Способ отбора и подготовки высокотемпературных пылегазовых проб

 

Изобретение относится к методам контроля за техническими процессами, протекающими в печи при производстве цементного клинкера мокрым способом. Цель изобретения - повышение представительности газовой пробы. Способ отбора и подготовки пылегазовых проб заключается в отборе части основного потока, последующем охлаждении, отделении сконденсированных примесей с твердыми частицами пыли, отводе конденсата и подогреве пробы. Новым в способе является дополнительная стабилизация массового расхода газа за счет поддержания постоянной температуры в термостате 9 с терморегулятором 10 и постоянства давления изменением сечения байгтасной линии газохода перед измерителем 14 расхода, а подогрев пробы обеспечивает положительную разность температур на выходе измерительной камеры 16 газоанализатора 17 и на входе в подогреватель 15 в пределах 1-3°С. 1 табл., 1 ил. fe

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4?03524/26 (2Z) 08.06.89 (46) 15.05.92. Бюл. Ь 18 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А. Гришманова (72) П.В. Беседин, В.И, Ильин, Н.Е. Соболев, А.Е. Иевлев и А.П. Панченко (53) 543.053(088.8) (56) Гордон Г.М. Контроль пылеулавливающих установок„М.: Металлургия, 1973, с. 222, 234-238, 245.

Авторское свидетельство СССР

N. 1366909, кл. G 01 N 1/22, 1986. (54) СПОСОБ ОТБОРА И ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЫЛЕГАЗОВЫХ

ПРОБ (57) Изобретение относится к методам контроля за техническими процессами, проте„„5Q„„1733948 А1 кающими в печи при производстве цементного клинкера мокрым способом. Цель изобретения — повышение представительности газовой пробы. Способ отбора и подготовки пылегазовых проб заключается в отборе части основного потока, последующем охлаждении, отделении сконденсированных примесей с твердыми частицами пыли, отводе конденсата и подогреве пробы. Новым в способе является дополнительная стабилизация массового расхода газа эа счет поддержания постоянной температуры в термостате 9 с терморегулятором 10 и llQсТоАНсТВВ давления изменением сечения байпасной линии газохода перед измерителем 14 расхода, а подогрев пробы обеспечивает положительную разность температур на выходе измерительной камеры 16 газоанализатора 17 и на входе в подогреватель

15 в пределах 1-3 С. 1 табл., 1 ил.

1733948

Изобретение относится к методам контроля эа техническими процессами, протекающими во вращающихся печах при производстве цементного клинкера мокрым способом.

Цель изобретения — повышение представительности газовой пробы за счет стабилизации массового расхода газа и исключения конденсации в измерительной камере газоанализатора.

На чертеже показан вариант схемы для реализации предлагаемого способа.

Схема включает фильтр 1 тонкой очистки, помещенный в пылеосадительную камеру 2, соединенный с гаэоэаборной трубкой

3 с химическим фильтром 4, конденсатоотводчиком 5, диффуэиофоретической камерой 6, помещенной в противоточный холодильник 7, с байпасной линией 8, расположенной в термостатированной камере

9 с терморегулятором 10. Камера 9 содержит байпасную линию 11, установочный вентиль 12, регулируемый вентиль 13 и измеритель 14 расхода (ротаметр), соединенный газоподводящей трубкой с подогревателем 15, измерительной камерой 16 газоанализатора 17 и побудителем

18 расхода постоянного разрежения.

Схема включает два контура регулирования. Первый контур осуществляет регулирование постоянства массового расхода. а второй контур поддерживает положительный градиент температур в измерительной камере гаэоанализатора, Контур регулирования массового расхода газов включает в себя поплавок 19 ратаметра

14, дифференциально-трансформаторныйдатчик 20, эадатчик 21 расхода, устройство 22 сравнения и регулирования, магнитный усилитель 23 и исполнительный механизм 24.

