релейное управление потоком шихты на входе в печь 1 и потоком огарка на выходе печи кипящего слоя по закону, формируемому в регулируюЕсли в дутье подается дополнительный поток кислорода, система должна быть дополнена датчиком содержания реагирующего компонента в5 1 О 15 зо 25 ЗО 35 40 45 дутье, например кислорода, и исполнительным механизмом для управления потоком дутья,Предложенная система обеспечивает повышение устойчивости и качества управления в широком диапазоне изменения параметров. Формула изобретения Система автоматического управления процессом обжига в кипящем слое серусодержащих материалов, например процессом обжига сульфидным никелевых концентратов, содержащая датчики расхода и давления дутья, содержания кислорода в дутье, температуры кипящего слоя и содержания продуктов реакции - сернистого ангидрида в обжиговых газах,регулирующие и исполнительные устройства для управления подачей шихты, возвращаемых пылей, дутьем и выгрузкой огарка, блок сравнения температуры кипящего слоя с ее заданным значением, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения устойчивости и высокого качества упоавления процессом в широком диапазоне изменения технологических параметров, система дополнительно снабжена датчиками содержания кислорода в обжиговых газах, расхода обжиговых газов, устройством для Формирования оценок содержания серы в твердой Фазе кипящего слоя и корректирующего сигнала, блоком контроля достоверности информации по содержанию серы в кипящем слое, блоком сравнения содержания серы с заданным значением, двумя блоками сравнения отклонений температуры кипящего слоя и содержания серы с заданными величинами, логической схемой переключения знака управления процессом, блоком подсистемы стабилизации и блоком подсистемы приведения, при этом выходы датчиков расхода и давления дутья, температуры кипящего слоя, содержания кислорода в дутье и обжиговых газах, содержания продуктов реакции - сернистого ангидрида, соединены с входом устройства Формирования оценок содержания серы в твердой фазе кипящего слоя и корректирующего сигнала, а один выход этогоустройства и выход датчика расхода обжиговых газов соединен с блоком достоверности оценок содержаниясеры, второй выход устройства и выход датчика температуры кипящего слоясоединен с входами блоков сравненияс заданными значениями содержаниясеры и температуры кипящего слоя со- .ответственно, выходы обоих блоковсоединены с входами блоков сравнениявеличины отклонений содержания серыи температуры кипящего слоя с заданными величинами, а выходы этих блоков соединены с входом логическойсхемы, один. выход которой соединенс входом регулирующего устройстваблока подсистемы стабилизации,а второй соединен с входом регулиру.ющего устройства блока подсистемыприведения, входы регулирующих устройств подсистемы стабилизации иприведения соединены с блоком сравнения температуры кипящего слоя иблоком сравнения оценки содержаниясеры с заданными значениями, а одинвыход регулирующего устройства подсистемы стабилизации соединен с регулирующим устройством, выход которого соединен с исполнительным механизмом для управления подачей шихты,второй вход соединен с регулирующимустройством, выход которого соединенс исполнительным механизмом для управления подачей возвращаемых пылей, третий выход регулирующегоустройства подсистемы стабилизациисоединен с исполнительным механизмомдля управления подачей дутья, одинвыход регулирующего устройства подсистемы приведения соединен с исполнительным механизмом для управленияподачей шихты, а второй - с исполнительным механизмом управления выгрузкой огарка. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРйф 380601 б, кл. С 22 В 1/10, 1971,Реда Митр Тираж 657рственного комитезобретений и открва ЖРаушская налиал ППП "Патент", г., Ужгород, ул ая, 4 Про Заказ 1048/5 ВНИИПИ Госуда по делам и 11035 МоскСоставительТехред А,Ба Г, Кричевский бинец Корректор М. Демчи Подписное та СССР