Способ регулирования термической обработки материала в барабанном агрегате

 

Использование: регулирование процессов обжига огнеупорного материала и термообработки осадков сточных вод в барабанных агрегатах. Сущность изобретения: измеряют температуру в пылевой камере и температуру отходящих газов в газоходе. Уменьшение расхода топлива в агрегат ведут при превышении температуры отходящих газов в газоходе зада иного максимального значения и при заданном значении температуры в пылевой камере, а увеличение расхода отходящих газов из агрегата осуществляют при превышении температуры отходящих газов заданного максимального значения и при температуре в пылевой камере ниже минимального заданного значения.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,,!Ы „„1753227 А 1 (51)5 F 27 0 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ВЖОИЗЗЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ме в. а - ни .» iE;" 1 » ) Яг

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4805062/33 (22) 21.03.90 (46) 07.08.92, Бюл. N 29 (71) Всесоюзный государственный институт научно-исследовательских и проектных работ огнеупорной промышленности (72) Б,А.Ладыгин, В.В,Вознесенский, Ю,И,Зотов и В.Б,Шаров (56) Авторское свидетельство СССР

N953415,,кл. F 27 D19/00,,1980.

S вторское свидетельство СССР

¹ 1059385, кл, F 26 В 21/06, 1982. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА В БАРАБАННОМ АГРЕГАТЕ

Изобретение относится к процессам термообработки различных материалов в барабанном агрегате и может быть использовано, например, при регулировании процесса обжига огнеупорного материала во вращающейся печи, при регулировании процесса термообработки осадков сточных вод на барабанных установках.

Цель изобретения — повышение качества регулирования.

На фиг. 1 представлена блок-схема устрзйства, реализующего способ регулирования на барабанной установке, предназначенной для термообработки огнеупорного материала, например магнезита; на фиг. 2 — схема логического блока устройства, На схеме (фиг.1) обозначены вращающийся барабан 1, топка 2, пылевая камера

3, газоход 4, дымосос с направляющим аппаратом 5 и устройство регулирования про(57) Использование: регулирование процессов обжига огнеупорного материала и термообработки осадков сточных вод в барабанных агрегатах. Сущность изобретения: измеряют температуру в пылевой камере и температуру отходящих газов в газоходе. Уменьшение расхода топлива в агрегат ведут при превышении температуры отходя щих газов в газоходе заданного . максимального значения и при заданном значении температуры в пылевой камере, а увеличение расхода отходящих газов из агрегата осуществляют при превышении температуры отходящих газов заданного максимального значения и при температуре в пылевой камере ниже минимального заданного значения. 2 ил. цессэ термообработки, Устройство содержит датчик 6 температуры отходящих газов в газоходе, датчик 7 температуры в пылевой д камере, сумматоры 8-10, задатчик 11 минимально допустимого значения температуры в пылевой камере, задатчик 12 максимально допустимого значения температуры в пылевой камере, задатчик 13 максимально допу- M стимого значения температуры в газоходе; M диодные блоки 14-16, логический блок 17, исполнительный механизм 18 на линии подачи топлива в топку 2 и сигнализатор 19 аварийной ситуации. Логический блок 17 а (фиг, 2) состоит из компараторов 20 и 21 и регуляторов 22 и 23, Способ регулирования осуществляется следующим образом, В топку 2 установки поступают топливо и воздух, Образующийся в результате горения теплоноситель поступает в барабан 1, сюда же протизотоком поступает и матери1753227 ал, подлежащий термообработке. Продвигаясь под воздействием вращения барабана по установке, материал, нагреваясь, подвергается термообработке, а теплоноситель, двигаясь в противоположную сторону, 5 охлаждается, Удаление отходящих из установки газов осуществляется дымососом, Причем расход отходящих газов, удаляемых дымососом из газохода 4, определяется сте- пенью открытия направляющего аппарата 5 (аппарат имеет жалюзи, расположенные в потоке газа„которые под воздействием сигнала управления as изменяют угол поворота), Термообработка материала должна осуществляться при минимальном избытке воздуха в топке 2, что обеспечивает наиболее высокую температуру обжига материала в барабане 1, Поступление материала в установку может осуществляться через неподвижную пылевую камеру 3, в которой оседает часть переносимой газом из барабана мелкой фракции материала, Расход подаваемого в топку установки воздуха определяется степенью открытия направляющего аппарата, и тем больше расход, чем больше степень открытия, С помощью датчика 7, задатчиков 11 и