Контур регулирования температуры в измерительной камере 16 гаэоаналиэатора

17 включает в себя датчики температур, представляющие собой термопары 25 и

26, измеряющие температуру перед подогревателем 15 и после измерительной камеры 16 соответственно, устройство 27 сравнения и регулирования температур, задатчик 28 температур, усилитель 29 и исполнительный механизм 30, Устройство работает следующим образом;

Фильтр 1 тонкой очистки помещают в центре потока выходящих из печи дымовых газов, часть которых попадает в фильтр 1, где от пылевого потока за счет фильтрования отделяются частицы пыли, не отделившейся от пылевого потока за счет сил тяжести в пылеосадительной камере 2.

Затем газовая проба по гаэоэабарной трубке 3 попадает в химический фильтр 4, где происходит химическое взаимодействие водных растворов соединений серы, образующихся за счет поглощения серных и сернистых соединений водой, конденсирующейся в охлаждаемой диффуэиофоретической камере 6. и стекающей в конденсатоотводчик 5, на поверхности стружки из стали, не содержащей легированных примесей.

В диффузиофоретической камере температура газовой пробы снижается и поддерживается в пределах 20-30 С за счет хладагента, подаваемого в противоточный холодильник 7, где температура автоматически поддерживается ниже точки росы, В диффузиофоретической камере 6 происходит снижение скорости газа, конденсация водяных паров и окончательная очистка газа ат пыли и растворенных в воде газообразных примесей. Затем гаэ поступает в байпасную линию 8, помещенную в термастат 9, где с помощью терморегулятора 10 поддерживается постоянная температура, необходимая для стабилизации массового расхода газа. Расход газа, поступающего на анализ, задается с помощью установочного регулируемого вентиля 12 и контролируется по положению поплавка 19 ратаметра 14.

Затем газовая проба поступает в подогреватель 15, где температура газа повышается, снижается относительная влажность и уменьшается вероятность конденсации водяных паров на чувствительных элементах измерительной камеры 16 газоаналиэатора

17. Отбор и перемещение газовой пробы по тракту гаэаэабара, очистки и контроля осуществляется с помощью побудителя 18 расхода, оснащенного стабилизатором разрежения.

Постоянство массового расхода газовой пробы возможно при условии стабилизации объемного расхода и температуры газа, Постоянство температуры газовой пробы обеспечивается термостатом 9, терморегулятором 10, а стабилизация объемного расхода осуществляется автоматически эа счет непрерывного регулируемого байпасирования.

При изменении давления в пылеосадительной камере 2 и гаэозаборной трубке 3 . происходит изменение расхода газовой пробы, изменение положения поплавка 19 ротаметра 14 и изменение положения сердечника дифференциально-трансформаторного датчика 20, связанного штоком с поплавком 19. При этом нарушается баланс сигналов датчика 20 и эадатчика 21 расхода.

Устройство 22 сравнения и регулирования

1733948

20

40 лиза.

55 определяет величину сигнала рассогласования, обрабатывает его и подает на магнитный усилитель 23. Затем усиленный сигнал поступает на исполнительный механизм 24.

Воздействие исполнительного механизма

24 передается регулировочному вентилю

13, который изменяет в соответствии с величиной сигнала рассогласования гидравлическое сопротивление байпасной линии 11 в зависимости от характера изменения давления в пылеосадительной камере 2 и гаэозаборной трубке 3 до тех пор, пока сигналы датчика 20 и эадатчика 21 расхода не будут вновь скомпенсированы.

Стабилизация массового расхода М1, таким образом, может быть выражена математической зависимостью

MI=K(P Р1) р где р — плотность газа, зависящая от температуры газовой пробы и давления в измерителе расхода; так как температура в термостате 9 постоянна и стабилизированное давление P постоянно, то плотность тоже величина постоянная;

P) — давление в газозаборной трубке и пылеосадительной камере 2;

К вЂ” гидравлическое сопротивление байпасной линии 8.

