Способ автоматического контроля состояния рассевного агрегата

 

Изобретение относится к диагностике технологического оборудования и м.б. использовано при управлении процессом размол-рассев для контроля состояния рассевных агрегатов. Цель - повышение точности контроля. Способ заключается в непрерывном измерении контролируемого параметра и сравнении его с заданным. В качестве контролируемого параметра принимают величину среднего размера частиц материала, а в качестве заданного - ее граничное значение. Определяют абсолютное значение производной измеренной величины и усредняют его за интервал времени равный времени переходного процесса технологической линии размол-рассев. Задают величину производной размера частиц и сравнивают усредненное значение с заданным значением производной. В случае, если усредненная величина абсолютного значения производной не превышает заданного значения производной размера частиц, а измеренная величина среднего размера частиц материала достигла заданного граничного значения частиц определяют факт залипания сит рассевного агрегата. 2 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5t)5 В 07 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ

° ° (21) 4739779!03 (22) 25,09.89 (46) 29,02.92, Бюл. М 8 (71) Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) А.Н.Тупиков, Н.И.Рогалева и В.К.Важненко (53) 621.928(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 753487, кл. В 0 7 В 1/00, 1976. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РАССЕВНОГОАГРЕГАТА (57) Изобретение относится к диагностике технологического оборудования и м.б. использовано при управлении процессом размол-рассев для контроля состояния рассевных агрегатов. Цель — повышение точности контроля. Способ заключается в

Изобретение относится к области диагностики технологического оборудования и может быть использовано при управлении процессом размол-рассев для контроля состояния рассевных агрегатов, используе-. мых для классификации измельченной прокаленной углеграфитовой шихты после. дробления или среднего помола в электродном производстве.

В электродном производстве прокаленная углеграфитовая шихта после размольных агрегатов (дробилок, мельниц) подается элеваторами на рассевное оборудование (сита, грохоты). После рассева каждая из Ы 1715436 А1 непрерывном измерении контролируемого параметра и сравнении его с заданным. B качестве контролируемого параметра принимают величину среднего размера частиц материала, а в качестве заданного — ее граничное значение. Определяют абсолютное значение производной измеренной величины и усредняют его за интервал времени равный времени переходного процесса технологической линии размол-рассев. Задают величину производной размера частиц и сравнивают усредненное значение с заданным значением производной. В случае, если усредненная величина абсолютного значения производной не превышает заданного значения производной размера частиц, а измеренная величина среднего размера частиц материала достигла заданного граничного значения частиц .определяют факт залипания сит рассевного агрегата, 2 ил. отсеянных "узких" сортовых фракций углеграфитового материала по соответствующему технологическому трубопроводу под: О действием силы собственного веса движется в соответствующий сортовой бункер.

Основным технологическим требованием к процессам размола-рассева является стабильность гранулометрического состава сортовых фракций. В настоящее время на отечественных электродных заводах для контроля гранулометрического состава сортовых фракций на технологической линии размола-рассева применяются датчики

ДТЛ-2, ДТЛ-5, которые обеспечивают не1715436 прерывный автоматический контроль среднего размера частиц контролируемого материала с требуемой точность. Информация, полученная при помощи этих датчиков, используется для управления процессами мелкого и среднего дробления и среднего помола углеграфитовой шихты.

Так для автоматического управления средним помолом углеграфитовой шихты с целью стабилизации сортовых фракций среднего помола используется система

САРГ-2, получающая информацию о среднем размере частиц "узких" (на выходе грохота) фракций от датчиков ДТЛ-2, При достижении выходным сигналом датчика заданных граничных значений система вырабатывает соответствующее управляющее воздействие, которое уменьшает или увеличивает производительность питателя на входе раэмольного агрегата, в зависимости от которой изменяется средний размер частиц материала на выходе размольного агрегата, а соответственно, и на выходе грохота.

Однако в процессе работы сита грохотов постепенно забиваются, в результате чего средний размер частиц контролируемой фракции углеграфитового материала постепенно уменьшается и в конце концов по этой. причине (а не из-за изменения физических свойств или размеров материала на входе размольного агрегата) выходной сигнал датчика может достичь граничного значения . Система в этом случае вырабатывает управляющее воздействие, направленное на увеличение производительности питателя на входе размольного агрегата, но вызванное этим увеличение загрузки размольного агрегата не будет способствовать увеличению среднего размера ястиц материала на выходе рассевного оборудования, так как уменьшение среднего размера частиц материала произошло не по причине изменения физических свойств или размеров материала на входе размольного агрегата, на которое можно повлиять увеличением или уменьшением количества материала в размольном агрегате, а по причине забивки отверстий сит грохота, Так как средний размер частиц материала контролируемой фракции на выходе грохота в результате выполнения системой управляющего воздействия не увеличивается, система опять вырабатывает управляющее воздействие, направленное на увеличение производительности питателя на входе размольного агрегата и т.д., что в конце концов приведет к аварийному состоянию — перегрузке размольного агрегата.