12, сумматоров 8 и 9, диодных блоков 14 и

15 определяют отклонение температуры газа в пылевой камере выше заданного максимально допустимого значения или ниже максимально допустимого значения.

При этом сигнал t n.к с датчика 7 соответствует температуре газа в пылевой камере, а сигнал t — температуре отходящего газа в газоходе, Поступая на сумматор 8, сигнал t п,к с датчика 7 сравнивается н4 нем . с сигналом gn, пь минимально допустимого значения, устанавливаемого и формируемого задатчиком 11. Разностный сигнал а1 =

= тп.к, — gn.к. min с сумматора 8 поступает на диодный блок 14, вырабатывающий сигнал

О при аэ О, 1 при аз > О.

Таким образом, на выходе блока 15 появляется релейный однополярный сигнал, 10 равный 1, только при превышении температурой газа в пылевой камере максимально допустимого значения, определенного сигналом gn.xmax, указывающий на создание аварийной ситуации, когда эта температура

15 значительно превысила заданное минимально допустимое значение. Поступая на сигнализатор 19, сигнал а4 = 1 подключает в нем, например, звуковую сигнализацию наличия аварийной ситуации.

20 С помощью датчика 6; сумматора 10, задатчика 13 и блока 16 оценивается текущее значение температуры отходящих газов в гаэоходе установки. Датчиком 6 отслеживается сигнал tr, соответствующий

25 температуре газа в газоходе установки, который, поступая на сумматор 10, сравнивается с сигналом gr.max, установленным на задатчике 13. Разностный сигнал a5 = tr—

gr. max с сумматора поступает на блок 16, 30 который детектирует разнополярный сигнал 6 по следующей зависимости:

О при а5 < О, Щ=

35 а5приа >О, Однополярный положительный сигнал . а6 диодного блока 16, указывающий на превышение температурой отходящих газов в :

40 газоходе заданного задатчиком 13 значения

gr. max поступает на вход логического блока.

Блок 17 (фиг. 2), воспринимающий сигнал е2, сц и as, вырабатывает управляющие воздействия в виде сигналов йу и а, изме45 няющих расход топлива и газа через установку. При этом с помощью компаратора 20 и регулятора 22 логического блока осуществляется воздействие на исполнительный механизм 18, изменяющий расход топлива.

Оприа1 <О, Q2 =

ai приа 0, а2 при сц = О, ар = a> и as = а, 55

О в остальных случаях

Однополярный положительный сигнал а2 появляется на выходе блока 14 только в случае, если сигнал tn.ê, больше сигнала

Яп.к, min.

Сигнал с п,к, с датчика 7 одновременно поступает и на сумматор 9, где сравнивается с сигналом gn,к. max, соответствующим максимально допустймому значению температуры газа в пылевой камере, установленному задатчиком 12, Сигнал аз, форм ируе мы и сумматором и ра вн ый йэ =

= tn.к — gn,к.max, поступает на блок 15, выра. батывающий сигнал

Сигналы а, сц и аб, поступая на компаратор 20, преобразуются им в сигнал

Таким образом Àt =. а при тп.к max > tn.к. > тп.к. min и 1г > 1г. max

1753227

Tz — +aS = КзМ2,.

d Qg

Т1 +а1 = К1Я1, d Q7

Gt = 6т.н. К2 G7.

aS при aS > О и а. 2 = О, )

О в остальных случаях.

