Система автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ преимущественно во вращающемся барабане, содержащая датчик температуры дымовых газов в топке, контур регулирования конечной влажности материала, включающий датчик температуры теплоносителя, связанный с регулятором конечной влажнос/ги, подключенным через исполнительный механизм к регулирующему органу дымососа, контур регулирования расхода топлива, включающий регулятор расхода топлива, связанный через исполнительный механизм с регулирующим органом подачи топлива, контур регулирования расхода сырого материала, включающий регулятор расхода материала, связанный через исполнительный механизм с регулирующим органом питателя, три датчика температуры, установленные вдутри барабана , и три блока вычитания, причем выход первого датчика подключен на вход первого блока вычитания, выход которого через усилитель подключен на вход третьего блока вычитания на второй вход которого подключен задатчик скорости сущки, а второй выход подключен к регулятору расхода сырого материала, выходы второго и третьего датчиков температуры через второй блок вычитания подключены на вход дифференцирующего блока, выход которого подключен на второй вход регулятора расхода сырого материала, а выход второго датч1 ка температуры подключен на второй вход блока вычитания, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности регулирования , она снабжена вычислительным блоком , датчиками температуры и влажности окружающего воздуха, управляемым и дополнительным усилителями, датчиком давления в топке, контурами регулирования SS расходов первичного и вторичного воздуха СО со Своими регуляторами, исполнительными механизма1 1и и регулирующими органами, причем выход первого датчика температуры через управляемый усилитель подключен к i регулятору конечной влажности материала, ,,на вход которого через вычислительный блок . подсоедймены датчики температуры и влажности окружающего воздуха, а выход задатчика скорости сущки через дополнительный усилитель подключен на входы регуляторов вторичного воздуха и расхода топлива , датчик давления подключен на втосд 1C рой ход регулятора вторичного воздуха, а датчик температуры дымовых газов в топке подключен на второй вход регулятора первичного воздуха.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(50 F 26 В 25 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3351939/24-06 (22) 05.11.81 (46) 30.04.83. Бюл. № 16 (72) А. С. Меняйленко, В. А. Улыбин, В. И. Бардамид и П. Я. Матвиенко (71) Ворошиловградский филиал Института <еГипроуглеавтоматизация» (53) 066;047.096 5-52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 32317! 1/24-06, кл. F 26 В 21/10, 25/22, 1981 (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ преимущественно во вращающемся барабане, содержащая датчик температуры дымовых газов в топке, контур регулирования конечной влажности материала, включающий датчик температуры теплоносителя,, связанный с регулятором конечной влажности, подключенным через исполнительный механизм к регулирующему органу дымососа, контур регулирования расхода топлива, включающий регулятор расхода топлива, связанный через исполнительный механизм с регулирующим органом подачи топлива,, контур регулирования расхода сырого материала, включающий регулятор расхода материала, связанный через исполнительный механизм с регулирующим органом питателя, три датчика температуры, установленные внутри барабана, и три блока вычитания, причем выход первого датчика подключен на вход первого блока вычитания, выход которого

„„90„ц 1015211 A через усилитель подключен на вход третьего блока вычитания на второй вход которого подключен задатчик скорости сушки, а второй выход подключен к регулятору расхода сырого материала, выходы второго и третьего датчиков температуры через второй блок вычитания подключены на вход дифференцирующего блока, выход которого подключен на второй вход регулятора расхода сырого материала, а выход второго датчика температуры подключен на второй вход блока вычитания, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования, она снабжена вычислительным блоком, датчиками температуры и влажности окружающего воздуха, управляемым и дополнительным усилителями, датчиком давления в топке, контурами регулирования расходов первичного и вторичного воздуха ,со своими регуляторами, исполнительными механизмами и регулирующими органами, причем выход первого датчика температуры через управляемый усилитель подключен к регулятору конечной влажности материала, .,на вход которого через вычислительный блок .. подсоедйнены датчики температуры и влажности окружающего воздуха, а выход .задатчика скорости сушки через дополнитель ный усилитель подключен на входы регуляторов вторичного воздуха и расхода топлива; датчик давления подключен на второй вход регулятора вторичного воздуха, а датчик температуры дымовых газов в топке -подключен на второй вход регулятора первичного воздуха.

