Система автоматического управления процессом обжига сырьевой смеси Советский патент 1987 года по МПК F27D19/00 

Изобретение относится к производству вяжущих строительных материалов во вращающихся печах, например, в цементной промьшшенности.

Цель изобретения - повышение качества управления.

Во вращающихся печах имеются два вида основных возмущений, измеряемых с помощью, преобразователя .тока привода, т.е. высокочастотные возмущения с относительно небольшой амплитудой отклонения тока (колебания давления топлива, подачи сырьевой смеси, образование и обрущение небольших колец и т оп.) и низкочастотные со значительной амплитудой отклонения тока (колебания физико-химических свойств сьфья от бассейна к бассейну, калло- рийность топлива и т.п.). Поэтому выfO

f5

бывает при обжиге легкоплавкого сырь При этом скорость вращения печи превышает номинальную, и соответственно возрастает производительность печи

Таким образом, блок выбора в зави симости от хода процесса обжига производит подключение к первому регуля тору или регулирующего органа расхода топлива, или регулирующего органа управления скоростью вращения печи. Такое переключение обеспечивает оптимальный выбор регулирующего воздействия в зависимости от режима работы вращающейся печи, обеспечивая максимальную производительность при различных физико-химических характеристиках обжигаемой сьфьевой гмеси.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического управления

сокочастотные возмущения целесообраз- 20 процессом обжига сырьевой смеси; на

но компенсировать изменением расхода топлива, тогда как низкочастотные - изменением скорости вращения печи, более эффективным управляющим воздействием, но оказывающим влияние на все зоны печи. Система управления расходом топлива осуществляется до тех пор, пока расход топлива не выйдет за верхнюю или нижнюю границы, ветствующие номинальному режиму. При выходе расхода топлива за верхнюю границу блок выбора регулирующего воздействия отключает от первого регулятора регулирующий орган управления расходом топлива и подключает регулирующий орган управления скоростью вращения печи. Хотя управление скоростью вращения печи несколько уменьшает ее производительность, но позволяет быстро автоматически увеличить до номинальных значений режимные параметры печи ( ток, потребляемый приводным двигателем, и температуру). Это ведет к тому, что система увеличивает скорость вращения печи до номинального Значения, после достижения которого блок выбора управляющего воздействия отключает от первого регулятора регулирующий орган управления скоростью вращения печи и подключает регулирующий орган управления расходом топлива. При снижении расхода топлива меньше нижнего допустимого уровня блок выбора отключает от первого регулятора регулирующий орган управления расходом топлива и подключает регулирующий орган управления -скоростью вращения печи, что

5

бывает при обжиге легкоплавкого сырьяt При этом скорость вращения печи превышает номинальную, и соответственно возрастает производительность печи.

Таким образом, блок выбора в зави симости от хода процесса обжига производит подключение к первому регулятору или регулирующего органа расхода топлива, или регулирующего органа управления скоростью вращения печи. Такое переключение обеспечивает оптимальный выбор регулирующего воздействия в зависимости от режима ра боты вращающейся печи, обеспечивая максимальную производительность при различных физико-химических характеристиках обжигаемой сьфьевой гмеси.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического управления

25

фиг. 2- принципиальная схема блока выбора регулирующего воздействия.

Устройство содержит вращающуюся печь 1, электропривод 2 печи, корректирующие регуляторы 3 и 4, регулятор 5 расхода топлива и скорости вращения печи, регулятор 6 расхода отходящих газов, регулятор 7 расхода.сырьевой смеси, блок 8 выбора регулирующего

30 воздействия, регулирующий орган 9 с исполнительным механизмом расхода топлива, регулирующий орган 10 с исполнительным механизмом скорости вращения печи, регулирующий орган 11с

35 исполнительным механизмом расхода отходящих газов, регулирующий орган 12 с исполнительным механизмом расхода сырьевой смеси, измеритель 13 расхода топлива, преобразователь 14 тока

40 двигателя печи, преобразователь 15 скорости вращения печи, измеритель 16 температуры материала, измеритель 17 температуры отходящих газов и измеритель 18 расхода- сырьевой смеси.

