Способ автоматического управления колосниковым холодильником и устройство для его осуществления

 

ttii 962741

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 01. 81 {21) 3237946/22-02 с присоединением заявки,%(5l)N. Кл.

Р 27 0 19/00

Веудерстмнныб кемнтет

СССР (23) Приоритет (53) УД3(666. 3. . 0.41-9(088. 8) ло делам нзебретених н открытий

Опубликовано 30.09.82. Бюллетень,рй 36

Дата опубликования описания 30. 09. 82 д. Г. Бородай, д. К. Ерошкии, д. д. Опришко(С. к.-йашшоаа, Г. А.- Журавель и В. А. Мартынова р ! g;, Грозненское научно-производственное объединение

"Прома втоматика"

{72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОЛОСНИКОВЫМ ХОЛОДИЛЬНИКОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к управлению колосниковыми холодильниками и может найти применение в промышленности строительных материалов, в химической промышленности в цветной ме5 таллургии и других отраслях, Известен способ управления колосниковыми холодильниками, заключающийся в регулировании расхода воздуха общего дутья в подрешеточное прост- to ранство холодильника воздействием на число оборотов вентилятора, разрежения в "горячей" головке воздействием на расход аспирационного воздуха, перепада давления под решеткой холодильника воздействием на число оборотов двигателя решетки холодильника (1).

Недостатком этого способа является низкое качество управления, так как он предусматривает регулирование охлаждения.клинкера по перепаду давления под решеткой холодильника, которыя неоднозначно характеризует количество и гранулометрический состав клинкера, а в большей степени зависит от расхода воздуха общего дутья.

Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического управления колосниковым холодиЛьником,предусматривающий подачу воздуха общего дутья в подрешеточное пространство холодильника и измерение давления воздуха по камерам холодильника— и регулирование распределения потока воздуха в холодильнике путем перестановки шибера в холодной камере в со-. ответствии с величиной перепада дав" ления между камерами 2).

Недостатком способа является то, что управление подачей воздуха в камеры холодильника осуществляется без учета его перетока в соседние каме" ры, т.е. количество воздуха, подава" емое в камеру, равно количеству воз духа, проходящему через решетку холо .3 9627ч дильника над этой камерой. Теоретически распределение воздуха по ка-. мерам холодильника, предусмотренное

его конструкцией, должно было бы обеспечить его удовлетворительную работу. Однако известно, что перетоки воздуха между камерами через имеющиеся технологические и другие неплотности составляют 20-303 для холодильников, находящихся в хорошем тех- 10 ническом состоянии, и могут увеличиваться до 40-50 в процессе их эксплуатации.

При этом воздушный поток (измеряемый и регулируемый), направленный 15 например в первую камеру, не обеспечивает ожидаемого охлаждения клинкера, находящегося на колосниковой решетке первой камеры, поскольку часть воздуха перетечет во вторую камеру 2О холодильника. Поскольку давление в воздухе в первой камере поддерживается наибольшим и понижается от камеры к камере, то охлаждающий воздух будет перетекать из предыдущих камер 25 в последующие.

Кроме того способ автоматического управления не учитывает неравномерность слоя охлаждаемого материала va 5О решетке холодильника. Все сникает эффективность работы холодильника.

Цель изобретения — повышение производительности холодильника за счет компенсации перетоков воздуха между

35 камерами внутри холодильника из-за неплотностей перегородок и неравномерности слоя материала на решетке холодильника.

Поставленйая цель. достигается тем, 40 что согласно способу автоматического управления колосниковым холодильником, включающем стабилизацию расхода воздуха общего дутья и измерение давления воздуха в камерах, для каждой камеры, кроме первой, задают отношение величины давления в этой камере к величине давления в предыдущей камере, задержанной на время транспортного запаздывания клинкера, и регулируют подачу воздуха в эти камеры таким образом, чтобы это отношение оставалось постоянным.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что стабилизируют количество воздуха, проходящего через решетку холодильника над камерой, а не количество воздуха, по1 4 даваемого в камеру, как это делается в известных способах.

Известно, что расход газа (воздуха) через элемент, оказывающий .сопротивление его прохождению (в нашем случае таким элементом является решетка холодильника со слоем клинкера на ней) выражается уравнением

hP =Cq 2. где ЬР - перепад давления на решетке;

q - расход воздуха, через единичную площадь;

С - коэффициент пропорциональности.

Величина С определяется в основном конструктивными параметрами решетки и газовой проницаемостью слоя . клинкера, которая в свою очередь определяется его толщиной, гранулометрией, температурой и др.

