Способ автоматического регулирования теплового режима колосникового холодильника Советский патент 1979 года по МПК F27D19/00 C04B7/44 

I

Изобретение относится к производству строительных и других материалов во вращающихся печах с колосниковыми холодильниками, например, в цементной промышленности.

Известен способ автоматического регулирования процесса охлаждения клинкера в колосниковом холодильнике например, при производстве цементного клинкера 1.

Недостатком данного способа является управление изменением числа ходов колосниковой рещетки без учета ограничений конструктивных и технологических, свойственных колосниковым холодильникам, что приводит к низкой эффективности или неработоспособности.

Известен другой способ автоматического регулирования деплового режима колосникового холодильника, работающего совместно с вращающейся печью, включающий измерение температуры и числа ходов рещетки, расхода общего воздуха, определение отнощения давления на рещетке к расходу общего воздуха, изменение числа ходов колосниковой рещетки и положения направляд)щих аппаратов общего воздуха и регулирование давления над рещеткой изменением положения щибера аспирационного воздуха 2.

Этот способ ближе к предложенному изобретению. Он включает в себя стабилизацию давления над рещеткой изменением пс.тожения щибера аспирационного воздуха, стабилизацию температуры колосниковой решетки изменением положения направляющих аппаратов общего воздуха и стабилизацию отнощения перепада давления на решетке и расходу общего дутья изменением числа ходов рещетки.

Однако этот способ обладает рядом недостатков. Одним из основных назначений колосниковых холодильников является максимизация теплосъема и для достижения этой цели рационально минимизировать число ходов колосниковой рещетки. Известный способ стабилизации температуры рещетки изменением положения направляющих аппаратов общего воздуха, осуществляемый совместно с изменением числа ходов рещетки не обеспечивает максимизации возврата тепла в печь. Например, если из вращающейся печи на рещетку холодильника поступает

КТйТнгкер мелкоготрайулометрического соста Sa. ТОТемпература решетки возрастае;т из-за

увеличения поверхности теплообмена. Одновременко, вследствие малого размера гранул, увеличивается скорость охлаждения клинкера. В этом случае максимальный теплосъем может быть обеспечен при меньшем расходе воздуха и вследствие возрастания темпера-туры решетки произойдет увеличение

гтодачи воздуха, что в свою очередь приводит к снижению температуры воздуха, подаваемого в печь, т. е. к снижению расхода тепла, о воаьраш,аемого в печь. Другим недостатком управления по известному способу является произвольное (неуправляемое) изменение

температуры клинкера на выходе холодильника. Это приводит к появлению горячего «5 клинкера на выходе холодильника и к:ак следствие к снижению эффективности работы холодильника, дополнительному износу клинкерных транспортеров и нарушению технологии складирования и помола клинкера:

Кроме того, недостатком управления по известному способу, является снижение эффективности работы холодильника из-за того, что способ не обеспечивает зашиты от перегрузки механизма привода колосниковой решетки холодильника. Например, при ., возрастании крупности клинкера, выходящего из печи, увеличивается сопротивление материала переталкиванию его колосниками реиютки холодильника. При этом происходит увеличение тока нагрузки приводных двигателей решетки. Однов ременно уменьшается зо давление воздуха под решеткой и, следоваТелБМО, уменьшается отношение перепада давления на решетке к расходу обшего дутья

Характёрйзующее аэродинамическое сопротивление слоя. По известному способу управления в этом случае произойдет уменьшение числа ходов решетки, что в свою очередь приведет к увеличению толшины слоя и дальнейшему росту тока нагрузки приводного двигателя решетки. Это возрастание тока может происходить вплоть до остановки ре- 40 тетки или а варийного отключеНИя прнводного двигателя решетки из-за перегрузки. Цель изобретения - повышение эффективности работа колосникового холодильника.

