Способ автоматического управления процессом сушки угля в паровых трубчатых сушилках и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к автоматизации процесса сушки бурых углей в паровых трубчатых сушилках и может быть использовано в торфяной и углеперерабатывающей отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности управления.

На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического управления процессом сушки угля в паровых трубчатых сушилках.

Устройство содержит вращающийся барабан 1, датчики температуры паровоздушной смеси 2, пылевой фракции 3 и конденсата 4, вычислительное устройство 5, регуляторы 6 и 7 соответственно частоты вращения барабана 1 и производительности сушилки с соответствующими исполнительными механизмами 8 и 9, блок 10 сравнения с задатчиком 11 влажности высушенного материала, при этом датчики 2-4 подключены к входам вычислительного устройства 5, выход которого соединен с входом блока 10 сравнения, выход которого подключен к регуляторам б и 7 соответственно частоты вращения барабана 1 и производительности сушилки, которые через соответствующие исполнительные механизмы 8 и 9 воздействуют на привод 12 вращения барабана 1 и управляющий шибер 13, установленный на входе исходного материала в барабан 1 соответственно. Устройство дополнительно содержит датчики влажности исходного материала 14, давления греющего пара 15 температуры торцовой стенки 16 и частоты вращения 17 барабана 1, второй 18 и третий 19 блоки сравнения, второе 20, третье 21 и четвертое 22 вычислительные устройства, блок 23 переключения, блок 24 усреднения и задатчик 25 допустимых значений частоты вращения барабана 1, причем датчики влажности исходного материала 14 и давления греющего пара 15, а также задатчик 11 влажности высушенного материала подключены к входам второго вычислительного устройства 20, выход которого подключен к входу второго блока 18 сравнения и входу четвертого вычислительного устройства 22, выход которого соединен с вторым входом регулятора 6 частоты вращения барабана 1, а датчики температуры торцовой стенки 16 и частоты вращения 17 барабана 1 подключены к входам третьего вычислительного устройства 21, выход которого подключен к второму входу второго блока 18 сравнения, при этом выход первого вычислительного устройства 5 соединен с входом блока 24 усреднения,

второй вход и выход которого подключены соответственно к задатчику 11 влажности высушенного материала и управляющему входу блока 10 сравнения, выход которого подсоединен к входу регулятора 6 частоты

вращения барабана 1 и первому входу блока 23 переключения, выход и второй вход которого соответственно подключены к входу регулятора 7 производительности сушилки и выходу третьего блока 19 сравнения, к

входам которого подключены датчик 17 частоты вращения барабана 1 и задатчик 25 допустимых значений частоты вращения барабана 1, а выход второго блока 19 сравнения подключен к второму входу регулятора

7 производительности сушилки.

Способ автоматического управления процессом сушки угля в паровых трубчатых сушилках осуществляется следующим образом.

Сигналы от датчиков 14 влажности исходного материала, датчик 15 давления греющего пара и задатчика 11 влажности высушенного материала поступают во второе вычислительное устройство 20, где по

уравнениям теплового баланса определяется допустимая производительность сушилки по исходному углю.

ЮО-Цзад(1)

0)1 - Юзад

где W - производительность сушилки по испаренной влаге, кг/ч;

- заданная влажность высушенного угля, %;

- влажность исходного угля, %.

F,(2)

где А - напряжение поверхности нагрева барабана 1, кг/м2ч;

F - поверхность нагрева сушилки, м2;

W - постоянная величина для данной сушилки (например, для барабана диаметром 5 м поверхность составляет 4000 м2).

,44Б,7 Рп.(3)

где Рп - давление греющего пара, кг/м2.

Сигналы от датчиков температуры торцовой стенки 16 и частоты вращения 17 барабана 1 поступают в третье вычислительное устройство 21, в котором вычисляется фактическая прсизводительность сушилки по уравнению регрессии

С1ф Ао + Ar tie - А2 П,(4)

где trc. n - соответственно температура торцовой стенки и частота вращения барабана

1-

Фактическая производительность сушилки может быть определена также по току двигателя барабана 1.

Сигналы с вычислительных устройств 20 и 21 поступают во второй блок 18 сравне- ния, из которого сигналы рассогласования поступают на первый вход регулятора 7 производительности сушилки, в котором вырабатывается регулирующее воздействие для исполнительного механизма 9, регулирую- щего степень открытия шибера 13, установленного в бункере исходного угля.

Сигнал с второго вычислительного устройства 20 поступает в четвертое вычислительное устройство 22. в котором по уравнению регрессии

n Ao+Ai(5)

вычисляется частота вращения барабана, которую необходимо обеспечить, чтобы сушильная установка работала на допустимой нагрузке. Сигнал с вычислительного устройства 22 поступает на второй вход регулятора 6 частоты вращения барабана 1, в котором вырабатывается регулирующее воздействие для исполнительного механизма 8, ко- торый, воздействуя на привод 12, обеспечивает требуемую частоту вращения барабана 1.