Если параметры решетки изменяются во времени (от ремонта до ремонта) медленно и автоматически учитываются любой системой регулирования, то параметрьг слоя клинкера на решетке не остаются постоянными и могут существенно разниться даже для соседних камер. Это вызвано тем, что клинкер выходит из печи неравномерно, и rpa" нулометрия не остается постоянной. В . рузельтате возможно волнообразное распределение толщины слоя клинкера на решетке. Образующиеся "волны" или другие неоднородности слоя клинкера, продвигаясь к выходу холодильника, последовательно проходят над всеми камерами, вызывая нежелательное перераспределение воздуха по камерам через имеющиеся неплотности.

Это вызывает необходимость учета динамики движения клинкера по решетке холодильника при управлении воз". душными потоками и предусматривается в предлагаемом способе.

Для простоты рассмотрим первые две камеры. Согласно (1) расходы воздуха через решетки холодильника, соответственно, будут равны

/Р -Р . / Pa- Р е

° Ф где P, P - давления в первой и вто1 рой камерах, соответственно;

С1, С " коэффициенты пропорциональности;

3 5 962

P — давление воздуха над решеткой холодильника °

Если система управления учитывает динамику прохождения клинкера по холодильнику, то величины С„ и С, используемые в вычислениях управляющих воздействий, будут изменяться синхронно, а их отношение можно принять постояняым.

Давление P над решетками холодильника, как правило, на 2-3 мм водяного столба меньше атмосферного, а давление Р. и Р на 100-200 мм водяного столба больше атмосферного. Поэтому, не внося погрешность бо-15 лее 23, можно принять

ЛР P.- Р =Р1 (2) где P- - избыточное (относительно атмосферного) давление в i-й камере.

На основании уравнений (1) и (2), учитывая динамику прохождения клинкера над камерами, получаем 25

Суммарный расход воздуха через решетку над камерой определится, исходя из ее площади

G =Sg (4)

G = S g ; 3S где С, G - расходы воздуха через решетку над 1 и П камерами, соответственно.

Из (3) и (4) получаем

5 5 р.-с1 рис ®

Р с

Из (5) следует, что для стабилизации отношений потоков воздуха через решетки в двух камерах необходимо и

45 достаточно стабилизировать отношение давлений в этих камерах с учетом динамики прохождения клинкера по этим решеткам, т.е.

>9

Р, = К-Р (с-с), (6)

ЪЯ где Р— давление, которое необходимо поддерживать во второй камере;

P„(ea)- давление в первой камере, задержанное на время .транспортного запаздывания клинкера от первой до второй камеры;

741

К вЂ” коэффициент пропорциональ-- ности численно равный (из 5): а (7)

9„„5g С„

Как указывалось выше закономерf ность изменения величин С и С носит сложный характер, но их отношение С /С можно принять постоянным, что обеспечивает практическую, реализацию способа.

В предлагаемом способе давление в первой камере не регулируется. Оно определяется расходом воздуха, поступэющим в камеру, газопроницаемостью, решетки и слоя клйнкера на ней, величиной перетока воздуха во вторую камеру °

Давление в каждой последующей камере синхронизируется во времени о давлением в предыдущей камере с учетом транспортного запаздывания клинкера и заданного для этих камер коэффициента пропорциональности который численно определяется по уравнению (7) или по фактическому отношению давлений в камерах в момент .наилучшей работы холодильника.

Для реализации способа автоматического управления колосниковым холодильником предложено устройство, которое содержит контур стабилизации расхода воздуха общего дутья и датчи ки давления воздуха в камерах холодильника, шиберы на потоках воздуха в камеры.

Поставленная цель достигается так же тем, что устройство автоматического управления колосниковым холодильником, например трехкамерным, содержащее датчики давления в камерах, ши.беры на воздуховодах в камеры холодильника и контур стабилизации расхода воздуха общего дутья, снабжено двумя регуляторами, двумя блоками запаздывания и двумя задатчиками, при этом датчик давления в первой камере через первый блок запаздывания во второй камере непосредственно связаны=а первым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде во вторую камеру и первым задатчиком,а датчик давления во второй камере через второй блок запаздывания и датчик давления в третьей камере непосредственно связа- ны со вторым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде в третью камеру и со вторым задатчиком.,9,627

На.чертеже представлена блок-схема устройства автоматического управления трехкамерным колосниковым холодильником.

Устройство включает датчики 1- 3 з давления в соответствующих камерах, блоки 4 и 5 запаздывания, связанные соответственно с датчиками 1 и 2 давления, регулятор 6 давления, входы которого соединены с датчиком 2 да- 10 вления и блоком 4 запаздывания и задатчиком 7, а выход связан с шибером 8, установленным на воздуховоде во вторую камеру, регулятор 9 давления, входы которого соединены с дат 15 чйком 3 давления и блоком 5 запаздывания и задатчиком 10, а выход связан с шибером 11, установленным на воздуховоде в третью камеру холодильнИка. Контур стабилизации расхода 90 воздуха общего дутья состоит из датчика 12 расхода с регулятором 13, соединенным с шибером 14. Устройство работает следующим образом. 25