Это достигается тем, что в способе ав-

т№а1 йЧеск6го регулирования теплового режима колосникового холодильника, работ 1Юш:его совместно с врашаюшейся печью,

включаюшим измерение температуры и числа ходой решетки, расхода обшегс воздуха, 50

оВредЙтениёбтШшёнйя Давления на решетке

к расходу обш.его воздуха, изменение числа

ходов колосниковой решетки и положения

направляюших аппаратов обшего воздуха

и регулирование давления над решеткой изменением положения шибера аспирационно- ss

Т0 Вбз Духа7Ябт10лчительно измеряют ток на тррки двигателя решетки и температуру

;кл1УйШр а навыхЬдё холодильника, определяют разности между температурой решетки, током нагрузки двигателя решетки и отношением давления на решетке к расходу обшего воздуха и соответствующими им допустимыми значениями, определяют Ю статическим зависимостям для каждой из полученных разностей величину необходимого изменения числа ходов решетки и выбирают из полученных величин наибольшую, причем изменение числа ходов колосниковой решетки осуществляют на выбранную величину, а изменение положения направляющих аппаратов общего воздуха осуществляют до достижения температурой клинкера на выходе холодильника заданного значения.

Одним из источников повышения эффективности работы холодильника при управлении по предлагаемому способу является управление положением направляющих аппаратов общего воздуха в зависимости от температуры клинкера на выходе холодильника илк от коррелированных с ней величин: температуры аспирационного воздуха, или температуры решетки в «холодной части .холодильника. При этом благодаря стабилизации темпера туры клинкера на выходе .холодильника улучшаются условия работы технологического оборудования и уменьшаются потери тепла из холодильника.

Другим источником увеличения эффективности управления холодильником по предлагаемому способу является осуществление его работы при минимально допустимом числе ходов рещетки. При уменьшении числа ходов решетки (п) увеличивается возврат тепла в печь с воздухом из холодильника. Уменьшение числа ходов решетки ограничено тем, что при этом возрастает температура решетки (т), ток нагрузки двигателей привода решетки (J), а также сопротивление, слоя, косвенной характеристикой которого может служить отношение давления под решеткой, несущественно отличающееся от перепада давления на решетке, к рас.ходу общего воздуха (-|-). Для каждого холодильника существуют Допустимые значения этих ве,1ичин, при превышении которых происходит соответственно прогар колосников решетки,-выход из строя электродвигателей привода решеток и недопустимые изменения теплообмена и направления воздушных потоков на решетке. различные моменты времени в зависимости от хода процесса охлаждения и состояния оборудования холодильника любая из указанных величин может достигать своих предельных значений. Для пояснения сущности способа на рис.1 приведена область допустимых режимов работы холодильника, когда определяюшими являются величины Т и 0. По осям координат на рис. 1 отложены величины Т и 3 с указантгех их допустимых значений (Т 3). ПрямыеТ 3 ограничивают область. Их зйачеГия находятся экспериментально для конкретного холодильника. Линия АВ на рис. 1 изображает зависимость между изменением Т и 11 при изменении п, причем стрелкой указано направление увеличения числа ходов решетки. Уменьшение п в этом случае ограничено выходом на ограничение по 3. При изменении неконтролируемых параметров, например, температуры клинкера на входе в холодильник, размера гранул и т. д. положение линии АВ будет изменяться и может принять, например, положение А В . В последнем случае уменьшение п приводит к выходу на ограничение по Т. Чтобы найти минимальное число ходов решетки, обеспечивающее мак} симальный возврат тепла в печь, и не допустить выхода Т или J за область допустимых значений в соответствии с предложенным способом измеряют значения Т и 3,определяют их расстояние от соответствуюШ.ИХ границ 3, Т®. Расстояние от границ позволяет определить необходимое для выхода на соответствуюш,ую границу изменения числа ходов решетки с помощью экспериментальных статических зависимостей.

Дп(Т) f, (7-Т) Ап(а) fz(J-3)

Примерный вид их изображен на рис. 2. Там же изображена и зависимость:

п() f,t:|--(|-)

Вблизи нормального режима работы холодильника эти зависимости можно рассматривать, как линейные, причем угол их наклона мало изменяется. Если для рассматриваемого случая Ап(3) Дп(Т), то устанавливается число ходов, равное п +Дп(3).