1015211

Изобретение относится к автоматизации процессов сушки сыпучих материалов во вращающихся барабанных сушилках, в которых сушка осуществляется обогревом сырого материала движущимися по барабану топочными газами.

Известны системы автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов во вращающихся барабанных сушилках, содержащие контур регулирования конечной влажности материала, включающий датчик температуры теплоносителя, связанный с регулятором конечной влажности, подключенным через исполнительный механизм к регулирующему органу дымососа, контур регулирования расхода топлива, включающий регулятор расхода топлива, связанный через исполнительный механизм с регулирующим органом подачи топлива, контур регулирования расхода сырого материала, включающий регулятор расхода материала, связанный через исполнительный механизм с регулирующим органом питателя, три датчика температуры, установленные внутри барабана и три блока вычитания, причем выход первого датчика подключен на вход первого блока вычитания, выход которого через усилитель подключен на вход третьего блока вычитания, на второй вход которого подключен задатчик скорости сушки, и второй выход подключен к регулятору расхода сырого материала, выходы второго и третьего датчиков температуры через второй блок вычитания подключены на вход дифференцирующего блока, выход которого подключен на второй вход регулятора расхода сырого материала, а выход второго датчика температуры подключен на второй вход первого блока вычитания (1), Однако известный способ недостаточно точен.

Цель изобретения — повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического регулирования процесса сушки, содержащая датчик темперутары дымовых газов в топке, контур регулирования конечной влажности материала, включающий датчик температуры теплоносителя, связанный с регулятором конечной влажности, подключенным через исполнительный механизм к регулирующему органу.дымососа, контур регулирования расхода топлива, включающий регулятор расхода топлива, связанный через исполнительный механизм с регулирующим органом подачи топлива, контур регулирования расхода сырого материала, включающий регулятор расхода материала, связанный через исполнительный механизм с регулирующим органом питателя, три датчика температуры, установленные внутри барабана, и три блока вычитания, причем выход первого датчика подключен на вход первого блока

Зо

55 вычитания, выход которого через усилитель подключен на вход третьего блока вычитания, на второй вход которого подключен задатчик скорости сушки, а второй выход подключен к регулятору расхода сырого материала, выходы второго и третьего датчиков температуры через второй блок вычитания подключены на вход дифференцирующего блока, выход которого подключен на второй вход регулятора расхода сырого материала, а выход второго датчика температуры подключен на второй вход первого блока вычитания, снабжена вычислительным блоком, датчиками температуры и влажности окружающего воздуха, управляемым и дополнительным усилителями, датчиком давления в топке, контурами регулирования расходов первичного и вторичного воздуха со своими регуляторами, исполнительными механизмами и регулирующими органами, причем выход первого датчика температуры через управляемый усилитель под ключен к регулятору конечной влажности материала, на вход которого через дополнительный вычислительный блок подсоединены датчики температуры и влажности окружающего воздуха, а выход задатчика скорости сушки через дополнительный усилитель подключен на входы регуляторов вторичного воздуха и расхода топлива, датчик давления подключен на второй вход регулятора вторичного воздуха, а датчик температуры дымовых газов в топке подключен на второй вход регулятора первичного воздуха.

На чертеже дана схема предлагаемой системы автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов.

Технологическая часть системы содержит вращающийся барабан 1, по которому движется материал, попадающий с конвейера

2 через аккумулирующий бункер 3 исходного материала, питатель 4 по течке 5. Высушенный материал разгружается через течку 6. Твердое топливо (уголь) с конвейра 7 попадает в аккумулирующий бункер 8 топлива, откуда самотеком .поступает на колосниковую решетку 9 прямого хода, на которой и происходит его сгорание. Высота слоя топлива на колосниковой решетке 9 устанавливается шибером 10. По воздухопроводу 11 в топку 12 подается первичный воздух, обеспечивающий процесс горения топлива на колосниковой решетке 9, а по воздухопроводу 13 вторичный воздух в камеру 14 смещения для обеспечения необходимого количества сушильного агента, Использованный сушильный агент удаляется дымососом 15.

