Способ автоматического регулирования процесса обжига сырьевой смеси во вращающейся печи

 

Союз Советскнк

Соцнвпкстнчвскнк рес убпик

ОП ИСАМИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ и>887910 (8l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 20.09.79 (21) 2819228/29-33 с присоединением заявки М— (23) Приоритето†(51)М. Кд.

F 27 0 19/00

Гвеуааратееавй квинтет

CCCP вв дйлаи «забретеввв и вткрыткв

Опубликовано 07.12.81. Бюллетень М45

Дата опубликования описания 07.12.81 (53) УДК 66.041. .9 (088.8) А. П. Ищенко, М. Б. Прнзанд, 10. К. Тодорцев, В. П. Ищенко, (72) Авторы

6 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА

СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ

Изобретение относится к области автоматического регулирования процессов тепловой обработки сыпучих технологических материалов, в частности к автоматизации процесса обжига различных сырьевых смесей, например апатита, клинкера, керамзита, во вращающихся печах, и может быть использовано в химической, металлургической и цементной промъппленн ости.

Известен способ автоматического регулирования, основанный на изменении подачи топ- 1В лина по температуре материала в печи и количеству выделяющейся IlblJIH в пылеулавлевающем устройстве (1).

Однако этот способ автоматического регулирования основан на использовании сигналов, И связанных с качественными характеристиками готового продукта эмпирическими зависимостями, и не учитывают некоторых влияний на изменения тештового режима вращающейся печи на качество готового продукта.

Известен другой способ автоматического регулирования процесса обжига сырьевой смеси во вращающейся печи, включающий иэмерение подачи газа-топлива и изменение расхода газа-топлива, измерения подачи сырьевой смеси и изменение расхода сырьевой смеси, стабилизацию давления газа-топлива и стабилизацию разрежения на холодном конце печи Р1. Устройство, реализующее этот способ, имеет контур автоматической стабилизации расхода сырьевой смеси, контур стабилизации разрежения в холодном конце печи по температуре уходящих газов и содержанию кислорода в уходящих газах, контур стабилизации давления газа-топлива, подводимого к, форсунке..Основным контуром регулирования является подача топлива по величине температуры в зоне кальцинирования от термоэлект. рического термометра, установленного в самоочищающемся кармане, по величине температуры в зоне спекания от радиационного пирометра, по содержанию кислорода в уходящих газах и по расходу топлива.

В этой схеме автоматического регулирования основными измерительными преобразователями являются термоэлектрический термометр, установленный в самоочищающемся

887910 где 6в—

Qí— .Р

1о

Мармане и радиационный пирометр. Как показывает опыт эксплуатации этих приборов на. вращающихся печах, их показания часто не являются однозначно связанными с температурой материала, так как на чехол термоэлектрического термометра иногда налипает слой материала, образуя дополнительный теплоизоляционный кожух, а на радиационный пирометр, установленный в горячей головке печи, большое влияние оказывает запыленность факела и агрессивность (при производстве минеральных удобрений) окружающей среды, кроме того, регулирующее воздействие в этой схеме направлено на изменение расхода топлива, что приводит к изменению теплового режима всего агрегата.

Цель изобретения — повышение качества регулирования процесса обжига.

Это достигается тем, что в способе автоматического регулирования процесса обжига сырьевой смеси во вращающейся печи, включающем измерение подачи газа. топлива и изменение расхода газа-топлива, измерение подачи сырьевой смеси и изменение расхода сырьевой смеси, стабилизацию давления газатоплива и стабилизацию разрежения на холодном конце печи, дополнительно измеряют температуру уходящих газов, содержание кислорода в уходящих газах, плотность теплового потока и вычисляют на основе уравнения теплового баланса по измеренным расходам газа и сЫрьевой смеси, температуре уходящих газов и плотности теплового потока требуемую величину расхода сырьевой смеси, причем изменение расхода сырьевой смеси осуществляют по отклонению требуемой величины расхода сырьевой смеси от его текущего значения, а йзменение расхода газа-топлива осуществляют в зависимости от расхода газатоплива с учетом измеренных разрежения в . холодном конце печи и содержания кислорода в уходящих газах.

