Способ автоматического управления колосниковым холодильником и устройство для его осуществления

(53) УДК 666. 3. .041.9(088.8) по делам изобретений н открытий(54 ) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОЛОСНИКОВЫМХОЛОДИЛЬНИКОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к управлению колосниковыми холодильниками и может найти применение в промышлен" ности строительных материалов, в химической промышленности в цветной ме 5 таллургии и других отраслях,Известен способ управления колосниковыми холодильниками, заключающийся в регулировании расхода воздуха общего дутья в подрешеточное прост ранство холодильника воздействием на число оборотов вентилятора, разрежения в "горячей" головке воздействием на расход аспирационного воздуха, перепада давления под решеткой холодильника воздействием на число оборотов двигателя решетки холо. дильника 1. 1.1.Недостатком этого способа является низкое качество управления, так как он предусматривает регулирование ох" лаждения клинкера по перепаду дав" ления под решеткой холодильника, который неоднозначно характеризует количество и гранулометрический состав клинкера, а в большей степени зависит от расхода воздуха общего дутья.Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического управления колосниковым холодиЛьником,предусматривающий подачу воздуха общего дутья в подрешеточное пространство холодильника и измерение давления воздуха по камерам холодильника - и регулирование распределения потока воздуха в холодильнике путем перестановки шибера в холодной камере в со". ответствии с величиной перепада дав" ления между камерами2 1.Недостатком способа является то, что управление подачей воздуха в камеры холодильника осуществляется без учета его перетока в соседние каме" ры, т.е. количество воздуха, подава" емое в камеру, равно количеству воз духа, проходящему через решетку холо.3 9627 Ц дильника над этой камерой. Теоретически распределение воздуха по ка-.мерам холодильника, предусмотренное его конструкцией, должно было бы обеспечить его удовлетворительную работу. Однако известно, что перетоки воздуха между камерами через имеющиеся технологические и другие неплотности составляют 20-303 для холодильников, находящихся в хорошем тех ническом состоянии, и могут увеличиваться до 40-503 в процессе их эксплуатации.При этом воздушный поток (измеряемый и регулируемый), направленный 15 например в первую камеру, не обеспечивает ожидаемого охлаждения клинкера, находящегося на колосниковой решетке первой камеры, поскольку часть воздуха перетечет во вторую камеру 20 холодильника. Поскольку давление в воздухе в первой камере поддерживается наибольшим и понижается от камеры к камере, то охлаждающий воздух будет перетекать из предыдущих камер 25 в последующие. ЬР = СоХКроме того способ автоматического управления не учитывает неравномерность слоя охлаждаемого материала на 50 решетке холодильника. Все сникает эффективность работы холодильника.Цель изобретения - повышение производительности холодильника за счет компенсации перетоков воздуха между35 камерами внутри холодильника из-за неплотностей перегородок и неравномерности слоя материала на решетке холодильника. Поставленйая цель. достигается тем,40 что согласно способу автоматического управления колосниковым холодильником, включающем стабилизацию расхода воздуха общего дутья и измерение давления воздуха в камерах, для каждой камеры, кроме первой, задают отношение величины давления в этой камере к величине давления в предыдущей камере, задержанной на время транспортного запаздывания клинкера, и регулируют подачу воздуха в эти камеры таким образом, чтобы это отношение оставалось постоянным.Сущность предлагаемого способа заключается в том, что стабилизи руют количество воздуха, проходящего через решетку холодильника над камерой, а не количество воздуха, по 1 фдаваемого в камеру, как это делается в известных способах.Известно, что расход газа (воздуха) через элемент, оказывающий .сопротивление его прохождению (в нашем случае таким элементом является решетка холодильника со слоем клинкера на ней) выражается уравнением где ЬР - перепад давления на решетке;ц - расход воздуха, через единичную площадь;С - коэффициент пропорциональности,Величина С определяется в основном конструктивными параметрами решетки и газовой проницаемостью слоя .клинкера, которая в свою очередь определяется его толщиной, гранулометрией, температурой и др.