Датчик 16 давления подключен к входу регулятора 17 расхода вторичного воздуха выход которого подключен к исполнительному механизму 18, связанному с регулирующим органом 19, который установлен на

1015211

Исполнительный. механизм 41 связан с регулирующим органом 43 колосниковой решетки 9, а выход регулятора 42 расхода первичного воздуха через исполнительный механизм 44 подключен к регулирующему органу 45, установленному на воздухопроводе 11.

Выход датчика 46 температуры дымовых газов установленного в топке 12, подключен на второй вход регулятора 42 расхода первичного воздуха.

Система автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов работает следующйм образом.

Сырой материал с конвейера 2 через аккумулирующий бункер 3 исходного материала, питатель 4, течку 5 поступает внутрь вращающегося барабана 1, где он, обдуваемый сушильным агентом, отдает ему часть своей влаги. Отработанный агент удаляется дымососом 15, а высушенный материал разгружается через разгрузочную течку 6.

Сушильный агент образуется при смешивании в камере 14 смешения вторичного

55 воздухопроводе 13. Внутри барабана установлены датчики 20 — 22 температуры. -Выход датчика 20 подключен на вход блока

23 вычитания, а через последовательно включенный управляемый усилитель 24 — на вход

5 регулятора 25 конечной влажности.

К выходу регулятора 25 конечной влажности подключен исполнительный механизм

26, который соединен с регулирующим органом 27 дымососа 15. К управляемому входу управляемого усилителя 24 подключен >0 выход вычислительного блока 28, на первый вход которого подключен - датчик 29 температуры окружающего воздуха, а на второй вход — датчик 30 влажности окружающего воздуха. Выход датчика 21 подключен на второй вход блока 23 вычитания и на первый вход блока 31 вычитания, на второй вход которого подключен выход датчика 22. Выход блока 23 вычитания через последовательно включенный усилитель

32 подключен на вход блока 33 вычитания, на второй вход которого подключен задатчик 34 скорости сушки материала. Выход блока 33 вычитания подключен на вход регулятора 35 расхода материала, на второй вход которого подключен выход блока 31 вычитания через последовательно включенный блок 36 дифференцирования. Выход ре гулятора 35 расхода материала подключен через исполнительный механизм 37 к регулирующему органу 38 питателя 4. Выход задатчика 34 скорости сушки подключен также на вход усилителя 39, выход которого соединен с входом регулятора 17 расхода вторичного воздуха и входом регулятора

40 расхода топлива. Выход регулятора 40 расхода топлива подключен к исполнительному механизму 41 и на вход регулятора

42 расхода первичного воздуха 42. воздуха, поступающего по воздухопроводу 13 с топочными газами, образующимися в топке 12..

Топочные газы образ ются от сгорания твердого топлива (угля) на колосниковой решетке 9 прямого хода. Топливо поступает с конвейера 7 в аккумулирующий бункер 8 топлива и самотеком на колосниковую решетку 9 прямого хода. Высота слоя топлива устанавливается шибером 10 и задается в зависимости от вида сжигаемого топлива.

Регулятор 40 расхода топлива обеспечивает требуемый расход топлива изменением скорости движения колосниковой решетки 9, воздействуя через исполнительный механизм 41 на регулирующий орган 43. Для улучшения режима горения топлива подача первичного воздуха в топку 12 по воздухопроводу 11 регулируется регулятором

42 расхода первичного воздуха, на который поступают сигналы от датчика 46 температуры дымовых газов и с регулятора 40 расхода топлива.

В зависимости от расхода топлива регулятор 42 изменяет подачу первичного воздуха, воздействуя через исполнительный механизм 44 на регулирующий орган 45.

Сигнал датчика 46 температуры дымовых газов корректирует подачу первичного воздуха регулятором 42 таким образом, чтобы температура в топке поддерживалась постоянной.

Зола с колосниковой решетки 9 прямого хода удаляется через течку шлаковым конвейером (не показаны).

Сигнал датчика 16 давления подается на регулятор 17 расхода вторичного воздуха который корректирует расход вторичного воздуха для стабилизации давления в топке 12, воздействуя через исполнительный механизм 18 на регулирующий орган 19, который установлен на воздухопроводе 13.

