Способ управления процессами приготовления и обжига цементной сырьевой смеси во вращающейся печи Советский патент 1979 года по МПК F27D19/00 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при получении цементного клинкера во вращающихся печах, а именно для управления процессами приготовления и обжига сырьевой смеси. Известен способ управления процессами приготовления и обжига сырьевой смеси 1.

Однако он не обеспечивает необходимое качество обжига из-за отсутствия взаимосвязи между управлением процессами приготовления смеси и ее обжига.

Известен другой способ управления процессами приготовления и обжига цементной сырьевой смеси во вращающейся печи, включающий стабилизацию заданных химических характеристик сырьевой смеси, преимущественно коэффициента насыщения силикатного и глиноземного модулей, путем изменения расходов исходных компонентов сырья и стабилизацию заданного качества обжига приготовленной сырьевой смеси путем измерения параметров обжига, преимущественно, потребляемой приводным двигателем печи мощности и температуры сырьевой смеси в зопе подогрева печи и поддержания их

заданных значении изменением расходов топлива и отходящих газов 2.

Этот способ наиболее близок к описываемому изобретению. В нем в процессе приготовления сырьевой смеси поддерживают заданный постоянный химический состав смещиваемого сырья путем изменения расходов корректирующих добавок. Заданный химический состав сырьевой смеси выбирают таким, чтобы получить максимально возможное качество клинкера при постоянной производительности. Однако в процессе эксплуатации вращающихся печей, в которых производится обжиг приготовленной сырьевой смеси, происходит износ внутренних теплообменных устройств и футеровки. В результате этого печи не могут работать с прежней теплонапряженностью и обеспечивать заданную производительность при максимально возможном качестве клинкера без возникновения аварийных ситуаций, например «прожога футеровки. При управлении процессом обжига смеси в известном способе измеряют показатель качества и параметры обжига и стабилизируют заданные значения параметров путем изменения .расходов топлива и отходящих газов. Заданные значения параметров выбираются, исходя из постоянного химического состава сырьевой смеси. Однако в результате изменения толщины обмазки и износа теплообменных устройств и футеровки невозможно поддержать эти параметры без снижения качества клинкера и производительности печей. В известном способе не учитывается влияние изменения толщины обмазки и износа внутренних теплообменных устройств и футеровки на величину заданных химических характеристик сырьевой смеси и величину заданных параметров печи, что приводит к снижению эффективности работы печного агрегата.

Целью изобретения является повышение эффективности работы печи.

Это достигается тем, что в способе управления процессами приготовления и обжига цементной сырьевой смеси во вращающейся печи, включающем стабилизацию заданных химических характеристик сырьевой смеси, преимущественно коэффициента насыщения силикатного и глиноземного модулей, путем изменения расходов исходных компонентов сырья и стабилизацию заданного качества обжига приготовленной сырьевой смеси путем измерения параметров обжига, преимущественно, потребляемой приводным двигателем печи мощности и температуры сырьевой смеси в зоне подогрева печи и поддержания их заданных значений изменением расходов топлива и отходящих газов, дополнительно измеряют среднюю толщину футеровки и обмазки в зоне спекания и среднюю толщину футеровки в зоне кальцинирования, определяют две величины химических характеристик сырьевой смеси по измеренным средней толщине футеровки и обмазки в зоне спекания и средней толщине футеровки в зоне кальцинирования и выбирают в качестве стабилизируемых заданных значений химических характеристик сырьевой смеси наименьщую из двух вычисленных величин химических характеристик, после чего вычисляют стабилизируемые заданные значения параметров химических характеристик, причем при уменьшении заданных значений химических характеристик уменьшают заданные значения параметров обжига. При увеличении заданных значений химических характеристик увеличивают заданные значения параметров обжига, а изменение заданных значений параметров производят через интервал времени, равный продолжительности движения по печи сырьевой смеси с новыми химическими характеристиками от момента поступления в печь, соответственно, до зоны подогрева и зоны спекания.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают измерители толщины обмазки и футеровки в зоне спекания, а также измерители толщины футеровки в зоне кальцинирования. Измерив соответствующую толщину футеровки и обмазки в нескольких точках по длине зоны спекания и