45 Блок 8 выбора содержит позиционное устройство 19 измерителя расхода топлива с замыкающими контактами- 20 и 21 соответственно минимального и максимального значений расхода топлива и

50 позиционное устройство 22 преобразователя скорости вращения печи с .замыкающим контактом 23 номинального значения скорости вращения печи.

Измеритель 16 температуры материа55 ла соединен с входом второго корректирующего регулятора 4, выход которого подключен к первым входам первого 5 и второго 6 регуляторов, измеритель 17 температуры отходящих газов подключен к вторым входам первого 5 и второго 6 регуляторов преобразователь 15 скорости вращения печи подключен к первому входу третьего регулятора 7, преобразователь 14 тока, потребляемого приводным двигатеЮ

обратных изменениях измерителей рег ляторы работают соответственно в пр тивоположную сторону. Пусть началос поступление в зону спекания трудноспекаемого материала. При этом происходят сокращение протяженности зо спекания и уменьшение количества жид кой фазы, что вызывает уменьшение сигнала преобразователя 14 и соотве ствующее уменьшение сигнала на выхо де корректирующего регулятора 3. В результате на -выходе регулятора 5 п

лем печи, подключен к входу первого .корректирующего регулятора 3, выход которого соединен с третьим входом первого регулятора 5 и третьим входом второго регулятора 6, измеритель 18 расхода сырьевой смеси подключен к второму входу третьего регулятора 7, измеритель 13 расхода топлива соеди-f5 которое, пройдя через блок 8 выбора вен с первым входом блока 8 выбора регулирующего воздействия, второй вход блока 8 выбора соединен с выходом первого регулятора 5, преобразователь 15 скорости вращения печи сое-70 динен с третьим входом блока 8 выбора, первьй выход которого соединен с регулирующим органом 9 расхода топлива, второй вькод блока 8 выбора соединен с регулирующим органом 10 скорости вращения печи.

Выход Меньше регулятора 5 соединен через контакт 23 позиционного устройства 22 и контакт 20 позиционного устройства 19 с входом Закры- 30 тие регулирующего органа расхода топлива, выход регулятора 5 Больше соединен с контактом 21 позиционного устройства 19, который соединен с входом Открытие регулирующего органа расхода топлива.

Система работает следующим образом.

Из наблюдения за режимом нормальной эксплуатации печи определяются 40 номинальные значения технологических параметров, измеряемых измерителями 14, 16 и 17, которые устанавливают в качестве заданных. Предположим, что печь работает в номинальном режиме, т.е. обжигается сырьевая смесь средней спекаемости и технологические параметры находятся на заданных зна- .чениях. Печь вращается с номинальной

скоростью, блок 8 подключает регуля- 50 вательно, при ухудшении спекаемости тор 5 к органу 9 управления и отклю- материала в зависимости от степени

является управляющее воздействие на выходе Больше регулятора 5 (фиг.2

вида воздействия, ведет к увеличению расхода топлива, изменив положение регулирующего органа 9 расхода топлива.

Одновременно регулятор 6 расхода отходящих газов уменьшает,разрежение в пыльной камере. Тем самым повьппа- ется тепгонапряженность в зоне спека ния, что необходимо для обжига трудн

5 спекаемого материала. Если уменьшени тока привода не остановить одноразовыми управляющими воздействиями, то следуют дальнейшее увеличение расхода топлива и уменьшение разрежения в 11ьшьной камере до тех пор, пока не будет создана необходимая теплонапря женность в зоне спекания, при которо прекращается уменьшение сигнала преобразователя 14 или величина расхо35 да топлива не достигает максимального значения. В последнем случае в блоке 8 (фиг. 2) происходит переключение контакта 21 и регулятор 5 подключен к органу 10, уменьшающему ско рость вращения печи 1 путем воздейст вия на управляемый привод 2.