Сущность способа заключается в том, что изменение подачи сырьевой смеси осуществляют по результатам сравнения текущего значения расхода сырьевой смеси с требуемой величиной расхода сырья, полученной из расчета упрощенного теплового баланса печи: расход газа-топлива; рабочая теплота сгорания газа-топлива; расход сырьевой смеси; требуемая конечная энтальния гото-. вого продукта; начальная энтальпия сырьевой смеси;

q„— плотность тепловых потерь корпусом печи в окружающую среду;

Є— площадь наружной поверхности корпуса печи; йа — температура уходящих газов;

С вЂ” теплоемкость уходящих газов; а — коэффициент избытка воздуха;

L — теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания

1 м газа-топлива. з

На чертеже дана схема осуществления предлагаемого способа..

Во вращающуюся печь 1 подают газовоздушную 2 и сырьевую 3 смеси, а выходят из нее газы 4. Давление газа-топлива перед регулирующим органом 5 стабилизируется при помощи регулятора прямого действия, включающего в себя измерительный преобразователь 6 давления газа, регулирующий блок 7 с исполнительным механизмом и регулирующий орган 8. Разрежение в холодном конце печи поддерживается на уровне заданного при помощи регулятора 9, получающего сигнал от измерительного преобразователя 10 разрежения и воздействующего на направляющие аппараты дымососа 11. Тепловая нагрузка печи поддерживается на уровне максимально заданной регулятором 12, на который поступает основной сигнал от измерительного преобразователя 13 расхода газа и корректирующие сигналы от измерительных преобразователей 14 и 10 соответственно содержания кислорода в уходящих газах и разрежения в холодном конце печи. Расход 15 сырьевой смеси поддерживается в соответствии с тепловым балансом печи при помощи регулятора 16. На вход его поступают сигналы от измерительного преобразователя 13 расхода газа, умноженного на постоянный коэффициент 17, равный 0И, от измерительного преобразователя 18 температуры уходящих газов ta, умноженного в блоке 19 на величине 13 расхода газообразного топлива 6в и на постоянный коэффициент Са(1 + а -о) от измерительного преобразователя 15 расхода сырьевой смеси бщ, от функционального блока 20, выполняющего. операцию определения среднего теплового потока как произведение полусуммы сигналов от преобразователей 21 и 22 плотности теплового потока на . постоянный коэффициент Рп, равный площади наружной поверхности печи. Регулятор 16 воздействует на регулирующий орган 23 подачи сырьевой смеси.

Йспользование способа автоматического peryS$ лирования процесса обжига сырьевой смеси по вращающейся печи обеспечивает, по сравнению с существующими способами,- следующие преимущества:

Составитель В. Алекперов

Техред И Нипц КорректоР С.щомак

Редактор И. Марголис

Заказ 10708/8 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3К вЂ” 35, РауШская наб., д. 4/5

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

S 8879 — стабильность тепловой нагрузки печи, что приводит к удлинению срока службы футеровки; — возможность вести процесс при максимальной производительности по готовому про- ч дукту при заданной тепловой нагрузке; — отсутствие измерительных преобразователей, непосредственно контактирующих с раскаленным материалом, продлевает срок службы контрольно-измерительной айпаратуры. 19

Предполагаемый технико-экономический эффект от внедрения заявляемого способа регулирования составит 70 тыс. руб. в год на одной вращающейся печи производительностью

10 т/ч за счет экономии топлива и продления И футеровочной кампании.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования йроцесса обжига сырьевой смеси во вращающей- ся печи, включающий измерение подачи гаэатоплива и изменение расхода газа-топлива, измерение подачи сырьевой смеси и изменение. расхода сырьевой смеси, стабилизацию давления газа-топлива и стабилизацию раэреже10 4 ния на холодном конце печи, о т л и ч а ющ н и сятем,,что,,с целью повышения качества регулирования, дополнительно измеряют температуру уходящих газов, содержание кислорода в уходящих газах, плотность теплового потока и вычисляют на основе уравления теплового баланса по измеренным расходам газа и сырьевой смеси, температуре уходящих газов и плотности теплового потока требуемую величину расхода сырьевой смеси, причем изменение расхода сырьевой смеси осуществляют по отклонению требуе- мой велйчины расхода сырьевой смеси от его текущего значения, а изменение расхода газатоплива осуществляют в зависимости от расхода газа-топлива с учетом измеренных разрежения в холодном конце печи и содержания кислорода в уходящих гвэах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 456128, кл. F 27 D 19/00, 1973.

2. Аксельрод 3. Л. и др. Механизация и автоматизация производства цемента. М., Стройиздат, 1968, с. 175 (прототип).