Система автоматического контроля качества псевдоожижения в печи кипящего слоя

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПСЕВДбОЖИЖЕНИЯ В ПЕЧИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ, включающая последЬ)вательно соединенные датчИ101 плотности или давления в слое. преофазователи сигналов плотности или давления в напряжение, cxeiviy центрирования пульсирующей составляющей в виде фильтра верхних Частот и сумматора, демод5 71ятор и блок усреднения, о т л и ч а ю 1д а Я с я тем, чт о, с целью непрерывного контроля Текущего гранулометрического состава материала В слое и повышения тем самым эффективности .. : управления, она сЬдержит блок дифферен-; цирования, преобразователь частоты п.упьсаций в напряжение, вход которого подсоединён к вькоду схемы центрирования, а также дополнительный сумматор и после довательно с ним соединеннь1й блок деле ния, причем входы дополнисеиьного сумматора подсоединены к выходам блока усред (Л нения и преобразователя частоты путгьсагций соответственно, выход схемы йупьсирукщей составйякшейчерез блок дифферениирования соединен с преобразователем частоты пульсацией в напряжение. 1C oi

„„SU„„1027250

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3397913/22-:02 (22) 18,02.82 (46) 07,07.83, Бюл. Ме 25 (72) Н. С..Таутиев, В, П. Топчаев, Н. E. Леонова, М. И. Строителев, И. А. Нечитайло, Н. И. Рожнов, А. Г. Дьячко, В, К. Михайлов, В. 3. Лысенко, В. ll. Таутиев и В. А. Барсуков

{71) Северо-Кавказский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторско о института 1Хветметавтоматика и Никитовский ордена Трудового

Красного Знамени ртутный комбинат (53) 539,215.4-52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

No, 162695, кл. О 01 Р 1962. (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПСЕВДООжИЖЕНИЯ B ПЕЧИ КИПЯЩЕГО Cnag, включающая последовательно соединенные датчики плотности или давления в слое, >rsg С 22 В 5i14; F 27 D 19/00, преобразователи сигналов плотности или давления в напряжение, схему центрирования пульсирукпцей составляющей в виде фильтра верхних частот и сумматора, демодулятор и блок усреднения, о т л ич аюш а я ся тем, что, c öåëüþ непрерывного контроля текущего гранулометрического состава материала s слое и повышения тем самым эффективности ". управления, она содержит блок дифференцирования, преобразователь частоты пуль- саций в напряжение, вход которого подсоединен к выходу схемы центрирования, .а также дополнительный сумматор и последовательно с ним соединенный блок деле- ния, причем входы дополни<тельного сумма-© е. тора подсоединены к выходам блока усреднения и преобразователя частоты пульса.ций соответственна, выход схемы пульси . рующей.составлякицей через блок дифферен- 1р пирования соединен с преобразователем частоты пульсацией в напряжение.

1 10272

Изобретение относится к автоматичес. кому контролю параметров технологических процессов в кипяшем слое и предназначено преимущественно для непрерывного контроля гранулометрического cocrasa полидисперсных руд при обжиге в печах кипяшено слоя.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система, которая содержит датчики плотности или давления в слое, преобразователи сигналов плотности или давления в напряжение, схему центрирования пульсирующей составляккпей ввидефнльтра верхних частот и сумматораю 5 демодулятор и 6пок усредн ения. Величина сигнала на выходе блока усреднения. характеризует текущее значение качества (степени неоднородности) псевдоожижения, в слое (1 J.

Однако известная система может быть использована в roM, случае, когда высота является фиксированной (при наличии верхнего бокового порогового узла выгрузки огарка) и материал в слое зернистый.

Если высота слоя является переменной . и регулируемой за счет нижней (подовой) выгрузки огарка (такая выгрузка применяется, например, в аппаратах кипящего слоя для обжига ртутных руд, никелевых и медных концентратов), данная система не может дать достоверных результатев, поскольку величина выходного сигнала зависит также от изменений высоты слоя.

Этот недостаток усугубляется, если

35 материал в слое является полидиснерсным, причем гранулометрический состав материала меняется во времени из-эа неизбежной естественной его сегрегации в приемных, промежуточных и расход40 ных емкастях сырьевого тракта, так как величина выходного сигнала системы зависит и от изменений гранулометрического состава материала.

