Способ управления процессом спекания во вращающейся печи Советский патент 1984 года по МПК F27D19/00 

измеренной в в случае превьшения расчетной величины над измеренной путем последовательного изменения величины разрежения определяют его значение, при котором расчетная величина уровня меньше измеренной, и изменяют

положение шибера перед дымососом пропорционально разности между найденным и текущим значениями разрежения, а расход сырьевой смеси изменяют в зависимости от изменений уровня пыли в бункере.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СПЕКАНИЯ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ, рабо;тающей по мокрому способу с возвратом технологической пыли из пылеулавливающих устройств в промежуточный бункер, а из него - в горячий конец печи, включающий измерение количества уносимой и потребляемой пыли и дебаланс ее оборота, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы печи, дебалансом пыли управляют путем изменения разрежения в пространстве печи и изменением загрузки сырья в печь, при этом измеряют расход, химический состав и плотность загружаемого в печь сырья, величину разрежения в пространстве печи и уровень пыпи в промежуточном бункере, периодически, с дискретностью, определяемой временем переходного процесса по каналу управления разрежением, определяют расчетныезначения количества уносимой и потребляемой пыли по выражениям Ст. Q Ъ -Ь Q +Ь Р+Ъ Q +Ь VH.n 010 2 3 ПОТ.-П где 01 -расчетное значение копот. п личества потребляемой пьши; Q: -расчетное значение коVH.n QC личества уносимой пыли; -расход загружаемого в печь сырья; р -разрежение в простран§ стве печи; -химический состав заX (Л гружаемого сырья; i -плотность загружаемого сьфья; -измеренное значение пот;п количества потребляемой пыли; ад,а,а,,а,,Ъ,Ъ,Ъ,Ъ - поKD Ю -стоянные коэффициенты уравнений , определяе00 00 мые статистическим методом, с помощью которых по выражению ..H.. где . Н - расчетное значение уровня пыли в бункере; Ср,С,С2,С,С4 - постоянные коэффициенты уравнения, определяемые статистическим методом, определяют расчетное значение пыли в бункере, сравнивают его величину с

1

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами и может быть использовано для управления процессом спекания в трубчатых вращающихся печах, работакяцих по мокрому способу с возвратом технологической пыли с горячего конца печи, например, при переработке алюмосиликатных смесей при производстве глинозема.

Известен способ, основанный на корректировке подачи топлива по количеству Пыли в отходящих газах D 3Недостатком этого способа является использование изменений количества вводимого топлива которое приводит к изменению температурного режима по всей печи. Причем, если подача топлива увеличивается, теьтература в зоне спекания растет, что приводит к получению качественного материала и увеличению количества потребляемой пыли, но одновременно ускоряется процесс сушки материала в холодном конце печи, сухой материал дробится , что увеличивает пьшевынос. А так как способ не предусматривает определение и использование в управлении дебалаиса по пыли, то проведейнай корректировка подачи топлива привести к накоплению пыли в бункере за счет превышения количества уносимой пыли над потребляемой, а следовательно, к дальнейшему снижению загрузки печи.

Известен способ управления, .основанный на стабилизации температуры зоны спекания путем изменения подачи топлива и регулирования тяги отходящих газов. Изменение тяги,при этомс. ограничивается предельным положением точки критической влажности обжигаемого материала Г23.

Однако, в данном способе отсутствует контроль пьшепотребления печи и баланса оборота технологической пыли, что при управлении неизбежно приводит к дебалансовым режимам Пылеоборота, при возникновении которьЬс нарушается стационарность теплового режима процесса, происходит нарушение равномерности пьшепотребления и снижается качество выходного продукта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом спекания во вращающейся печи, работающей по мокрому способу с возвратом технологической пыли из пылеулавливающих устройств в промежуточный бункер, а из него - в горячий конец печи, включающий измерение количества уносимой и потребляемой пыли и дебаланс ее оборота СЗ.

