Способ автоматического управления процессом термоподготовки керамзитового сырца и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК F26B25/22 

2. Устройство автоматического управления процессом термоподготовки керамзитового сырца, преимущественно в запечных слоевых подготовителях, содержащее датчики влажности и температуры сырца, регулятор температуры и исполнительный механизм подачи теплоносителя в подготовитель, о тл и чающееся тем, что, с целью повышения экономичности путем поддержания максимальной температуры сырца, оно снабжено двумя датчиками содержания окислов углерода во входящем и выходящем потоках теплоносителя, элементом сравнения, датчиком и задахчиком прочности сырца, а также двумя нуль-органами.с задатчиками, элементами И, ИЛИ, шаговым опробывателем, причем датчик И задатчик прочности сырца подключены на вход первого нуль-органа, соединенного с первым входом элемента И, на второй вход которого подключен датчик влажности, датчики содержания окислов углерода в потоках теплоносителя соединены с элементом сравнения, выход которого и задатчик содержания окислов углерода подключены к второму нуль-органу, а выходы нульоргана и элемента И соединены с элементом ИЛИ , подключенным через шаговый опробыватель к регулятору температуры.

Изобр1етение относится к производству строительных материалов, а именно к системам управления процессом сушки и термоподготовки керамзитового сырца, преимущественно в запечных слоевых подготовителях.

Известен способ автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов, в котором регулирование теплового режима сушки осуществляется изменением подачи теплоносителя в зависимости от температуры и влажности выходного материала 1,

Известно также устройство для его осуществления, которое содержит датчики температуры и влажности, соединенные через регулятор с исполнительным механизмом подачи теплоносителя 1 .

Недостатком известных способа и устройства применительно к управлению процессом сушки и термоподгЬтовки сырцовБК гранул (сырца) в производстве керамзита является то, что не обеспечивается максимально возможная для данной технологической ситуации температура термоподготовки и тем самым неоправдано повышается расход топлива на обжиг керамэита.

В обжиговых агрегатах, совмещающих барабанную или кольцевую карусельную печь и Запечный слоевой подготовитель, термообработка сырцовых гранул (сырца) осуществляется в подготовителе путем отбора части отходящих после печи дымовых газов. Для повышения тепловой эффективности агрегата температуру термоподготовки сырца следует принимать максимальной, в то же время с технологической точки зрения скорость нагрева сырца при постоянстве загрузки сырца в печь, определяемая конечной температурой термоподготовки, не должна превышать некоторой предельной, при которой в гранулах усадочные трещины, ухудшающие качество

керамзита; Кроме того, температура термоподготовки не должна превышать значения, при котором начинается отрицательно влияющее на керамзитообразование окисление (выгорание)

0 органических включений. Максимально допустимая с учетом этих условий температура термоподготовки зависит от физико-химических свойств сырья и структурно-механических свойств

5 глиномассы сырд-а и его грансостава, изменяющихся в процессе эксплуатации.

Таким образом, реализовав поисковую систему управления, подцержавщую максимально возможную для данной технологической ситуации температуру термоподготовки, можно снизить расход тепла на обжиг керамзита и тем самым повысить тепловую эффективность печного агрегата. Момент начала трещинообразования может быть зафиксирован снижением прочности сырца при сдавливании, а начало окисления органических примесей - повышением содержания окислов углерода в отходящем после слоевого подготовителя потоке теплоносителя. Целью изобретения является повышение экономичности путем поддержа-г ния максимальной температуры сырца.

5 Поставленная.цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом термо-г подготовки керамзитового сырца, преимущественно в запечных слоевьсс под0 готовителях, путем изменения расхода теплоносителя по измеренной температуре сырца на выходе и измерения влажности последнего, дополнительно измеряют прочность сырца и определяют ее отклонение от заданного значения, измеряют содержание окислов углерода во входящем и выходящем потоках теплоносителя, вычисляют их разность и ее отклонение от заданного значения, производят поиск максимальной температуры сырца, ограничивая ее значение вычисленным отклонением разности содержания окислов углерода, а при достижении влажностью заданного значения - и по отклонению прочности сыр.ца от заданного значения.

Устройство для осуществления способа, содержащее датчики влажности и температуры сырца, регулятор температуры и исполнитеный механизм подачи теплоносителя и подготовитель, дополнительно снабжено двумя датчиками содержания окислов углерода во входящем и выходящем потоках теплоносителя, элементом сравнения, датчиком и задатчиком прочности сырца, а также двумя нуль-органами с задатчиками, элементами И, ИЛИ, шаговым опробывателем, причем датчик и задатчик прочности сырца подключены на вход первого нуль-органа, соединенного с первь1м входом элемента И, на второй вход которого подключен датчик влажности, датчики содержания окислов углерода в потоках теплоносителя соединены с элементом сравнения, выход которого и задатчик содержания окислов углерода подключены к второму нуль-органу, а выходы нульоргана и элемента И соединены с элементом ИЛИ, подключенным через шаговый опробыватель к регулятору температуры.