толщину футеровки в нескольких точках зоны кальцинирования, определяют среднее значение этой величины в каждой зоне. По экспериментально полученным статистическим зависимостям между средней толщиной футеровки в зоне кальцинирования и каждой из химических характеристик сырьевой смеси, например коэффициентом насыщения (КЩ, глиноземным и силикатным Р модулями определяют величины допустимых значений этих химических характеристик. Для

5 средней толщины в зоне сщекания по аналогичным статистическим зависимостям определяют вторую группу допустимых значений химических характеристик. Выбирают в качестве заданной для каждой из химических характеристик сырья меньшую величину

из двух допустимых значений этой химической характеристики. Изменение хи.мических характеристик сырьевой смеси требует задания новых значений параметров обжига, определяемых по экспериментальным статистическим зависимостям .между параметрами обжига и химическими характеристиками сырьевой смеси. Допустим, что новые заданные химические характеристики сырьевой смеси, напри.мер силикатный и глинозе.мный модули и коэффициент насыщения, стали меньше предыдущих. В этом случае в соотвестствии с упомянутыми зависимостями уменьшают заданные значения пара.метров обжига, например температуру материала в зоне подогрева и мощность, потребляемую

приводным двигателем печи. Изменение параметров обжига до заданных величин начинают производить через интервал времени, равный среднему времени продвижения сырьевой смеси с новыми химическими характеристиками до соответствующей зоны печи. Так, изменение заданного значения

температуры материала в зоне подогрева производят через интервал времени, равный продолжительности движения материала до этой зоны от входа в печь, а изменение заданного значения мощности приводного двигателя производят через время, равное продолжительности движения материала от входа в агрегат до зоны спекания.

Поддержание заданного качества обжига производят путем изменения расходов топлива и отходящих газов в зависимости от

0 отклонений измеренных значений параметров обжига от заданных значений, а также в зависимости от измеренного показателя качества обжига, например среднего диаметра клинкера.

Способ поясняется чертежом.