Уменьшение скорости вращения печи вызывает соответствующее закрытие ор гана 12с помощью регулятора 7 и про

45 исходит до прекращения падения сигна ла преобразователя 14. Одновременно с уменьшением скорости вращения печи ниже номинального значения происходит переключение контакта 23. Следочает орган 10 управления. Регуляторы 5 и 6 подключены так, что в случае роста сигнала преобразователя 14 регулирующий орган 9 закрывается, а регулирующий орган 11 открьгоается, в случае роста сигнала измерителей 16 и 17 органы 9 и 11 закрываются. При

изменения ее происходят либо увеличе ние расхода топлива и уменьшение раз режения в пыльной камере, либо, когд 55 расход топлива принимает максимально значение, происходит соответствующее уменьшение скорости вращения печи. Уменьшение скорости вращения печи ве

обратных изменениях измерителей регуляторы работают соответственно в противоположную сторону. Пусть началось поступление в зону спекания трудноспекаемого материала. При этом происходят сокращение протяженности зоны спекания и уменьшение количества жидкой фазы, что вызывает уменьшение сигнала преобразователя 14 и соответствующее уменьшение сигнала на выходе корректирующего регулятора 3. В результате на -выходе регулятора 5 покоторое, пройдя через блок 8 выбора

которое, пройдя через блок 8 выбора

является управляющее воздействие на выходе Больше регулятора 5 (фиг.2),

которое, пройдя через блок 8 выбора

вательно, при ухудшении спекаемости материала в зависимости от степени

вида воздействия, ведет к увеличению расхода топлива, изменив положение регулирующего органа 9 расхода топлива.

Одновременно регулятор 6 расхода отходящих газов уменьшает,разрежение в пыльной камере. Тем самым повьппа- ется тепгонапряженность в зоне спекания, что необходимо для обжига трудноспекаемого материала. Если уменьшение тока привода не остановить одноразовыми управляющими воздействиями, то следуют дальнейшее увеличение расхода топлива и уменьшение разрежения в 11ьшьной камере до тех пор, пока не будет создана необходимая теплонапря- женность в зоне спекания, при которой прекращается уменьшение сигнала преобразователя 14 или величина расхода топлива не достигает максимального значения. В последнем случае в блоке 8 (фиг. 2) происходит переключение контакта 21 и регулятор 5 подключен к органу 10, уменьшающему скорость вращения печи 1 путем воздействия на управляемый привод 2.

Уменьшение скорости вращения печи вызывает соответствующее закрытие органа 12с помощью регулятора 7 и происходит до прекращения падения сигнала преобразователя 14. Одновременно с уменьшением скорости вращения печи ниже номинального значения происходит переключение контакта 23. Следоизменения ее происходят либо увеличение расхода топлива и уменьшение разрежения в пыльной камере, либо, когда расход топлива принимает максимальное значение, происходит соответствующее уменьшение скорости вращения печи. Уменьшение скорости вращения печи ведет к прекращению падения и в дальнейшем к увеличению тока привода, что вызывает переключение выходи ре- гулятора 5 и появление сигнала на выходе Меньше (фиг. 2). Этот сигнал поступает через контакт 23 на вход регулятора 10, увеличивая скорость вращения печи. Процесс увеличения скорости вращения продолжается,до тех пор, пока она не достигнет, номи- 10 нального значения. При этом контакт 23 возвращается в первоначальное положение. Если на выходе регулятора 5 сохраняется сигнал Меньше, то, пройхода уменьшение расхода топлива 1- 1,5%. Использование предлагаемой системы позволяет увеличить производительность и снизить удельньй расход топлива.