Так как рассевное оборудование очень распространено в производстве (металлур30

35 характеристикой степени загрузки грохо40

60 гическая, угольная, горнодобывающая и другие отрасли), то из вышеизложенного ясно, что диагностика состояния рассевных агрегатов — актуальная проблема.

Кроме того, задачу автоматизации контроля состояния рассевных агрегатов делают очень важной и ответственной значительное влияние этих агрегатов на производительность производства и тяжелые условия труда для обслуживающего персонала (шум, запыленность, вибрация), Известен способ непрерывного автоматического контроля грохота, по которому непрерывно измеряют степень сжатия пружины каждого из двух последовательно соединенных грохотов, измеренные величины вычитают одну из другой и по знаку получившейся разности судят о состоянии сит верхнего грохота, Технологическая реализация этого способа имеет сложную структуру, и его применение не всегда является рациональным, особенно при внедрении небольших локальных систем. Кроме того, данный способ применим только лишь для контроля состояния сит грохота, работающего последовательно с другим грохотом, а именно, того грохота, с которого материал поступает на последующий грохот (верхнего грохота).

Известен также способ непрерывного автоматического контроля грохота, по которому непрерывно контролируют плотность магнитного потока, являющуюся косвенной тов. Для контроля прорыва или залипания сит одного (верхнего} грохота контролируют состояние загрузки двух последовательно соединенных грохотов, так как диагностика возможна только по анализу состояний (комбинации состояний недогруза и перегруза) двух грохотов. Если же процесс рассева реализуется с использованием одного грохота, то согласно описанию известного технического решения по изменению контролируемого параметра (плотности магнитного потока) определяют только состояние перегруза или недогруза грохота. В результате на табло диспетчера поступает сигнал

"перегруз грохота" (и зажигается сигнальная лампочка). Однако данное состояние сит (перегруз, например) возможно. как изза изменения грансостава в сторону увеличения среднего размера частиц, так и из-за забивки сит. Причиной может быть и случайное увеличение расхода материала, подава. емого на грохот. Т.е. такой контроль является неоднозначным и требует дополнительных действий оператора для выявления истиной причины. Кроме этого, на точность контроля отрицательно влияет и

1715436 тот факт, что контролируют косвенный пара- стояния сит, а значит, повышает точность. метр — загрузку грохота в состав которой Кроме этого, повышение точности обеспевходят и массы подвижных частей грохотов чивается и при наличии в технологическом (рамы, сита, виброрычаги ...). оборудовании двух последовательных гроЦель изобретения — повышение точно-- 5 хотов, так как способ позволяет диагностисти контроля. ровать состояние сит обоих грохотов, а не

Поставленная цель достигается тем, что только верхнего, непрерывно измеряют средний размер час-. Таким образом, способ включает следутиц материала на выходе рассевного агре- ющие операции, Экспериментальным пугата (контролируемый параметр) и 10 тем определяют время переходного сравнивают его с граничным значением (эа- процесса Т для технологической линии разданный параметр). Определяют абсолютное мол-рассев и скорость залипания сит Чс конзначение производной измеренной величи- кретного рассевного оборудования ны, усредняют его за интервал времени, определенным видом(сортом) материала, равный времени переходного процесса тех- 15 В процессе работы технологической линологической линии размол-рассев, задают нии размол-рассев непрерывно измеряют величину производной размера частиц, средний размер частиц.D