Кроме того, известная система никак не учитывает фактор изменений крупности материала, хотя этот фактор исключительно важен для коррекции режимных параметров процесса (например, температуры и времени обжига;. в соответствии с кинематическими характеристиками материала различной крупности.

Целью изобретения является непрерывный контроль текущего значения грануло-.55 . метрического состава материала,в слое и повышение тем самым эффективности управления процессом путем целенаправ50 г ленного изменения режимных параметров, Бель достигается тем, что в систему автоматического контроля качества псевдоожижения в печи кипяшего слоя, содержашую датчики плотности или давления в слое, преобразователи сигналов плотности или давления в напряжение, схему центрирования пульсируюшей составлятошей в виде фильтра верхних частот и сумматора, демодулятор и блок усреднения, вводится преобразователь частоты пульсаций в пропорциональное напряжение, вход которого подключен к выходу схемы центрирования, а также дополнительный сумматор и последовательно с ним соединенный блок деления, причем входы дополнительного сумматора подключены к выхо дам блока усреднения и пребразователя частоты пульсаций соответственно, система содержит также бпок дифференцирования, включенный последовательно между схемой центрирования пульсируюшей составляюшей и преобразователем частоты пульсаций в напряжение.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического контроля качества псевдоожижения. 1

Система содержит датиик 1 плотности или давления, преобразователь 2 плотности или давления в напряжение, схему 3 центрирования, состоящую из фильтраверхних частот и сумматора 5, демодулятор 6, блок 7 усреднения, блок 8 дифференцирования, преобразователь 9 частоты пульсаций в пропорциональное напряжение, состоящий, например, иэ последовательно соединенных формирователя 10 импульсов, задержанного мультивибратора 11 и блока 12 усреднения, оконечный сумматор

13 и блок 14 деления, Сиситема работает следующим образом.

На входы сумматора 5 подаются два сигнала: от преобразователя 2 - сигнал, содержащий действующее значение и пуль-. сирующую составляющую исходного сиг нала, от фильтра 4 — сигнал, содержащий только дейструюецее значение исходного сигнала.

B .результате алгебраического суммирования двух сигналов на выходе сумматора 5 выделяется мгновенное значение пульсирующей составляющей исходного сигнала p (ь ). Из этого знакопеременного сигнала с помощью демодулятора 6 и блока 7 усреднения формируется текущая усредненная амплитуда характеристикапульсационного режима р () 3 10272

Одновременно мгновенное значение пульсирующей сосгавпяюшей направляется в блок 8 дифференцирования, где пиковые значения направления преобразуются в нулевые, Далее это напряжение поступает

5 на вход формирователя 10 импульсов, который выдает импульсы, соответствуюшие количеству прохождения через нуль (в одном направлении) щодного GHBKDпеременного напряжения. Эти импульсы являются управляющими для задержанного мультивибратора 11, который выдает на выходе таксе же количество импульсов, но постоянной (нормированной) длительности и амплитуды. Последние поступают в блок 12 усреднения, который формиру.ет напряжение, пропорциональное текущей усредненной частоте пульсаций f (ь ).Таким образом, на входы оконечного сумматора. 1.3 поступают одновременно текушие усредненные амплитудная и частотная характеристики пульсационного режима, в результате чет о он формирует на выходе обобшенный параметр в соогветствии с выражением (1). Блок 14 деления на выходе формирует показатель гранулометрического состава материала согласно соотношению (2). Имея этот показатель, не представляет труда по известной кривой распределения материала по крупности судить и текушей дисперсности материала.

Ос)ровные закономерности изменений амплитуды и частоты пульсаций давления в полидисперсном псевдоожиженном слое: выражаются в следующем.

При изменении спектра гранулометрического состава руды в ванне йечи or 0 — 10 до 0 — 55 мм, когда параметры состояния (режим дутья, перепад давления в слое и тепловой режим) посто40 янны, амплитудная характеристика пульсаций меняется в среднем до 2,5 раз, а частотная — до 1,5 раз, причем в одном направлении; если амплитудная характерНсгНКа растет, то частотная также рас45 тет и наоборот.

