Способ управления процессом спекания во вращающейся печи
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СПЕКАНИЯ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ, рабо;тающей по мокрому способу с возвратом технологической пыли из пылеулавливающих устройств в промежуточный бункер, а из него - в горячий конец печи, включающий измерение количества уносимой и потребляемой пыли и дебаланс ее оборота, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы печи, дебалансом пыли управляют путем изменения разрежения в пространстве печи и изменением загрузки сырья в печь, при этом измеряют расход, химический состав и плотность загружаемого в печь сырья, величину разрежения в пространстве печи и уровень пыпи в промежуточном бункере, периодически, с дискретностью, определяемой временем переходного процесса по каналу управления разрежением, определяют расчетныезначения количества уносимой и потребляемой пыли по выражениям Ст. Q Ъ -Ь Q +Ь Р+Ъ Q +Ь VH.n 010 2 3 ПОТ.-П где 01 -расчетное значение копот . п личества потребляемой пьши; Q: -расчетное значение коVH .n QC личества уносимой пыли; -расход загружаемого в печь сырья; р -разрежение в простран§ стве печи; -химический состав заX (Л гружаемого сырья; i -плотность загружаемого сьфья; -измеренное значение пот;п количества потребляемой пыли; ад,а,а,,а,,Ъ,Ъ,Ъ,Ъ - поKD Ю -стоянные коэффициенты уравнений , определяе00 00 мые статистическим методом, с помощью которых по выражению ..H.. где . Н - расчетное значение уровня пыли в бункере; Ср,С,С2,С,С4 - постоянные коэффициенты уравнения , определяемые статистическим методом, определяют расчетное значение пыли в бункере, сравнивают его величину с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„,Я0„„1122881 за»
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф
6,0 ((ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (21) 3632888/22-02 (22) 05.08.83 (46) 07.11.84.Бюл. II(41 (72) А.М.Светлицкий, В.А.Цыкин, В.В.Александров, Е.А,Беликов, Б.М.Бендик и Н.В.Дудин (71) Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (53) 666.94.041(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 629425, кл. F 27 D 19/00, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР (=- 353122, кл. F 27 D 19/00, 1969.
3. Авторское свидетельство СССР
Ф 985686, кл. F 27 D 19/00, 1981. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ
СПЕКАНИЯ В0 ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ, работающей по мокрому способу с возвратом технологической пыли из пылеулавливающих устройств в промежуточный бункер, а из него — в горячий конец печи, включающий .измерение количества уносимой и потребляемой пыли и дебаланс ее оборота, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы печи, дебалансом пыли управляют путем изме" нения разрежения в пространстве печи и изменением загрузки сырья в печь, при этом измеряют расход, химический состав и плотность загружаемого в печь сырья, величину разрежения в пространстве печи и уровень пыпи в промежуточном бункере, периодически, с дискретностью, определяемой временем переходного процесса по каналу управления разрежением, определяют расчетные значения количества уносимой и потребляемой пыли по выражениям (= Q =ь+ь6+Ь p+bQ, +b3, (н и 0 1 с 2 3 AoJ ï расчетное значение количества потребляемой пыпи; расчетное значение количества уносимой пыли; расход загружаемого в печь сырья; разрежение в пространстве печи; химический состав загружаемого сырья; — плотность загружаемого сырья; ()„ .„ — измеренное значение ЪФ количества потребляемой пыпи; а0,а(,а,а,ЬО,Ь,,Ь,Ь,Ь4 — лов стоянные коэффициенты уравнений, определяе- М мые статистическим ОО методом, 00 с помощью которых по выражению в((Н С СО +С ц +СИ +С4х где Н„ — расчетное значеf ние уровня пыпи в бункере; СО,С,С,СЗ,С4 — постоянные коэффициенты уравнения, определяемые статистическим методом, определяют расчетное значение пыли в бункере, сравнивают его величину с 1122881 измеренной и в случае превышения расчетной величины над измеренной путем последовательного изменения величины разрежения определяют его значение, при котором расчетная величина уровня меньше измеренной, и изменяют Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами и может быть использовано для управления процессом спекания в трубчатых вращающихся печах, работающих по мокрому способу с возвратом технологической пыли с горячего конца печи, например, при переработке алюмосиликатных смесей при производстве глинозема.. 1О Известен способ, основанный на корректировке подачи топлива по количеству пыли в отходящих газах Г11. Недостатком этого способа является использование изменений количест- 15 ва вводимого топлива, которое приводит к изменению температурного режима по всей печи. Причем, если подача топлива увеличивается, температура в зоне спекания растет, что приводит 20 к получению качественного материала и увеличению количества потребляемой ныли, но одновременно ускоряется процесс сушки материала в холодном конце печи, сухой материал дробится 25 цепяьы, что увеличивает пылевынос. А так как способ не предусматривает определение и использование в управлении дебаланса по пыли, То проведенная корректировка подачи топлива мо- щ жет привести к накоплению пыли в бункере за счет превышения количества уносимой пыпи над потребляемой, а следовательно, к дальнейшему снижению загрузки печи. Известен способ управления, .