Если параметры решетки изменяются во времени (от ремонта до ремонта)медленно и автоматически учитываютсялюбой системой регулирования, то параметрьг слоя клинкера на решетке неостаются постоянными и могут сущест"венно разниться даже для соседних камер. Это вызвано тем, что клинкервыходит из печи неравномерно, и гра"нулометрия не остается постоянной. Врузельтате возможно волнообразное распределение толщины слоя клинкера нарешетке. Образующиеся "волны" илидругие неоднородности слоя клинкера, продвигаясь к выходу холодильника, последовательно проходят надвсеми камерами, вызывая нежелательное перераспределение воздуха по камерам через имеющиеся неплотности,Это вызывает необходимость учета динамики движения клинкера по решет"ке холодильника при управлении воз";душными потоками и предусматривается в предлагаемом способе.Для простоты рассмотрим первыедве камеры, Согласно (1) расходы воздуха через решетки холодильника, соответственно, будут равны5 962Р - давление воздуха над решеткой холодильника.Если система управления учитывает динамику прохождения клинкера по холодильнику, то величины С и С, % используемые в вычислениях управляющих воздействий, будут изменяться синхронно, а их отношение можно принять постояняым.Давление Р над решетками холодильника, как правило, на 2-3 мм водяного столба меньше атмосферного, а давление Р, и Р на 100-200 мм водяного столба больше атмосферного. Поэтому, не внося погрешность более 2, можно принятьЛР Р-Р=Р. (2) где Р. - избыточное (относительно атмосферного) давление в 1-йкамере.На основании уравнений (1) и (2), учитывая динамику прохождения клинкера над камерами, получаем 25Суммарный Расход воздуха через решет" ку над камерой определится, исходя из ее площади 0 =5.ц; (4)С= .2 Ц;3 где 6, С - расходы воздуха через решетку над 1 и П камерами, соответственно.Из (3) и (4) получаемР СЪа рас(5)РсИз (5) следует, что для стабилизации отношений потоков воздуха через решетки в двух камерах необходимо и4 достаточно стабилизировать отношение давлений в этих камерах с учетом динамики прохождения клинкера по этим решеткам, т,е,ЮР,: К Р(с с), (6)39где Р - давление, которое необходимо поддерживать во второй камере;Р(с Г)- давление в первой камере, фф задержанное на время .транспортного запаздывания клинкера от первой до второй камеры; 41 6К - коэффициент пропорциональ-" ности численно равный (из 5):ао - "А -п)й 5 сКак указывалось выше закономерность изменения величин С и С носит сложный характер, но их отношение С /С можно принять постоянным, что обеспечивает практическую , реализацию способа.В предлагаемом способе давление в первой камере не регулируется. Оно определяется расходом воздуха, посту" пэющим в камеру, газопроницаемостью, решетки и слоя клйнкера на ней, величиной перетока воздуха во вторую камеруДавление в каждой последующей камере синхронизируется во времени о давлением в предыдущей камере с учетом транспортного запаздывания клинкера и заданного для этих камер коэффициента пропорциональности который численно определяется по уравнению (7) или по фактическому отношению давлений в камерах в момент .наилучшей работы холодильника.Для реализации способа автомати" ческого управления колосниковым холодильником предложено устройство, которое содержит контур стабилизации расхода воздуха общего дутья и датцики давления воздуха в камерах холодильника, шиберы на потоках воздухав камеры.Поставленная цель достигается так же тем цто устройство автоматическо" го управления колосниковым холодиль" ником, например трехкамерным, содержащее датчики давления в камерах, ши.беры на воздуховодах в камеры холодильника и контур стабилизации расхода воздуха общего дутья, снабжено двумя регуляторами, двумя блоками за"паздывания и двумя задатчиками, приэтом датчик давления в первой камеречерез первый блок запаздывания во вто"рой камере непосредственно связаны:епервым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде во вторую камеру и первым задатчиком,а датчик давления во второй камере через второй блок запаздывания и датчик давления втретьей камере непосредственно связа-ны со вторым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде в третью камеру и со вторым задатчиком.,9,627На.чертеже представлена блок-схема устройства автоматического управления трехкамерным колосниковым холодильником,Устройство включает датчики 1"3 юдавления в соответствующих камерах,блоки 4 и 5 запаздывания, связанныесоответственно с датчиками 1 и 2 дав"ления, регулятор 6 давления, входыкоторого соединены с датчиком 2 давления и блоком 4 запаздывания и задатчиком 7, а выход связан с шибером 8, установленным на воздуховодево вторую камеру, регулятор 9 давления, входы которого соединены с дат 15чйком 3 давления и блоком 5 запаздывания и задатчиком 10, а выход связан с шибером 11, установленным навоздуховоде в третью камеру холодильнйка. Контур стабилизации расхода 0воздуха общего дутья состоит из датчика 12 расхода с регулятором 13, соединенным с шибером 14.Устройство работает следующим образом. 25Предположим, .что в начальный момент времени управления клинкер рав.