Влажность высушенного материала на выходе барабана 1 косвенно измеряется датчиком 20 температуры, который установлен во вращающемся барабане и измеряет температуру внутри барабана. Место установки датчика 20 температуры во вращающемся барабане 1 выбирается так, чтобы его показания хорошо коррелировали с влажностью высушенного материала на выходе из барабана. Сигнал от датчика 20 усиливается управляемым усилителем 24 и подается на регулятор 25 влажности, где сравнивается с сигналом от задатчика влажности высушенного материала (входит в регулятор 25 и отдельно не изображен). В зависимости от знака рассогласования регулятор конечной влажности 25 через исполнительный механизм 26 воздействует на регулирующий орган 27 дымососа 15, чем увеличивает или уменьшает скорость движения сушильного агента внутри барабана таким образом, чтобы температура внутри

1015211

5 барабана в месте установки датчика 20 соответствовала заданной, а следовательно, и влажность высушенного материала на выходе барабана будет равна заданной.

При изменении температуры и влажности окружающего воздуха изменяется и теплообмен между поверхностью барабана 1 и окружающим воздухом, а следовательно, и температура поверхности барабана. Для того, чтобы эти характеристики не влияли на работу системы регулирования, измеряют 10 температуру окружающего воздуха датчиком 29 температуры окружающего воздуха и влажность окружающего воздуха датчиком 30 влажности окружающего воздуха. Сигналы с датчиков 29 и 30 подаются на входы вычислительного блока 28, который вычисляет требуемую величину коэффициента усиления управляемого усилителя 24. Выходной сигнал с вычислительного блока 28 подается на управляемый вход управляемого усилителя 24 и устанавливает вычисленный коэффициент усиления этого усилителя. Это устраняет влияние параметров окружающего воздуха на точность работы системы регулирования. Сигнал с датчика 20 температуры подается также на блок 23 вычитания, где из него вычитается сигнал от датчика 21 температуры. Полученный разностный сигнал усиливается усилителем 32 и подается на блок 33 вычитания, где из него вычитается сигнал от задатчика 34 скорости сушки. Этот разностный сигнал поступает на регулятор 35 расхода материала и в зависимости от величины и знака сигнала происходит изменение расхода исходного материала, поступающего в барабан 1 таким образом, чтобы заданная величина скорости сушки поддерживалась постоянной. Для этого регулятор рас35 хода материала 35 воздействует через исполнительный механизм 37 на регулирующий орган 38 питателя 4.

Место установки датчика 21 температуры внутри барабана выбирается перед датчиком 20 таким образом, чтобы разность температур (сигнал на выходе блока 23 вычитания хорошо коррелировала со скоростью сушки. Коэффициент усиления усилителя 32 при этом выбирается таким образом, чтобы сигнал с выхода блока 23 вычитания после усиления соответствовал скорости сушки материала.

Таким образом, в системе регулирования поддерживается постоянной скорость сушки изменением расхода исходного материала, а заданная влажность высушенного материала поддерживается измененим скорости движения сушильного агента через барабан. Это позволяет управлять процессом сушки при использовании инерционных слоевых топок, работающих на твердом топливе (угле), так как в этом случае расход топлива остается постоянным и нерегулируется в процессе работы Для этого сигнал с задатчика 34 скорости сушки усиленный усилителем 39 подается на вход регулятора 17 расхода вторичного воздуха и на вход регулятора 40 расхода топлива.

Коэффициент усиления усилителя 39 выбирают, исходя из геометрических размеров сушильного барабана и требуемого количества топлива для обеспечения заданной скорости сушки.

Чтобы избежать больших колебаний влажности высушенного материала при изменении его влажности на входе барабана, измеряют температуру внутри барабана датчиком 22 и вычитают сигнал этого датчика на блоке 31 вычитания от сигнала с датчика 21 температуры.

- Сигнал с блока 31 вычитания проходит через дифференцирующий блок 36 и подается на регулятор 35 расхода материала, который с упреждением изменяет расход материала.

Это позволяет повысить точность регулирования процесса сушки сыпучих материалов и поддерживать заданную влажность готового материала.

1015211

Составитель Б. Чикин

Редактор Н. Гришанова Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 3! 87)37 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4