При относительном постоянстве гранулометрического состава руды и изменениях параметров состояния (режимов) rrpovecce одновременно изменяются амплитудная .и частотная характеристики, причем в разных направлениях: если амплитудная характеристика растет, то частотная падает, и наоборот.

С укрупнением материала в ванне пе- Ы чи амплитудная и "астотная характеристики пульсаций падают однозначно, и наоборот.

50 ., 4

Таким образом, чтобы достичь независимости функции отклика (на гранулометрический. состав материала) ог параметров состояния (режимов) процесса и; повысить одновременно чувствительность контроля, используется составной параметр: () = р(")+S (-), (), где р(ь ) -reKyrumr усредненная амплутудная характеристика пульсационного режима; т (Т )- текушая усредненная частотная характеристика пульсаций; — некоторый коэффициент пропорциональности, подбираемый из условия постоянства (1) при . изменениях параметров состояния процесса.

Учитывая тот факт, что у (Т) и - (<) находятся в обратной зависимости от гранулометрического состава ма» териала, в качестве количественной меры среднего диаметра материала можно принять соотношение:

К К

p() p(-)+g е() где.к — постоянный коэффициент.

С учетом того, что изменения параметров ососгояния,процесса вызывают .прогивоположныэ по знаку изменения (ь) и

)((/, можно в выражении (1) подобрать коэффициент для конкретного amrapaта так, что при пЪстоянсгве гранулометрического состава

f3 (6) = p (Т)+ " f () =созыв, (э)

Условие (3) означает независимость

d () в соотношении (2) or режимных параметров. Это обстоятельство исключительно важно, так как при контроле гра-, нулометрического состава руды должны, в конечном счете, осушествляться соответствуюшие воздействия на режимные па- . раметры процесса.

Текущая усредненная частота пульсаций f () определяется линейным преобразователем частоты прохождения напряжения пульсаций через нуль, так как для выделения (центрирования) этого напряжения обычно используется инерционíое звено (или комбинация таких звеньев) в качестве фильтра, оно оказывается в той или иной мере смещенным. Кроме того, оно содержит колебания с различными амплитудами, часть из которых не доходит до нуля. Чтобы исключить влияние смешенности знакопеременного напряжения и учесть те колебания амплитуда которых меньше половинного значения макСоставитель Г. Лыэлов

Редактор И. Николайчук Техред С.Мигунова Корректор А. Тяско

Заказ 4677/30

Тираж 627 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва,;Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 10272 зимальной амплитуды колдбйний, преобразование. частотной характеристики нульсационного режима осуществляется по частоте прохождения через нуль производ-; ной от этого напряжения. ., 3

Это эквиВалентно частоте пиковых значений энакопеременного напряжения., т.е. влияние смещенности и величины амплиту- . ды на частотнук> характеристику пульсаций удается исключить:.:

Техническое решете прошло опытную проверку на промышленной: печи: КС. Причем для проверки изложенных закономерностей через печь К4 пропускались порции материала с заведомо известными си«1 товыми характеристиками. C : етой целью был использован огарок печей КС после охлаждения и классификации егв на отделении. грохочения, где aansypi в качестве строительного материала -ресееавается на три фракции: - 7,5 мм, + 7,5 -. 20 ti + 20 мм. В печь KC подавались порции огарка, состоящие иэ . отдельных фракций, а также порции шихты,. составляющие из указанных фракций огарка в различных весовых соотноше50 4. ниях. Количество материала в каждом отдельном опыте состоявпяпо 90-120 т, что соответствует 1,5-2 часовой рабоге печи. В каждом опыте параметры состояния процесса (дутьевой режим, перепад давления.s слое и теПловой режим) выдеркивались в основном на трех уроинях. Проверка воспроизводимости результатов осуществлялась путем повторения опытов и условий их проведения и показала хорошую их сходимость.

Использование системы позволяет vaeративно корректировать режимы обжига в цечах KC в соответствии с текущими изменениями гранулометрического состава руды и кинетическим1и характеристиками различных ее фракций. В цепом не, снщюя средней производительности пе« чей KC и не повышая удельные затраты на переработку тонны руды, за счет такой корре щ ровки можно существенно уменьшить потери металла с огарком.

Этн потери могут быть снижены íà 5060%, что дает годовой экономический эффект не менее 50 тыс, руб. на одну печь KC.