основанный на стабилизации температуры зоны спекания путем изменения подачи топлива и регулирования тяги отходящих газов. Изменение тяги,при этому 40 ограничивается предельным положением точки критической влажности обжигаемого материала Г23. Однако, в данном способе отсутствует контроль пыпепотребления печи 4> и баланса оборота технологической пыположение шибера перед дымососом пропорционально разности между найденным и текущим значениями разрежения, а расход сырьевой смеси изменяют в зависимости от изменений уровня пыли в бункере. 2 ли, что при управлении неизбежно приводит к дебалансовым режимам пылеоборота, при возникновении которых нарушается стационарность теплового режима процесса, происходит нарушение равномерности пылепотребления и снижается качество выходного продукта. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом спекания во вращающейся печи, работающей по мокрому способу с возвратом технологической пын из пыпеулавливающих устройств в промежуточный бункер, а из него — в горячий кокец печи, включающий измерение количества уносимой и потребляемой пыли и дебаланс ее оборота P3 ). Недостатком известного способа является однонаправленная целесообразность изменения длины факела топливосжигающего устройства. Наибольший эффект достигается при укорачивании длины факела, что позволяет увеличить потребление пьши и уменьшить пылеунос. Кроме того, способ не предусматривает компенсацию убыли пыли при отрицательном дебалансе, что может привести к ее полному. отсутствию, а следовательно, перегреву зоны спекания или вынужденному ее охлаждению за счет снижения подачи топлива. Отсюда снижение загрузки печи и растройство режима спекания по всей печи. К недостаткам известного способа относятся также неточности управления за счет погрешности определения дебаланса по пыли, осуществляемого по косвенным оценкам, большие запаздывания при определении этого дебаланса, вызванные транспортным запаздыванием по тракту пылеулавливания, и ее перекачки в промежуточный бункер. 1122881 тическим метоP з Цепь изобретения — повышение эффективности работы печи. Поставленная цель достигается тем, Ф что согласно способу управления процессом спекания во вращающейся печи, 4 (работающей по мокрому способу с возвратом технологической пыли из пылеулавливаюшнх устройств в промежуточный бункер, а из него — в горячий конец печи, включающему измерение 1О количества уносимой и потребляемой пыли и дебаланс ее оборота, дебалансом пыли управляют путем изменения разрежения в пространстве печи и изменением загрузки сырья в печь, 15 Ф при этом измеряют расход,.химический состав и плотность загружаемого в печь сырья, величину разрежения в пространстве печи и уровень пыли в промежуточном бункере, периодически, щ с дискретностью, определяемой временем переходного процесса по каналу управления разрежением, определяют расчетные значения количества уносимой и потребляемой пыли по выраже- 25 киям g а+аQ +а Р+а х; ПОТИ О 1 С где Q иоТ. и 30 расчетное значение количества потребляемой пыли; расчетное значение количества уносимой пы35 ли; расход загружаемого в печь сырья; разрежение в пространстве печи-; химический состав зас,с,,с,с,с — постоянные коэффициенты уравнения, определяемые статисдом, определяют расчетное значение пыли в бункере, сравнивают его величину с измеренной и в случае превьппения расчетной величины над измереной путем последовательного изменения величины разрежения определяют его значение, при котором расчетная величи(на уровня меньше измеренной, и изменяют положение шибера перед дымососом пропорционально разности между 1 найденным и текущим значейиями разрежения, а расход сырьевой смеси изменяют в зависимости от изменений уровня пыли в бункере. Математическая модель периодически аддитивно адаптируется по измеренным значениям уровня пыли в ((ункере, давлениям воздуха в пылевой форсунке и количеству включений пневмокамерных насосов в единицу времени. Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность печи за счет создания дебаланса по пыли с превьппением вдуваемой пыли над уносимой, получаемого путем выбора и поддержания оптимальных значений величины разрежения в печи и ее загрузки сырьевой смесью. Зависимости косвенной оценки количества вдуваемой пыли по давлению воздуха в пылевой форсунке и среднесменного количества уносимой пыли по времени между включениями (отключениями) пневмокамерных насосов следующие: H =С+С (С Я +С +с и о 1 пот и 2 чнп 31 с+ где Н„ — расчетное значение уровня пыли в бункере; 55 гружаемого сырья; 3 — плотность загружаемого сырья; Q „îò и — измеренное значение количества потребляемой пыли; аО а1 а2 а3.ЬО,Ь,.