номерно распределен на решетке холодильника и имеет однородный гранулометрический состав,а воздух распределен по решетке, как предусмотреноконструкцией холодильника: 1 камера 60. И камера - 30, И камера - 104от общего расхода воздуха. При появлении над первой камерой болееплотного слоя клинкера давление в 1камере и в воздуховоде увеличится,увеличится поступление воздуха вовторую камеру по воздуховоду и за счетувеличившихся перетоков. В результа", 40те синхронно с давлением в первой камере увеличится и давление во И камере. При этом должен был бы уменьшиться расход воздуха через решеткупервой камеры и увеличиться через 43решетки последующих камер, как следствие - ухудшиться охлаждение клинкера,и снизится температура воздуха, поступающего в печь (относительно начального времени),т.е, снизит-З 0ся эффективность работы холодильника.При управлении холодильником этого не произойдет. Поскольку давление, измеряемое датчиком 1 в 1 камере, поступающее в регулятор 6, задерживается в блоке 4 йа время, транспортного запаздывания, а давле 41 8,ние, измеряемое датчиком во П камере,подается на вход регулятора 6 непосредственно, то последний будетвырабатывать сигнал на закрытие шибера 8 с соответствующим для П камеры коэффициентом пропорциональности, задаваемым задатчиком 7, чтоуменьшит поступление воздуха во И камеру по воздуховоду, компенсируя уве".личивающийся переток из 1 камеры.При этом давление воздуха и его расход через решетку П камеры останутся прежними.При продвижении плотного слояклинкера до второй камеры, спустявремя запаздывания, прежнее давление во И камере уже не будет соответствовать заданному распределейию потоков воздуха и регулятор 6вырабатывает сигнал на открытиешибера 8, увеличивая поступлениевоздуха во П камеру, если давлениев камере само по себе не достигнетнужной величины,Регулятор 9 работает аналогично,т.е. измеренное давление во И камере датчиком 2 задерживается вблоке 5 запаздывания на время про"хождения клинкера от И камеры доЯ и давление, измеренное датчиком 3, поступает в регулятор давления 9 непосредственно. Регулятор9 вырабатывает сигнал на закрытиешибера с соответствующим коэффициентом пропорциональности, задаваемым задатчиком 10, и уменьшение поступления воздуха ь Ш камеру по воздуховоду, компенсируя увеличивающийся переток воздуха из И камеры в Ш.Использование предлагаемого способа и устройства для автоматического управления колосниковым холо.дильником, например, в производствецемента, позволит сократить удель"ный расход воздуха и электроэнергии за счет более рационального распределения потока воздуха по камерам холодильника, повысить срок служ"бы и надежность холодильника, транспортеров клинкера в силоса и транспортеров клинкера в мельницы из-заболее эффективного охлаждения клинкера, сократить удельный расход топли"ва, т.к. лучшее охлаждение клинкера позволит повысить температуру воздуха, подаваемого в печь.Формула изобретения1. Способ автоматического управ"ления колосниковым холодильником;96 аж 645 аказ 7489/59 одписное пиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул ктная,включающий стабилизацию расхода воздуха общего дутья и измерение давления воздуха в камерах, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности холодиль,ника за счет компенсации перетоков воздуха между камерами внутри холодильника из-за неплотностей перегородок и неравномерности слоя материала на решетке холодильника, для каждой камеры, кроме первой, задают: отношение величины давления воздуха в этой камере к величине давления воздуха в предыдущей камере, задержанной на время транспортного запаздывания материала для этой камеры, и регулируют подачу воздуха в камеры таким образом, чтобы это отношение оставалось постоянным.2. Устройство для осуществления способа по п. 1 , содержащее датчики давления воздуха в камерах, щиберы на воздуховодах в камеры и контур стабилизации расхода воздуха общего дутья, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производите 2741 10льности, оно снабжено двумя регуляторами, двумя блоками запаздывания идвумя задатчиками, при этом датчикдавления в первой камере через пер"з .вый блок запаздывания и датчик давления во второй камере непосредственно связаны с первым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде во вторую камеру и с первым за 10 датчиком, а датчик давления во вто"рой камере через второй блок запаздывания и датчик давления в трвть"ей. камере непосредственно связаны совторым регулятором, который соедиИ нен с шибером на воздуховоде в третьюкамеру и со вторым задатчиком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ицелев Р, И., Кацман А. Д. и20 др. Автоматизированное управлениеобжигом при производстве цемента.Л., Стройиздат, 1978, с. 140-150.2. Смехов И, И. и Гонебник Н. В,Комплексная механизация и автомати 23 зация на Себряковском цеметном заводе. И , Стройиздат, 1971, с.67-68,