Этот сигнал, принимающий либо положительное значение а, либо значение О, поступает на регулятор 22, отрабатывающий пропорциональный (П) закон управления по следующей зависимости: где Т1 — постоянная времени фильтра регулятора 22;

К1 — коэффициент усиления регулятора

22;

t — время.

Поскольку значение А1 не может принимать отрицательных значений, то значение выходного сигнала регулятора 22 меняется только в положительной области. Поступая с логического блока 17 на исполнительный механизм 1.8, сигнал щ воздействует на него, заставляя изменять расход топлйва на установку по следующей зависимости: где GT., — максимальный расход топлива через исполнительный механизм 18 (устанавливается обслуживающим персоналом исходя из необходимого проходного сечения, обеспечивающего поддержание технологического процесса термообработки. кг/с;

Kz — коэффициент передачи механизма

18 по каналу сигнал а7 — расход топлива через исполнительный механизм.

Исходя из приведенной зависимости, исполнительный механизм 18 может либо уменьшать расход топлива, либо увеличивать в зависимости от величины положительного значения а7, но не может превышать установленного значения GT.H.

Одновременно сигналы az и е6 в блоке

17 (фиг, 2) поступают на компэратор 21, который вырабатывает сигнал

Сигнал ilz, принимающий либо положительное значение са, когда температура газа в газоходе превышает заданное максимально допустимое значение и температура газа в пылевой камере ниже минимально заданного значения (а = О), либо значение, равное О, когда не выполняются условия

tn.к min < tn к < tn к max ст tr > 1с спэх. поступает на пропорциональный (П) регулятор 23, вырабатывающий сигнал где Tz — постоянная времени регулятора 23;

Кз — коэффициент усиления регулятора

23.

10 Поступая с логического блока 17 на вход направляющего аппарата 5 дымососа, сигнал аэ преобразуется им, изменяя расход отходящих газов, а следовательно, и воздуха в топку 2 по зависимости

Оэ =. Оэ.н + К4 as где G>,н — минимальный расход газа через направляющий аппарат 5 (устанавливается

20 обслуживающим персоналом исходя из необходимого проходного сечения, обеспечивающего поддержание технологического и роцесса термос 6 работки), к г/с;

К4 — коэффициент передачи аппарата 5

25 по каналу сигнал ав — расход отходящих газов через направляющий аппарат.

Отсюда следует, что аппарат 5 может либо увеличивать расход подаваемого в установку воздуха, а следовательно, и расход

30 газа по установке, либо уменьшать этот расход в зависимости от величины положительного значения ав, но расход при этом не может быть меньше установленного значения G,,н.

35 В случае, например, увеличения(уменьшения) расхода подаваемого в топку 2 установки топлива, вызванного увеличением (уменьшением) давления в линии подачи топлива, уменьшается (увеличивается) тем40 пература газа в пылевой камере и температура газа в газоходе. увеличивается (уменьшается) величина сигналов tn.к и tr c датчиков 6 и 7, температура tn. в пылевой камере превысила (не превысила) заданно45 го минимально допустимого значения, сигнал а2 с блока 14 положителен (равен нулю), а температура газа в газоходе превысила (не превысила) заданное задатчиком 13 максимально допустимое значение, что сбответствует появлению положительного значения (значения равного нулю) сигнала а6. При этом сигнал с блОка 15 а4 = О, что указывает на отсутствие превышения температурой газа в пылевой камере заданного задатчиком 12 максимально допустимого значения, Логический блок 17, воспринимая выработанные сигналы, осуществляет воздействие на механизм 18, уменьшая расход топлива, если температура газа в пылевой камере