При уменьшении давления в пылеосадительной камере 2 и газоэаборной.трубке

3 величина разности давлений возрастает, но коэффициент сопротивления уменьшится в результате уменьшения сопротивления байпасной линии 11., а величина массового расхода М, таким образом, остается неизменной. Например, М=О,З(0,6 — 0,4) ; 1=0,13;

М=0,4(0,6 — 0,5) ; 1=0,13, Так как в холодильнике 7 и частично в термостате 9 абсолютная влажность в результате конденсации водяных паров уменьшается, а относительная влажность возрастает до 100%, то при незначительном уменьшении температуры газовой пробы в газоанализаторе 17 возможна микроконденсация влаги, снижение точности показания прибора, а также выход из строя чувствительных элементов прибора. Поэтому в процессе анализа температура газовой пробы должна быть выше температуры газа перед подогревателем, что позволяет снизить относительную влажность анализируемой газовой пробы и устранить возможность конденсации водяных паров в газоанализаторе.

Это достигается системой автоматического регулирования температурного режима в . измерительной камере 16 газоанализатора 17.

Устройство регулирования температуры работает следующим образом, С помощью задатчика 28 устанавливается положительная разность температур газовой пробы после измерительной камеры 16 гаэоанализатора 17 и температурой пробы перед подогревателем 15. Сигналы, снятые с термопар 25 и 26, поступают в устройство 27 сравнения, где их разность сравнивается с величиной интервала температур задэтчика 28. В случае несоответствия величины сигналов величина раэбаланса усиливается и с помощью исполнительного механизма 30 изменяется тепловая мощность подогревателя 15.

Величина разности температур между температурой пробы нэ выходе из газоанализатора 17 и на входе в подогреватель 15 в пределах 1 — 3 С выбрана потому, что при разности температур ниже 1 С возможна микроконденсация водяных паров, смачивание чувствительных элементов и завышение содержания кислорода в приборе в результате изменения электропроводности и массы газовой пробы, При разности температур выше 3 С возможно занижение содержания кислорода в отходящих газах зэ счет снижения плотности газа и изменения содержания кислорода в единице объема газовой пробы.

Пример. Взяты пробы отходящих газов вращающейся печи размером 5х185 м

Старооскольского цементного завода с содержанием пыли 20 г/кг, водяных паров—

300 г/кг и содержанием кислорода 1%.

Анализ очищенных и подготовленных проб на содержание кислорода с помощью газоэнэлизатора производится при различных интервалах температур на выходе из измерительной ячейки и перед подогревателем.

В таблице приведены результаты анаИз приведенных данных следует, что наиболее оптимальной разностью температур газовой пробы на выходе из газоанализатора и на входе в подогреватель является

2 1 С, так как искажение анализа при завышении и занижении разности температур ведет к непроизводительным расходам топлива.

Предлагаемый способ отбора и подготовки пылегазовых проб при внедрении в производство дает воэможность повысить точность анализа отходящих газов, что приводит,к оперативному созданию оптимального теплового режима в печи, к более точному регулированию удельного расхода топлива и, соответственно, экономии топлива на 1,2 кг/T клинкера. Экономический эффект составляет 17, 16тыс. руб. в год на одну печь 5х185 м по сравнению с базовым объ1733948

Разность температур. С

Показания газоанализатора кислорода, о

Содержание кислорода в анализ пробе, Тепература пробы после измерительной ячейки, ОС

Тепература пробы перед подогревателем, С

Примечание

20. -1,0

0,0

19

1,0

1,0

10,0

5,0

Возможна микроконденсация

1,05

1,0

0,95

0,85

+0,1

+0,2

+0,3

+0,4

1,0

1,0

1,0

1,0

21

22

23

Снижение плотности газа

Составитель А. Сондор

Редактор М. Петрова Техред М.Моргентал Корректор M. Кучерявая

Заказ 1663 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ектом-вращающейся печью Староосколького цементного завода, Формула изобретения

Способ отбора и подготовки высокотемпературных пылегазовых проб, включающий отбор части основного потока, последующее охлаждение, отделение сконденсированных примесей с твердыми частицами пыли, отвод конденсата и подогрев пробы, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности газовой пробы, дополнительно осуществляют стабилизацию массового расхода за счет поддержания постоянства температуры термостатированием и постоянства объем5 ного расхода эа счет изменения сечения байпасной линии газохода, затем осуществляют подогрев пробы, обеспечивая положительную разность температур в пределах

1-3 С между выходом из измерительной ка10 меры газоанализатора и входом в подогреватель. г