На чертеже представлена блок-схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ управления.

Устройство содержит слоевой подготовитель 1, датчик 2 прочности сырца, задатчик 3 прочности, первый нуль-орган4, элемент И 5, датчик б влажности сырца, датчики 7 и 8 содержания окислов углерода в выходящем и входящем потоках теплоносителя, элемент 9 сравнения, второй нульорган 10, задатчик 11 максимального содержания окиси углерода, элемент ИЛИ 12, блок 13 шагового опробывателя, термодатчик 14, например термопару, регулятор 15 температуры, исполнительный механизм 16 на магистрали теплоносителя.

Способ управления термоподготовкой сырца происходит следующим образом.

На выходе слоевого подготовителя 1 датчиком 2 измеряется прочность сырца, преимущественно его наиболее представительных фракций, например по усилию сдавливания пробы сырца в измерительном цилиндре.

Определенное экспериментально тре- буемое минимальное значение прочности сырца посредством задатчика 3 вводится в первый нуль-орган 4, где сравнивается с текущим значением прочности. Если отклонение прочности от заданного значения превысит допустимый предел, определяемый зоной нечувствительности нуль-органа 4, последний вьщает сигнал на элемент И 5,

10 на второй вход которого подключен датчик 6 влажности сырца, вьщагаций сигнал только в том случае, когда влажность сырца достигнет нулевого значе шя. Сигнал на выходе элемента И появляется лишь при наличии сигна5лов на обоих входах, чем исключается возможность ложной подачи сигнала ограничения при недостаточной термообработке сырца,, когда его влажность еще высока, а прочность из-за плас0тичности глинистой массы сырца может быть меньше заданной.

Датчиками 7 и 8, представляющими собой автоматические газоанализаторы, измеряется содержание окиси уг5лерода в выходящем и входящем потоках теплоносителя, а в элементе 9 сравнения вычисляется разность сигналов этих датчиков. Дифференциальная схема включения датчиков 7 и 8

0 позволяет избежать ложной подачи сигнала ограничения при колебаниях содержания окиси углерода во входящем и соответственно в выходящем потоке теплоносителя при изменении

5 условий сжигания топлива в керамзитообжиговой печи. Для снижения влияния подсосов атмосферного воздуха содержание окиси углерода целесообразно измерять в выходящем после ниж0ней решетки слоевого подготовителя (второй,последней ступени термообработки) потоке теплоносителя.

Разность сигналов датчиков 7 и 8 подается на вход второго нуль-органа 10, где сопоставляется с с-игна5лом задатчика 11 максимального содержания окиси углерода. При отклонении содержания окиси углерода от заданного значения сверх допустимого предела, определяемого зоной нечувстви0тельности второго нуль-органа 10, последний выдает сигнал на элемент ИДИ 12, на второй вход которого подключен элемент И 5.

Таким образом, на выходе элемен5та ИЛИ формируется сигнал ограничения при выходе прочности сырца либо содержания окиси углерода за допустимые границы, подающийся на вход блока шагового опробывателя 13. При

0 отсутствии сигнала ограничения на входе шагового опробывателя 13 последний дискретно изменяет задание регулятору 15 в направлении Больше, через интервалы времени, зада5 ваемые, например, входящим в него генератором импульсов. Температура сыр ца повышается до допустимого значения, после чего шаговым опробывателем 13 формируется команда Меньше, и температура сырца уменьшается до требуемой величины и стабилизируется контуром регулирования. Работа системы управления циклически повторяется. Величина интервалов времени, через которые вводится подстроенное воздействие, определяется динамикой изменения (скоростью дрейфа) физико-механических свойств полуфабриката, оцениваемой по внду экспериментально полученных по стандартной методике автокорреляционных функций данных параметров (гранулометрического состава, структурно-механических свойств глиномассы). Ориентировочно периодичность введения подстроенного воздействия на температуру-термоподготовки может быть принята в 3-6 ч. Величина шага подстроечного воздействия, приведенная к выходному параметру, может быть выбрана в пределах 20-4 . При применении данного способа и устройства термоподготовка оырца осуществляется при максимально допустимой по технологическим ограничениям температуре, что повышает энтальпию загружаемого в печь сырца и позволяет тем самым снизить теплопотребление на нагрев материала до температуры вспучивания, которое в керамзитообжиговых печах составляет до 20% теплоты сжигания топлива. Повы111ение средней температуры термоподготовки сырца на SO-TO C обеспечивает снижение удельного расхода топлива на 1-1,5%.