1753227 выще минимально заданного значения (а =а ) и температура в гаэоходе выше максимально заданного значения (а =- 5), Уменьшение величины расхода топлива относительно установленного значения 6, „ осуществляется пропорционально величине сигнала й2 = лл регулятором 22 блока 17, вырабатывающим сигнал ат до тех пор, пока температура газа не снизится до заданного минимально допустимого значения в пылевой камере либо до заданного максимально допустимого значения в газоходе, При этом в момент времени, когда температура газа в газоходе снижается, приближаясь к заданному максимально допустимому значению (а положительно и уменьшается), управляющая величина ат с блока 17 заставляет исполнительный механизм 18 увеличивать расход топлива относительно предыдущего значения, но не более 6т,н, В случае превышения температурой газа в пылевой камере заданного максимально допустимого значения (а4 = 1) на сигнализатор 19 поступает. релейный сигнал, равный 1, соответствующий, например, напряжение 10Â, включающий звуковую сигнализацию, При отсутствии прев шэния температурой газа в пылевой ка.„ере этого заданного максимально допустимого значения сигнал с блока 15 а4--- 0 и сигнализатор 19 не фиксирует наличие аварийной ситуации.

Если температура газа в пылевой камере будет оставаться ниже заданного минимально допустимого значения (az = О) и температура в газоходе также будет ниже заданного максимально допустимого значения (as = О), то логический блок не воздействует на расход топлива, оставляя максимально допустимое проходное сечение исполнительного механизма 18.

Если температура газа в пылевой камере примет значение ниже заданного минимально допустимого значения (а = О), а температура в газоходе будет выше заданного максимально допустимого значения (Q6 положительно и равно а5), что указывает на процесс догорения топлива в гаэохо ;е 4 установки, логический блок 17 вырабатывает управляющий сигнал as, направленный на увеличение расхода воздуха через установку и воздействующий на увеличение степени открытия направляющего аппарата 5 до тех пор, пока температура газа в пылевой камере не поднимается выше заданного максимально допустимого значения (а по5 ложительно) либо температура газа в гаэоходе не снизится ниже установленного эадатчиком 13 допустимого значения (а6 =

=- О). При этом в момент, когда температура газа в газоходе снижается, приближаясь к

10 заданному максимально допустимому значению(ав= as) и значениюа5уменьшается), управляющая величина аз с блока 17заставляет направляющий аппарат 5 дымососа уменьшать его степень открытия, что приво15 дит к снижению расхода воздуха в установку. Но расход газа через установку не может быть снижен ниже значения G>,H, определяемого установленным ограничением на степень закрытия направляющего аппарата, 20 Таким образом, устройство регулирования, реализующее предлагаемый способ, предотвращает аварийные ситуации, связанные - превышением температуры газа по тракту установки, позволяет предствра25 щать перерасход топлива, добиваясь его / сжигания в топке установки и тем самым обеспечивая поддержание температуры газа на максимальном значении по всему тракту барабанного агрегата, 30 Формула изобретения

Способ регулирования термической обработки материала в барабанном агрегате, включающий измерение температуры в пылевой камере барабанного агрегата, изме35 нение расходов топлива и отходящих газов, отличающийся тем,что,сцелью повышения качества регулирования, измеряют температуру отходящих газов в газоходе на выходе агрегата, изменение расхода

40 топлива в сторону уменьшения ведут при превышении температуры отходящих газов в газоходе на выходе агрегата заданного максимального значения и при заданных значениях температуры в пылевой камере, 45 а изменение расхода отходящих газов в сторону увеличения осуществляют при, превышении температуры отходящих газов в газоходе на выходе агрегата заданного максимального значения и при температуре в

50 пылевой камере ниже минимального заданного значения, 1753227

О т с О.ъ: й;! а г 3 3; !

cr Баха/5 иа нопрт8а дюжий олэр< r 5 на nex varr

Составитель В,Вознесенский

Редактор О.Юрковецкая Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Петрова

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

Заказ 2756 Тираж Подпи:ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГКНТ СССР

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