Способ управления процессами помола и сушки материала в шаровой барабанной вентилируемой мельнице Советский патент 1986 года по МПК B02C25/00 

Изобретение относится к автоматизации процессов измельчения и одновременной сушке материала в шаровых барабанных-мельницах, работающих в замкнутом цикле с классифицирующими аппаратами, и может быть использовано в горно-обогатительной, энергетической, цементной, химической и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повьшение качества управления.

Сущность способа заключается в следующем.

При совмешении процессов помола и сушки материала в шаровой барабанной вентилируемой мельнице основная задача управления состоит в поддерживании предельной размольной производительности, а сушильная производительность, под которой понимают способность агрегата высушить определенное количество сырого материала до заданной влажности, является только ограничивающим Фактором.

Контур регулирования температуры аэросмеси за мельницей должен поддерживать ее значение на уровне не ш;1же точки росы в целях недопущения конденсации влаги в тракте,

Для ликвидации запаздьюания и ошибки при оценке величины сушильной производительности и повьштения качества управления осуществляют ее прогнозирование, используя при этом входные параметры процесса сущ- ки, определяющие максимальное значение сушильной производительности, такие как влажность сырого материала верхний предел расхода сушильного агента и его температура, производительность мельничного вентилятора и температура окружающей среды. По- лзгченное в результате прогноза значение bj используется в качестве верхнего предела ограничения заданного значения производительности питателя. При таком способе управления в динамике не допускается повышение производительности питателя йьше допустимого значения сушильной производительности, что обеспечивает поддержание заданной влажности готового продукта. Кроме того, так как в выражении для вычисления Ь входит верхнее предельное значение расхода сушильного агента, отражающее потенциальные возможности контура регулирования температуры аэросмеси за мельницей, накладьшаемое ограничение не снижает в динамике производительности мельничного агрегата при наличии запаса по регулирующему температуру фактору.

Вьшод аналитической формулы для прогноза максимального значения сушильной производительности осуществляется на основании уравнения баланса тепловых потоков мельничной системы

15

Q.+Q -QM-QH+QH QT Qa.

где Q - приток тепла из топочной системы в мельницу, Дж/с;

Q - приток тепла с присасьюае- мым из атмосферы воздухом, Дж/с;

Q - приток тепла, вьщеляемого в результате механической работы мелюшзнх тел, Дж/с;

Рц- расход тепла на испарение влаги, Дж/с;

расход тепла на нагрев материала, Дж/с;

Q,- тепловые потери в мельничном тракте в результате теплопередачи в окружающую среду, Дж/с;

Qg- потери тепла с газами,

сбрасьшаемыми в атмосферу, Дж/с.

После расчета отдельных составляй щих уравнения баланса вычисляется максимальное значение сушильной производительности по формуле

.VcC4,4tcVi.Ctf-QT-VtVMC4

2i«-W W,(t,.,-14940 0-ai W,)(tj.t,)

где ,- Krt - конструктивные коэф- фициенты;

С, С, с - удельные теплоемкости материала воздуха в диапазоне температур 20-120 и воздуха

в диапазоне температур 250-500°С соот- . ветственно;

1 --г о температура сушильного агента на входе н аэросмеси на выходе из мельницы,

и температура окружающей среды соответственно ;

N - активная мощность

потребляемая приводом мельницы; V - влажность сырого материала;

V - верхний предел расхода сушильного агента;V - производительность

мельничного вентилятора;

Q - постоянная тепловых потерь в окружающую среду.

Формула (1) обеспечивает прогноз Ь. с относительной погрешностью, не превышающей 8 € 1,50%.

Если заменить в формуле (1) значение измерения температуры окрз ающей среды на ее среднее сезонное значение, например летнее t, 20 С, то при колебании действительных значе- н йй температуры в диапазоне (12;30) обеспечивается прогноз с точностью и 2,5%.

Учитьгоая, что мощность привода мельницы при измельчении легких ма- териалов колеблется в незначительных пределах, например при измельчении известняка N6 (1 100+1450квт) , можно заменить измерение N не ее средне-статистическое значение, точность прогноза Ь при этом составляет

S 3,6%.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит, датчик 1 температуры аэросмеси за мельницей, датчик 2 температуры с5Ш1Ильного агента на входе в мельницу, датчик 3 температуры окружающей среды, датчик А производительности мельничного вентилятора, датчик 5 активной мощности, потребляе1 ой приводом мельницы, датчик 6 влажности исходного материала, датчик 7 степени заполнения барабана мельницы, вычислительное устройство 8, блок 9 ограничения, регулятор 10 степени заполнения барабана мель222313Л

ницы, задатчик I1 степени заполнения барабана мельницы, регулятор 12 расхода сушильного агента, задатчик 13 расхода сушильного агента, регулятор 14

5 подачи измельчаемого материала в мельницу, датчик 15 производительности питателя, регулирующий орган 16 рас- хода сушильного агента и привод 17 питателя.

fO Регулятор 12 с датчиком 1, задат- чиком 13 и регулирующим органом 16 расхода сушильного агента образуют контур регулирования температуры азросмеси за мельницей.

J5 Величины параметров с датчиков 1 - 6 вводятся в вычислительное устройство 8, которое по формуле расчитывает текущее предельно-допустимое значение сушильной производительнос2Q ти тракта. Выходной сигнал вычислительного устройства, как величина Ь , подается на вход блока 9 ограничителя, на второй вход которого подается сигнал с контура регулирования за22 полнения мельницы, состоящего из регулятора 10, датчика 7 и задатчика 11. Выходом блока ограничения является сигнал, выработанный контуром регулирования заполнения мельницы и ограниченный по величине Ь . Блок огра- нргчения работает по принципу зона насыщения. Выходной сигнал блока 9 является заданием для контура регулирования производительности питателя подачи измельчаемого материала в ме ль35 цицу, образованного датчиком 15 производительности, регулятором 14 и и приводом 17 питателя.

Способ включает стабилизацию температуры сушильного агента и темпе-40 ратуры азросмеси за мельницей, регулирование загрузки по степени заполнения и коррекцию загрузки лри снижении темпер атуры за мельницей ниже допустимой.

45 Технико-экономическим преимзпцест- вом предлагаемого способа является повьш1ение качества регулирования, что дает экономию в удельных расходах электроэнергии и природного газа.