Ь2,ЬЗ,Ь4- постоянные коэффициенты уравнении определяе 50 мые статистическим методом, с помощью которых по выражению где Я(8 ((1 расчетный часовой расход вдуваемой пыли; расчетный уровень пыли в бункере; расчетный часовой расход уносимой пыли; часовой расход пульпы, вводимой в печь Н (6*.П О 1 ПУЛЬП 2 3 С5 4 NA (1 l ун. (I 0 1 иульи Ьgé Р+ Ь3 Рв Ъ Т; (2) Н-С +с а +Сна +с а +с м О 1 6*.и 2 ун.и 3 пульп + Сз(1122881 DP — отклонение величины . разрежения от эмпирически ойределенного среднего значения разрежения; 5 С0 Na О, М =, и М, модули, ха СВ 5jO КА А9 0 рактеризующие химический состав пульпы; Pв — давление воздуха в 10 пылевой форсунке; — плотность пульпы, вводимой в печь; а,Ь р, с — нулевые члены уравнений, постоянные на период между адап. тациями; а,,b,. с — постоянные коэффициенты уравнений. Способ заключается в следующем. С выбранной периодичностью определяется уровень пыли в промежуточ( ном бункере Н с использованием расчетных расходов вдуваемой и уносимой пыпи (Й ; „ и Й и ) и сравни (l 25 вается с измеренным значением Н. Если Н (Н, (4) ! то уровень пыли в бункере понижается, и для компенсации убыпи пыли повышают загрузку печи сырьевой смесью из эмпирического. соотношения, например при изменении уровня на 1 м эа 8 ч загрузку увеличивают на 1 м /ч. Если условие (4) не соблюдается, 35 то в уравнения (1) и (2) подставляется новая величина DP отличающаяся от действительной на величину 2М (мм вод.ст.), где .М =Н; f 2; + 3;... ИО, и определяются новые значения 40 Q и Н до достижения нев в зн,п равенства по условию (4), после чего изменяют разрежения в печй на величину выбранного hl.. Периодичность поиска оптимального значения величины разрежения выби-. рают исходя из времени переходного процесса по каналу управления разрежением в печи, например, 1 раз в 50 15 мин. С периодичностью, например, соответствующей частоте замеров уровня пыли в бункере, проводится аддитивная адаптация математической модели 55 по прямым замерам Н и косвенным оценкам расходов уносимой и вдуваемой пыпи. Математическая модель аддитнвной адаптации при этом следующая 4 =6ð +(Н-Н } ((s) 141 1 где ар,. Ъо,, ср. — нулевые члены уравнений (1) — (3) до адаптации; 1,49-1, 55 110-150 ар.,Ьр,,с .; нулевые члены урав"+" +" " нений (1) " (3) после адаптации. Реализация способа осуществляется на вращающейся печи с размерами 150rr3,6 и при нормальной работе печи с колебаниями используемых в управлении параметров в следующих диапазонах: Количество загруженной пульпы, мЗ/ч 50-60 Плотность пульпы, кг/м Химический состав., Мсб 1,93-2,05 м 0,87-1, 20 Разрежение, мм вод,ст» ° Давление воздуха в пылевой форсунке, мм вод.ст.; 350-550 Среднесменное количество включений пневмокамерного насоса 26-32 При этом выражения (1) — (3) ис.пользуются со следующими числовыми значениями коэффициентов (значения нулевых членов начальные): 1 в.а =-34,97+0,725 6,1у(,ь(1+ +0,024gP+0,247Pg"0,164у; 6 „ .в = 201+2э 745@пзл(п + +0,387(5Р+0,58M t-g-0,929 М„ „ (H =-94,6+2,527 Q (1у „r,„+0,217 Оэ58 8 мн.п 15ю6Mr- На чертеже представлена схема системы, реализующей способ. Пыль, выносимую из печи 1 и уловленную пылеосадительными устройствами 2, с помощью пневмокамерных насосов 3 перекачивают в промежуточный бункер 4, а из него форсункой 5 — в печь. Измеряют уровень пыли в бункере датчиком 6, давление воздуха в пылевой форсунке датчиком 7, ча(..тоту 881 7 1122 включения пневмокамерного насоса датчиком 8, раэрежение в пространстве печи датчиком 9, расход датчиком 10, плотность датчиком 11, химический состав пульпы датчиком !2 и вводят измеренные данные в УВМ 13, управляющую через регулятор 14 положением ши- . бера дымососа. При запуске системы по измеренным 1и параметрам расчитывают величины Йь и, . 1 t В и я и Н, после чего проводится адаптация по измеренным величинам Й6 р> Ф„н н, и Н, и система считается готовой к работе. При неизменных значе- 15 киях входных параметров система выбирает величину разрежения в печи, приближающую режим спекания по дебалансу пыли к оптимальному. При изменении какого-либо из входных параметров изменяется ситуация по дебалансу пыли, что система фиксирует и до фактического изменения дебаланса вырабатывает команду на изменение разрежения, т.е ° изменение теплового режима спекания. Затем выбор режима осуществляется, как описано. По периодическим замерам уровня пыпи опрецеляют его изменения, и в зависимости от конечного изменения уровня за 8 ч работы изменяют расход вводимой в печь пульпы. Более частые изменения загрузки печи не рациональны, так как требуют корректировки подачи топлива и др., т.е. перестройки всего режима спекания. Исполу зование предлагаемого способа позволит повысить производительность печи не менее чем на 1Х, что на печи указанного типоразмера позволит получить зкономический эффект в сумеее 30 тыс. руб. в год..112288 I Составитель А.Абросимов Техред О.Неце .Корректор О.Луговая Редактор И.Шулла Филиал ППП "Патент", r.Óÿ<ãîðîä, ул.Проектная, 4 Заказ 8121/32 Тираж 577 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13O35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