Недостатком известного способа является однонаправленная целесообразность изменения длины факела топливосжигающего устройства. Наибольший эффект достигается при укорачивании длины факела, что позволяет увеличить потребление пыли и уменьшить пылеунос. Кроме того, способ не предусматривает компенсацию убыли пыли при отрицательном дебалансе, что может привести к ее полному, отсутствию, а следовательно, перегреву зоны спекания или вынужденному ее охлаждению за счет снижения подачи топлива. Отсюда снижение загрузки печи и растройство режима спекания по всей печи. К недостаткам известного способа относятся также неточности управления за счет погрешности определения дебаланса по пыли, осуществляемого по косвенным оценкам, большие запаздьгоания при определении этого дебаланса, вызванные транспортным запаздыванием по тракту пьшеулавливания, и ее перекачки в промежуточный бункер. 3 Цель изобретения - повышение эффективности работы печи. Поставленная цель достигается те что согласно способу управления про цессом спекания во вращающейся печи (Работающей по мокрому способу с воз вратом технологической пыли из пылеулавливаюишх устройств в промежуточный бункер, а из него - в горячи конец печи, включающему измерение количества уносимой и потребляемой пыли и дебаланс ее оборота, дебала сом пыли управляют путем изменения разрежения в пространстве печи и изменением загрузки сырья в печь, при этом измеряют расход, химически состав и плотность загружаемого в печь сырья, величину разрежения в пространстве печи и уровень пыпи р промежуточном бункере, периодически с дискретностью, определяемой временем переходного процесса по каналу управления разрежением, определяют расчетные значения количества уноси мой и потребляемой пыпи по выраже9noT. . где Q -расчетное значение ко личества потребляемой пыли; -расчетное значение ко личества уносимой пыли;-расход загружаемого в печь сьфья; -разрежение в простран стве печи; -химический состав загружаемого сьфья; -плотность загружаемого сьфья; -измеренное значение количества потребляемой пьши; a0,a,a2,aj,b(,,,b , постоянные коэффициенты уравнении, определяемые статистическим методом, с помощью которых по выражению n o l®noT..r,. гдеИр - расчетное значение уровня пы ли в бункере; 81 Со,с,С2,с ,с - постоянные коэффициенты уравнения, определяемые статистическим методом, определяют расчетное значение пыли в бункере, сравнивают его величину с измеренной и в случае превышения расчетной величины над измереной путем последовательного изменения величины разрежения определяют его значение, при котором расчетная величи;на уровня меньше измеренной, и изменяют положение шибера перед дымососом пропорционально разности между найденным и текущим значениями разрежения, а расход сьфьевой смеси изменяют в зависимости от изменений уров пыли в бункере. Математическая модель периодически аддитивно адаптируется по измёренным значениям уровня пыпи в бункере, давлениям воздуха в пылевой форсунке и количеству включений пневмокамерных насосов в единицу времени. Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность печи за счет создания дебаланса по пьши с превьшением вдуваемой пыли над уносимой, получаемого путем выбора и поддержания оптимальных значений величины разрежения в печи и ее загрузки сьфьевой смесью. Зависимости косвенной оценки количества вдуваемой пыли по давлению воздуха в пьшевой форсунке и среднесменного количества уносимой пыли по времени между включениями (отключениями) пневмокамерньк насосов следукицие:V.. ун.п о 1пульгт 2 Ч в 4 Ч ,a;,.c2Q;«.SQ,c,.Di -расчетный часовой где О расход вдуваемой пыли;-расчетный уровень пыли в бункере; -расчетный часовой расход уносимой пыли; -часовой расход пульпы, вводимой в печь; отклонение величины разрежения от эмпирически определенно го среднего значени разрежения; м Si О, -.