Формула изобретения

Система автоматического управления процессом обжига сырьевой смеси во вращающейся печи, содержащая три регулятора и регулирующие органы скорости вращения печи, расхода отходящих газов, расхода топлива и сырьедя через контакты 23 и 20, он вызьта- f5 вой смеси, измерители температуры мает закрытие регулирующего органа расхода топлива с помощью регулятора 9, возвращение контакта 21 в первоначальное положение и восстановление номинального режима об:кига. Если в зону спекания поступает легкоспекаемое сырье, то происходят увеличение тока на выходе преобразователя-14 и появление сигнала Меньше на выходе регулятора 5, которьй через контакты 23 и 20 вызывает закрытие регулирующего органа расхода топлива. В случае достижения расходом топлива минимального значения происходят переключение контакта 20 и увеличение скорости вращения печи, которое продолжается до тех пор, пока состояние в . зоне спекания не начнет ухудшаться. Это веде°т к появлению сигнала на выходе Больше регулятора 5, расход топлива начинает увеличиваться. Если расход топлива достигает максимального значения, то переключается контакт 21 и скорость вращения начинает уменьшаться до номинального значения, при котором переключается контакт 23. При этом, если на выходе регулятора 5 появляется сигнал Меньше, то возобновляется управление топливом (через контакты 23 и 20), если сохраняется сигнал Больше, то через контакт 21 происходит дальнейшее уменьшение скорости. В этом случае повторяется управление

Если считать, что средний рабочий диапазон изменения расхода Топлива .10% от номинальной величины, то при

использовании системы от среднего рас- щения печи.

хода уменьшение расхода топлива 1- 1,5%. Использование предлагаемой системы позволяет увеличить производительность и снизить удельньй расход топлива.

Формула изобретения

Система автоматического управления процессом обжига сырьевой смеси во вращающейся печи, содержащая три регулятора и регулирующие органы скорости вращения печи, расхода отходящих газов, расхода топлива и сырьевой смеси, измерители температуры ма

териала и отходящих газов, расхода топлива и сьфьевой смеси, преобразователь тока двигателя печи, преобразователь скорости вращения печи, два

корректирующих регулятора, причём измеритель температуры материала через второй корректирующий регулятор подключен к первым входам первого и второго регуляторов, измеритель температуры отходящих газов подключен к вторым входам первого, и второго регуляторов, преобразователь скорости вращения печи подключен к ггерврму входу третьего регулятора, преобразователь

тока двигатели печи .подключен через первый корректирующий регулятор к третьим входам первого и второго регуляторов, измеритель расхода сырьевой смеси подключен к второму входу

третьего регулятора, выход второго регулятора соединен с регулирующим . органом расхода отходящих газов, выход третьего регулятора соединен с регулирующим органом расхода сырьевой смеси, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения качества управления, она снабжена блоком выбора регулирующего воздействия, причем измеритель расхода топлива соединен

с первым входом блока выбора, второй вход блока выбора соединен с выходом первого регулятора, преобразователь скорости вращения печи соединен с третьим входом блока выбора, один выход которого соединен с регулирующим органом расхода топлива, а другой - с регулирующим органом скорости враУбешчение

L

Уменыиение „Зак тые

7

I /9П

I (W

F5

Меньше

Составитель В. Алекперов Редактор О. Головач Техред Л.Олейник

Заказ 1788/31 Тираж 544 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно -полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

fftiKpbtmue

f

in

Y

19

n

Шыие

Vuz.i

Корректор М. Пожо

Изобретение относится к производству вяжущих строительных материалов во вращающихся печах, напр., в цементной промышленности. Позволяет повысить точность управления. Содержит вращающуюся печь 1, электропривод 2 печи, корректирующие регуляторы 3 и 4, регулятор 5 расхода топлива и скорости вращения печи, регулятор 6 расхода отходящих газов, регулятор 7 расхода сырьевой смеси, блок 8 выбора регулирующего воздействия, регулирующий орган 9 с -исполнительным механизмом расхода топлива, регулирующий орган 10 с исполнительным механизмом скорости вращения печи, регулирующий орган 11 с исполнительным механизмом расхода отходящих газов, регулирующий орган 12 с исполнительным механизмом расхода сырьевой смеси, измеритель 13 расхода топлива, . преобразователь 14 тока двигателя печи, преобразователь 15 скорости вращения печи, измеритель 16 температуры материала, измеритель 17 температуры отходящих газов, измеритель 18 расхода сырьевой смеси. 2 ил. С (Л tpuzJ