Предлагаемый способ отличается от размол-рассев. прототипа наличием операций измерения Непрерывно определяют абсолютное среднего размера частиц на выходе рассев- значение производной измеренной аеличиного агрегата, определения производной и dD ны, усредняют ее за время, равное сравнения измеренной величины и ее про- 30 dt изводной с заданными значениями. времени переходного процесса Т> технолоДиагностирование состояния оборудо- гической линии размол-рассев, и сравнивавания по состоянию отдельныхпараметров ют с заданным значением производной, технологического процесса в общем извест- равным скорости залипания сит V . но, Однако, при диагностировании состоя- 35 Залипание сит диагностируют при выния рассевного агрегата использование .полнении двух условий; такого параметра, как средний размер час- Измеренное значение среднего разметиц на его выходе, неизвестйо. ра частиц равно (меньше) граничному значеИзмерение среднего размера частиц нию Dcp=Drp. после рассевного агрегата, определение его 40 Усредненное значение производной производной и дальнейшие логические one- среднего размера частиц не превышает зарации в совокупности позволяют различать данного значения Чс. причины снижения среднего размера час- При этом сигналом к началу распознатиц на выходе и тем самым диагностировать вания (диагностирования) состояния служит состояние рассевного агрегата. Медленное 45 уменьшение среднего размера частиц до эамонотонное изменение уменьшения величи- данного граничного значения. ны среднего размера частиц на выходе рас- Предлагаемый способ испытывался на севного агрегата, характеризуемое заданной опытной линии Челябинского электродного производной, свидетельствует о эалипании завода, где в качестве размольного агрегата сит. Во всехдругих случаях изменение вызва- 50 служила молотковая дробилка, а в качестве но возмущениями в технологической линии рассевного оборудования применялся вибили системой автоматического управления рогрохот, Операциям размола-рассева подпроцессом размол-рассев. вергался .нефтяной кокс. Непрерывно

Контроль среднего размера.частиц ма- измерялся средний размер частиц материатериала, прошедшегочерезсито,позволяет 55 ла на выходе виброгрохота фракции с раэбез дополнительных измерений осуществ- мерами частиц от 0,5 до 1,25 мм. Время лять оценку состояния рассевного агрегата переходного процесса данной технологиченезависимо от степени его загрузки и изме- ской линии Тпер = 10 мин. Скорость залипанения свойств обрабатываемого материала, ния сит виброгрохота нефтяным коксом что обвспечивает однозначность оценки со- фракции (-0,5+1,25) мм равна 0,125 ммlч.

1715436

На фиг. 1 представлен график изменения величины среднего размера контролируемой фракции (от -О;5 до +1,25) мм нефтяного кокса во времени. Средний размер контролируемой фракции измерялся установленным на выходе грохота устройством ДТЛ-5 и регистрировался прибором КСП-4.

В точке А (фиг, 1) контролируемая величина среднего размера частиц достигла верхнего заданного граничного значения, в результате было изменено управляющее воздействие — уменьшилась и роиэводительность питателя на входе размольного агрегата, и контролируемая величина среднего размера стала уменьшаться.

В точке В (фиг. 1) контролируемая величина среднего размера частиц достигла нижнего заданного граничного значения, усредненная абсолютная величина производной за интервал времени, равный времени переходного процесса перед достижением нижнего граничного значения, (< P) больше скорости залипания данного сита контролируемым материалом

{ (а), т.е, изменение (уменьшение) контролируемой величины среднего размера частиц вызвано изменением характеристик материала или производительности на входе размольного агрегата. В этом случае при достижении контролируемой величиной среднего размера частиц, нижнего граничного значения было выработано управляющее воздействие, направленное на увеличение среднего размера частиц.

В точке С (фиг. 1) контролируемая величина среднего размера частиц также достигла нижнего заданного граничного значения, но поскольку усредненная абсолютная величина производной среднего размера частиц за время, равное времени переходного процесса перед достижением граничного значения, (< у ) не превышает скорости залипания сита контролируемым материалом (< а ), то значит изменение контролируемой величины среднего размера частиц было вызвано залипанием ячеек сит. В момент достижения контролируемой величиной среднего размера частиц нижнего граничного значения ячейки сита залипли до такой степени, что уже не пропускают частицы в заданном интервале размеров, т.е, сито стало неработоспособно, и поэтому, хотя контролируемая величина среднего размера частиц достигла одного (нижнего) из граничных значений, управляющее воздействие (изменение производительности питателя на входе размольного агрегата) вырабатывать не следует, так как это приве30

4О дет к аварийному состоянию размольного агрегата (перегрузке), а необходимо материал после размольного агрегата подавать на исправное сито.

На фиг. 2 представлена функциональная схема системы контроля состояния грохота, реализующая предложенный способ.

Система содержит устройство 1 контроля среднего размера частиц материала на выходе грохота, .выход устройства 1 соединен с устройством сравнения 2, второй выход которого соединен с эадатчиком 3 граничного значения контролируемой величины. Выход устройства 1 соединен также с блоком 4 определения средней величины производной контролируемой величины, выход которого соединен с устройством сравнения 5, а его второй выход соединен с эадатчиком 6 величины производной. Выходы устройств сравнения 2 и 5 соединены со схемой И 7.