у о 1 модули, ХЭ рактеризующие химический состав пульпы Pg - давление воздуха в пыпевой форсунке; J- - плотность пульпы, вводимой в печь; CQ - нулевые члены уравнений, постоянные на период между адап тациями; с- - постоянные коэффициенты уравнений. Способ заключается в следующем. С выбранной периодичностью определяется уровенЁ пьши в промежуточном бункере Н с использованием расчетных расходов вдуваемой и уносимой «W,n ) и сравнивается с измеренным значением Н, ЕслиНЧН,(4) JTO уровень пыли в бункере понижается и для компенсации убыли пьши повышают загрузку печи сырьевой смесью из эмпирического, соотношения, например при изменении уровня на 1 м за 8 ч загрузку увеличивают на 1 . Если условие (4) не соблюдается, то в уравнения (1) и (2) подставляет ся новая величина йР, отличающаяся от действительной на величину 2N (мм вод. ст.), где .N t1; t 2; ± 3;.. ilp, и определяются новые значения .пи н до достижения неравенства по условию (4), после чего изменяют разрежения в печи на величину выбранного Ь1. Периодичность поиска оптимального значения величины разрежения выбИ рают исходя из времени переходного процесса по каналу управления разре жением в печи, например, 1 раз в 15 мин. С периодичностью, например, соот ветствующей частоте замеров уровня пыли в бункере, проводится аддитивная адаптация математической модели по прямь1м замерам Н и косвенным оценкам расходов уносимой и вдуваемой пьши. 6 Математическая модель аддитивной птации при этом следующая 0. «o( 1+1 1 Ou .п-Ч«.п) ) ..П ) а. 0.1+1 1 нулевые члены уравнений (1) - (3) до адаптации; нулевые члены урав Г-иГонений (1) - (3) после адаптации. Реализация способа осуществляется вращаннцейся печи с размерами 3,6 м при нормальной работе печи олебаниями используемых в управии параметров в следующих диапаах:Количество загруженной пульпы, мЗ/ч50-60 Плотность пульпы, кг/мЗ1,49-1,55 Химический состав. 1,93-2,05 0,87-1,20 Разрежение, мм вод.ст.- 110-150 Давление воздуха в пьтевой форсунке, мм вод.ст. .- 350-550 Среднесменное количество включений, пневмокамерного насоса26-32При этом выражения (1) - (3) исьзуются со следукицими числовыми чениями коэффициентов (значения евых членов начальные): QliH.n -34,,725(3 ,.,024лР+0,247Рв-0, «вА.п 201+2,745апульп + ,387лР+0,58Мс5-0,929 ) ,6+2,527 .217 Р 8а,,ц.п-15,бМс5. На чертеже представлена схема сисы, реализующей способ. Пыль, выносимую из печи 1 и уловную пьшеосадительными устройства2, с помощью пневмокамерных насо3 перекачивают в промежуточный кер 4, а из него форсункой 5 - в ь. Измеряют уровень пыли в бункедатчиком 6, давление воздуха в пыой форсунке датчиком 7, час.тоту 71 включения пневмокамерного насоса датчиком 8, разрежение в пространстве печи датчиком 9, расход датчиком 10, плотность датчиком 11, химический состав пульпы датчиком 12 и вводят измеренные данные в УВМ 13, управляющую через регулятор 14 положением ши- бера дымососа. При запуске системы по измеренным параметрам расчитьшают величины вд.п йу п и Н, после чего проводится адаптация по измеренным величинам п , и Н, и система считается готовой к работе. При неизменных значениях входных параметров система выбирает величину разрежения в печи, приближающую режим спекания по дебалансу пьши к оптимальному. При изменении какого-либо из входных параметров изменяется ситуация по дебалансу 818 пыли, ЧТ.О система фиксирует и до фактического изменения дебаланса вырабатывает команду на изменение разрежения, т.е. изменение теплового режима спекания. Затем выбор режима осуществляется, как описано. По периодическим замерам уровня пыли определяют его изменения, и в зависимости от конечного изменения уровня за 8 ч работы изменяют расход вводимой в печь пульпы. Более частые изменения загрузки печи не рациональны, так как требуют корректировки подачи топлива и др., т.е. перестройки всего режима спекания. ИcпoлJьзoвaниe предлагаемого способа позволит повысить производительность печи не менее чем на 1%, что на печи указанного типоразмера позволит получить экономический зффект в cyMbie 30 тыс. руб. в год.