5 Схема содержит печь I, датчик 2 толщины футеровки Б зоне кальцинирования, датчик 3 толщины футеровки и обмазки в зоне спекания, функциональные преобразователи 4-6 величины средней толщины футеровки в зоне кальцинирования (h), соответственно, в величины допустимых значений /СЯ, пир, функциональные преобразователи 7-9 величины средней толщины футеровки и обмазки в зоне спекания в величины допустимых значений /(//, п, р, блоки 10-12 выбора минимального из двух допустимых значений, соответственно, ДЯ, п и р, функциональные преобразователи 13- 15 величин /(Я, п, р, соответственно, в величины, пропорциональные изменению задания на мощность, потребляемую приводным двигателем, функциональные преобразователи 16-18, осуществляющие преобразование величин /СЯ, п, р а соответствующие величины изменения задания на температуру в зоне подогрева, сумматора 9 и 20, блоки 21 и 22 запаздывания и датчик 23 мощности, потребляемой приводным двигателем печи, датчик 24 температуры в зоне подогрева, регулятор 25 процесса обжига, орган 26 управления расходом топлива, орган 27 управления расходом отходящих газов, задатчики 28-30, соответственно, , п, р, регулятор 31 расхода исходных компонентов сырья, измерители 32-34, соответственно, измеряющие КН, п, р, дозатор 35 из бункера 36 глины, дозатор 37 из бункера 38 мела, дозатор 39 из бункера 40 ограрков, щлам- бассейн 41. Рассмотрим реализацию способа на примере определения заданного значения КН. В процессе работы печи 1 из леряют толщину футеровки и обмазки датчиками 2 и 3. Если показания датчика 2 уменьшилось, тогда уменьщится допустимое значение КН на выходе функционального преобразователя 4 в соответствии, с полученной экспериментально зависимостью КЙ п(Ьк), реализованной в функциональном преобразователе. Если эта зависимость линейная, то в качестве функционального преобразователя 4 может быть использован потенциометр или усилитель, изменяющий КН пропорциональHohfj. Если одновременно увеличились показания датчика 3, тогда увеличится допустимое значение КН на выходе преобразователя 7. В блоке 10 сравниваются величины допустимых значений КН, полученные на выходе преобразователей 4 и 7, из них выбирается менылая и устанавливается на задатчике 28 в качестве заданного значения КН регулятору 31, управляющему дозаторами 35, 37 и 39 в зависимости от сигпала рассогласования между величиной, измеренной измерителем 32 и задатчиком 28. Аналогичным образом происходит определение и установка на задатчиках 29 и 30 заданных значений п и р. Рассмотрим подробно определение заданного значения мощности (W), потребляемой приводны.м двигателем печи, в зависимости от заданных значений химических характеристик /СЯ, п, р. Заданные значения /(Я, п, р с выхода блоков 10-12 одновременно с поступлением на задатчики 28-30 поступают на функциональные преобразователи 13-15. Функциональные преобразователи реализуют зависимости W Fi (KH),AW Рг(п), iW R(p). Конструктивно преобразователи 13-15 могут быть реализованы либо с помощью потенциометров (в случае линейной зависимости), лиоо с помощью диодных элементов (в случае нелинейной зависимости). В сумматоре 19 осуществляется онерация суммирования и образуется величина задания по мощности, которая после задержки в блоке 21 запаздывания поступает на один из входов регулятора процесса обжига. Аналогично происходит формирование задания на температуру в зоне подогрева с помощью преобразователей 16-18, сумматора 20 и блока 22 запаздывания. В регуляторе 25 производится сравнение полученных заданий по мощности и температуре с измеренными значениями, поступающими от датчиков 23 и 24 и осуществляется управление органами 26 и 27. Таким образом, по предлагаемому способу осуществляется одновременное управление процессами приготовления и обжига сырьевой смеси, что повыщает эффективность работы печного агрегата. Формула изобретения Способ управления процессами приготовления и обжига цементной сырьевой смеси во вращающейся печи, включающий стабилизацию заданных химических характеристик сырьевой смеси, преимущественно коэффициента насыщения силикатного и глинозе.мпого модулей, путем изменения расходов исходных компонентов сырья и стабилизацию заданного качества обжига приготовленной сырьевой смеси путем измерения параметров обжига, преимущественно, потребляемой приводным двигателем печи мощности и температуры сырьевой смеси в зоне подогрева печи и поддержания их заданных значений изменением расходов топлива и отходящих газов, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности работы печи, дополнительно измеряют среднюю толщину футеровки и обмазки в зоне спекания и среднюю толщину футеровки в зоне кальцинирования, определяют две величины химических характеристик сырьевой смеси по измеренным средней толщине футеровки и обмазки в зоне спекания и средней толщине футеровки в зоне кальцинирования и выбирают в качестве стабилизируемых заданных значений химических характеристик сырьевой смеси наименьщую из двух вычисленных величин химических характеристик, после чего вычисляют стабилизируемые заданные значения параметров обжига по выбранным заданным значениям химических характеристик, причем при уменьшении заданных значений химических характеристик уменьшают заданные значения параметров обжига, при увеличении заданных значений химических характеристик увеличивают заданные значения параметров обжига, а изменение заданных значений параметров производят через интервал времени, равный продолжительности движения по печи сырьевой смеси с новыми химическими характеристиками от момента поступления в печь, соответственно, до зоны подогрева и зоны спекания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка № 2364073/33, кл. С 04 В 7/44, 1976, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства. 2.Итасики Т. и др. Перевод Ц-50101, М., ВЦП, 1975.