При Дп(3) О это соответствует наиболее безопасному шагу уменьшения п, а при Дп(3) 0 это соответствует максимальному шагу, обеспечивающему возвращение в область допустимых значений всех переменных. Из двух величин Д п выбор наибольшей обес: печивает стабилизацию одной из переменных на -грани-це области допустимых значений, при условии, что другая переменная не выходит из этой области. Аналогичные рассуждения, по нахождению минимально допустимого п могут быть произведены в

случае трех величинТ, 3, (-|-) , ограничивающих диапазон изменения числа ходов решетки. Способ осуществляется следующим образом..

Стабилизируют давление над решеткой холодильника изменением полож(ения ра аспирационного воздуха. Пусть число ходов рещетки определяется в данный момент током нагрузки двигателя решетки, значение которого находитс.я на границе О а

(). При этомДп(и) О, а Дп(Т) О и Ап(|-) 0. Предположим, что из печи стал поступать клинкер с более высокой температурой, но с тем же

расходом и гранулометрическим составом. При этом не изменится ток нагрузки двигателя решетки J и отнощение давления под решеткой к расходу общего воздуха , а температура Т возрастет.

Определяют разности 3-J Т-Т и

- () по экспериментальным статическим зависимостям, вид которых изображен на рис. 2, определяют

Дп(3), Дп(т), Дп()

Если Т стало больше Т , то Дп(Т) 0, а

0 Ап(0) 0 и Дп() 0. При этом согласно способу выбираем из А п наибольшее, которым теперь является Дп(Т).

Изменяется текущее значение числа ходов решетки и п на Дп(Т) и поддерживается

5 полученная величина. При этом значение теперь находится на границе Т, а Cf J

(). Если в дальнейшем произошло увеличение расхода клинкера в холодильник, то возрастут 7, 3 и . В соответствии

0 с предложенным способм определяютТ-Т, 7-3 -(). по которым также, как указывалось выше, находят An (Т), Дп(3), Ап(-1:). Предположим, что оказалось Ап() Ап(Т),Дп(а) 0. Тогда An(J-) 5наибольшее. Изменяется текущая величина числа ходов на величину Д п(-) и поддерживается полученное значение. При этом увеличение числа ходов решетки приведет к тому, что -5- станет равным (-|:), а 3 3,

0 . Таки.м образом, при управлении по, предлагаемому способу обеспечивается такое изменение числа ходов решетки, что хотя бы одна из величинТ, 3,. находится на границе области допустимых значений,

5 что обеспечивает максимальный возврат тепла с воздухом в печь.

Управление числом ходов решетки, а также возмущения, возникающие в процессе охлаждения, приводят к изменению темпе0ратуры клинкера на выходе холодильника. Стабилизация температуры клинкера на выходе холодильника осуществляется путем такого изменения положения направляющих аппаратов общего воздуха, чтобы изменение подачи воздуха в холодильник было пропорционально изменению температуры клинкера на выходехолоДильника, Таким образом, управление обеспечивает в каждый момент времени наибольший возврат с воздухом в печь при удовлетворении конструктивных и технологических ограничений, т. е. повышается эффективность работы холодильника.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования теплового режима колосникового холодильника, работающего совместно с вращающейся печью,-включающий измерение температуры и числа ходов решетки, расхода общего воздуха, определение отношения давления на решетке к расходу общего воздуха, изменение числа ходов колосниковой решетки и положения направляющих аппаратов общего воздуха и регулирование давление над решеткой изменением положения шибера аспирационнбго воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы колосникового холодильника, дополнительно измеряют ток нагрузки двигателя решетки и температуру клинкера на аыходе холодильника, определяют разности между температурой решетки, током нагрузки двигателя решетки и отношением давления на решетке к расходу общего воздуха и соответствующими им допустимыми значениями.

определяют по статическим зависимостям для каждой из полученных разностей величину необходимого изменения числа ходов решетки и выбирают из полученных величин наибольшую, причем изменение числа ходов колосниковой решетки осуществляют на выбранную величину, а изменение положения направляющих аппаратов общего воздуха осуществляют до достижения температурой клинкерана выходе холодильника заданного значения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 259093, кл. F 27 D 19/70, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 193336, кл. F 27 D 19/00, 1959.

Риг-

йп м

йп

йТ