Предположим, .что в начальный момент времени управления клинкер рав.номерно распределен на решетке холодильника и имеет однородный гранулометрический состав,а воздух распре- 30 делен по решетке, как предусмотрено конструкцией холодильника: 1 камера603. ll камера - 303, N камера - 104 от общего расхода воздуха. При появлении над первой камерой более плотного слоя клинкера давление в 1 камере и в воздуховоде увеличится, „увеличится поступление воздуха во вторую камеру по воздуховоду и за счет увеличившихся перетоков. В результа". 40 те синхронно с давлением в первой камере увеличится и давление во П камере. При этом должен был бы уменьшиться расход воздуха через решетку первой камеры и увеличиться через 4$ решетки последующих камер, как следствие - ухудшиться охлаждение клинкера,и снизится температура воздуха, поступающего s печь (относительно начального времени),т.е, снизит- у0 ся эффективность работы холодильника.

При управлении холодильником этого не произойдет. Поскольку давление, измеряемое датчиком в 1 камере, поступающее в регулятор 6, задерживается в блоке 4 йа время, транспортного запаздывания, а давле41 8, ние, измеряемое датчиком во П камере, подается на вход регулятора 6 непосредственно, то последний будет вырабатывать сигнал на закрытие шибера 8 с соответствующим для П камеры коэффициентом пропорциональности, задаваемым задатчиком 7, что уменьшит поступление воздуха во fl камеру по воздуховоду, компенсируя уве". личивающийся переток из 1 камеры.

При этом давление воздуха и его расход через решетку П камеры останутся прежними.

При продвижении плотного слоя клинкера до второй камеры, спустя время запаздывания, прежнее давление во П камере уже не будет соответствовать заданному распределейию потоков воздуха и регулятор 6 вырабатывает сигнал на открытие шибера 8, увеличивая поступление воздуха во П камеру, если давление в камере сам,о по себе не достигнет нужной величины.

Регулятор 9 работает аналогично, т.е. измеренное давление во П камере датчиком 2 задерживается в блоке 5 запаздывания на время про" хождения клинкера от П камеры до

Я и давление, измеренное датчиком 3, поступает в регулятор давления 9 непосредственно. Регулятор

9 вырабатывает сигнал на закрытие шибера с соответствующим коэффициентом пропорциональности, задаваемым задатчиком 10, и уменьшение поступления воздуха ь Ш камеру по воздуховоду, компенсируя увеличивающийся переток воздуха из ll камеры в Ul.

Использование предлагаемого способа и устройства для автоматического управления колосниковым холо --. дильником, например, в производстве цемента, позволит сократить удельный расход воздуха и электроэнергии за счет более рационального распределения потока воздуха по камерам холодильника, повысить срок службы и надежность холодильника, транспортеров клинкера в силоса и тран« спортеров клинкера в мельницы из-за более эффективного охлаждения клинкера, сократить удельный расход топли" ва, т.к. лучшее охлаждение клинкера позволит повысить температуру воздуха, подаваемого в печь.

Формула изобретения

1. Способ автоматического управления колосниковым холодильником;

96 включающий стабилизацию расхода воздуха общего дутья и измерение давления воздуха в камерах, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения производительности холодиль.ника за счет компенсации перетоков воздуха между камерами внутри холодильника из-за неплотностей перегородок и нер вномерности слоя материала на решетке холодильника, для каждой камеры, кроме первой, задают: отношение величины давления воздуха в этой камере к величине давления воздуха в предыдущей камере, задержанной на время транспортного запаздывания материала для этой камеры, и регулируют подачу воздуха в камеры таким образом, чтобы это отношение оставалось постоянным.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее датчики давления воздуха в камерах, щиберы на воздуховодах в камеры и контур стабилизации расхода воздуха общего дутья, отличающееся тем, что, с целью повышения производите2741 10 льности, оно снабжено двумя регуля-. торами, двумя блоками запаздывания и двумя задатчиками, при этом датчик давления в первой камере через neps . .вый блок запаздывания и датчик давления во второй камере непосредственно связаны с первым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде во вторую камеру и с первым за10 датчиком, а датчик давления во второй камере через второй блок запаздывания и датчик давления в трвть" ей. камере непосредственно связаны со вторым регулятором, который соедиИ нен с шибером на воздуховоде в третью камеру и со вторым задатчиком.

ИстОчники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ицелев Р, И., Кацман А. Д. и

20 др. Автоматизированное управление обжигом при производстве цемента.

Л., Стройиздат, 1978, с. 140- 150.

2. Смехов И. M. и Гонебник Н. 8.

Комплексная механизация и автомати2$ зация на Себряковском цеметном заводе. И, Стройиздат, 1971, с.67-68.

ВНИИПИ Заказ 7489/59 Тираж 645 Подписное

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