Сигналы от датчиков температуры паровоздушной смеси 2, пылевой фракции 3 и конденсата 4 поступают в первое вычислительное устройство 5, в котором вычисляется влажность высушенного угля по уравнению регрессии

(02. Ао + А1 Т.ПЕС + А2 Т.пл + Аз tK, (6)

где tnec, т.пл, и - соответственно температура паровоздушной смеси, пылевой фракции и конденсата.

Влажность высушенного угля может также измеряться влагомером.

Сигнал с первого вычислительного устройства Ъ поступает в блок 24 усреднения, в котором значение влажности усредняется и поступает в первый блок 10 сравнения, где

сравнивается с заданным значением влажности высушенного угля от задатчика 11, а сигнал рассогласования поступает на второй вход регулятора 6 частоты вращения барабана 1 для ее корректировки, и через блок 23 переключения поступает на вход регулятора 7 производительности сушилки для корректировки последней. Блок 23 переключения пропускает сигнал рассогласования (т.е. соединяет первый вход с выходом) только в том случае, когда на второй вход блока 23 поступает сигнал рассогласования с блока 19 сравнения, который выдает сигнал рассогласования, когда частота вращения барабана 1 выходит за допустимые пределы, установленные за- датчиком 25.

Формула изобретения

1.Способ автоматического управления процессом сушки угля в паровых трубчатых сушилках путем измерения температуры паровоздушной смеси, пылевой фракции и конденсата, определения по полученным значениям текущей влажности высушенного материала, сравнения полученного значения с ее заданным значением и по результатам сравнения регулируют частоту вращения барабана и его производительность, отличающийся тем, что, с целью повышения т.очности управления, дополнительно определяют влажность исходного материала, давление греющего пара, температуру торцовой стенки барабана и частоту его вращения, и по полученным величинам первых двух параметров с учетом заданной влажности высушенного материала определяют допустимую производительность сушилки и сравнивают полученное значение с текущим ее значением, которое находят по величине частоты вращения барабана и температуры его торцовой стенки, по результатам сравнения регулируют производительность сушилки, а частоту вращения барабана изменяют по значению допустимой производительности с коррекцией - пропорционально результату сравнения текущей и заданной влажности высушенного материала, а по достижении предельной частоты вращения барабана регулирование производительности сушилки осуществляют пропорционально последнему результату сравнения.

2.Устройство для автоматического управления процессом сушки угля в паровых трубчатых сушилках, содержащее датчики температуры паровоздушной смеси, пылевой фракции и конденсата, подключенные к вычислительному устройству, регуляторы частоты врашения барабана и производительности сушилки с соответствующими исполнительными механизмами, блок сравнения с задатчиком влажности высушенного материала, подключенный к выходу вычислительного устройства, а выход блока сравнения соединен с регуляторами частоты вращения барабана и производительности сушилки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления, оно дополнительно содержит датчики влажности исходного материала, давления греющего пара, температуры торцовой стенки и частоты вращения барабана, второй и третий блоки сравнения, второе, третье и четвертое вычислительные устройства, блок переключения, блок усреднения и задатчи допустимых значений частоты вращения барабана, при этом датчики влажности исходного материала, давления греющего пара и задатчик влажности высушенного материала подключены к входам второго вычислительного устройства, выход которого подключен к входу второго блока сравнения м входу четвертого вычислительного устройства, выход.которого соединен с входом регулятора частоты вращения барабана, а датчики температуры торцовой стенки и частоты вращения барабана подключены к входам третьего вычислительного устройства, выход которого соединен с вторым входом второго блока сравнения, причем выход первого вычислительного устройства соединен с входом блока усреднения, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом задатчика влажности высушенного материала и вторым входом первого блока сравнения, выход которого подключен к второму входу регулятора частоты вращения барабана и к первому входу

блока переключения, выход и второй вход которого соединены соответственно с вторым входом регулятора производительности сушилки и с выходом третьего блока сравнения, к входам которого подключены

датчик частоты вращения барабана и задатчик допустимых значений частоты вращения барабана, а выход второго блока сравнения подключен к входу регулятора производительности сушилки.

Изобретение относится к автоматизации процессов сушки угля, может быть использовано в торфяной и угольной отраслях промышленности и позволяет повысить точность управления. Для этого измеряют датчиками 2, 3 и 4 соответственно температуру паровоздушной смеси, пылевой фракции и конденсата, определяют в вычислительном устройстве 5 по этим значениям текущую влажность высушенного материала и сравнивают ее с заданной, дополнительно определяют влажность исходного материала, давление греющего пара, температуру торцовой стенки барабана и частоту его вращения посредством датчиков 14-17 соответственно. По полученным значениям двух первых Параметров в вычислительном устройстве 20 определяют допустимую производительность сушилки с учетом заданной влажности высушенного материала, сравнивают полученное значение с фактической производительностью, которую определяют в вычислительном устройстве 21 по значениям сигналов с датчиков 16 и 17 По результатам рассогласования регупируют подачу исходного материала посоедстU fn л.