Устройство работает следующим образом, Часть или весь поток измельченного углеграфитового материала, проходящий с выхода грохота по.наклонному технологическому трубопроводу в сортовые бункера, проходит через устройство 1 контроля среднего размера частиц материала, Выходной сигнал устройства 1 поступает на устройство сравнения 2, где сравнивается с заданной {граничной) величиной среднего размера частиц, заданной задатчиком 3.

Кроме того, выходной сигнал устройства 1 поступает на блок 4, определяющий среднюю величину производной контролируемого среднего размера чаотиц за интервал времени, равный времени переходного процесса технологической линии размол-рассев. Выходной сигнал блока 4 поступает на устройство сравнения 5; где сравнивается с величиной производной, заданной задатчиком 6, равной скорости залипания сит используемого грохота. В момент достижения

45 контролируемой величиной среднего размера частиц материала заданного граничного значения появляется сигнал на выходе устройства сравнения 2, т.е. на первом входе схемы И 7, и если при этом существует сигнал на входе устройства сравнения 5 и, соответственно, на втором входе схемы И 7, т,е. средняя величина производной не превышает заданного. значения. то на выходе схемы И 7 появляется сигнал "логическая 1", соответствующий cocToslHHIQ "забивка си-. та", который может поступать на световую и/или звуковую сигнализацию.

В качестве устройства 1 контроля среднего размера частиц материала используется устройство ДТЛ-5. В качестве устройства

1715436

10 сравнения 2 и эадатчика 3 используется вторичный показывающий и регистрирующий прибор типа КСП, используемый одновременно для индикации и регистрации величи ны среднего размера частиц, Блок 4, 5 устройство сравнения 5, эадатчик 6 и схема

И 7 могут быть выполнены на микросхемах, например, серии K. 155..

Использование. устройства, реализующего предлагаемый способ, позволит авто- 10 матически контролировать состояние залипания сит каждого из грохота независимо от того, соединен ли он и как соединен с другими грохотами, Своевременное диагностирование состояния эалипания сит грохо- 15 та позволит избежать .аварийного состояния — перегрузки размольных агрегатов в случае автоматического управления процессом размола и уменьшит время работы обслуживающего персонала в тяжелых 20 условиях.

При диагностировании эалипания сита грохота при наличии параллельно работающего пустого грохота процесс размола-рзссева не прекращается — поток 25 измельченного материала с выхода раэмольного агрегата направляется (путем переключения положения направляющего шибера в трубопроводе) на второй, параллельно работающий грохот, который рабо- 30 тал до сих пор беэ материала. Двигатель, приводящий в движение грохот с ситом, забитым материалом, не останавливают, грохот продолжает работать, хотя материал на него не поступает. Через некоторое время 35 забитое материалом сито пустого теперь грохота от вибрации самоочищается и к тому времени, когда произойдет залипание сита, рассеивающего материал грохота, оно. готово к работе, и материал с раэмольного 40 агрегата направляется к нему и т.д. Использование для технологической реализации данного способа диагностирования устройства автоматического контроля характеристики гранулометрического состава, которое одновременно используется для контроля качества рассева, и в зависимости от выходных сигналов которого происходит изменение управляющего воздействия системы автоматического управления процессом помола, делает техническую реализацию данного способа очень экономной, так как операции измерения характеристики гранулометрического состава и сравнения ее измеряемой величины с заданной осуществляются устройством, используемым в системе управления процессом размол-рассев.

Формула изобретения

Способ автоматического контроля состояния рассевного агрегата, заключающийся в непрерывном измерении контролируемого параметра и сравнении

его с заданным, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве контролируемого параметра принимают величину среднего размера частиц материала, а в качестве заданного — ее граничное значение, определяют абсолютное значение производной измеренной величины, усредняют его за интервал времени, равный времени переходного процесса технологической линии размол-рассев,задают величину производной размера частиц. сравнивают усредненное значение с заданным значением производной, и в случае, если усредненная величина абсолютного значения производной не превышает заданного значения производной размера частиц, а измеренная величина среднего размера частиц материала достигла заданного граничного значения частиц, определяют факт залипания сит рассевного агрегата.

1715436

1715436

Составитель А. Тупиков

Техред ММоргентал Корректор М. Шароши

Редактор Н. Коляда

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 559 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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