Способ управления процессом обжига цементного клинкера во вращающейся печи Советский патент 1980 года по МПК F27D19/00 

I

Изобретение относится к способам управления процессом обжига цементного клинкера и может применяться в цементной промышленности.

Известен способ управления процесса обжига цементного клинкера, включающий изменение регулирующих параметров по характеристическому размеру гранул 1.

Недостатком указанного аналога является недостаточная оптимизация работы вращающейся печи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ управления процессом обжига цементнйго клинкера во вращающейся, печи, включающий измерение производительности печи, активности клинкера, характеристического размера его гранул и расхода топлива и измейение регулирующих параметров 2.

Недостатком данного способа является то, что выбранный в нем критерий управления, требующий достижение максимального выхода продукта и максимального его качества при минимальном расходе топлива некорректен, так как невозможно требовать достижение абсолютного минимума расхода

топлива равным нулю. Это приводит к неоптимальной работе вращающейся печи при управлении ею.

Целью изобретения является повышение точности управления.

J Эта цель достигается тем, что в способе управления процессом обжига цементного клинкера во вращающейся печи, включающем измерение производительности печи, активности клинкера, характеристического размера его гранул и расхода топлива и изменение регулирующих параметров, дополнительно задают граничные допустимые и текущие значения расхода топлива, активности клинкера, производительности печи и характеристического размера гранул клинкера и вычисляют весовые функции

СА7-А . д (G.-G). f. (. ,., iidK-d,-, AI-AI Cii-G, i-. S 2.(di-d.)

ГАЕ Ai.AiiAiQijGr.GlSrti ri; -, ,;cLK - -соответственно максимально, минимально 20 допустимые и текущие значения активности клинкера, производительности печи, расхода топлива и характеристического размера гранул клинкера, а изменение регулирующих параметров осуществляют до достижения весовыми функциями значений, равных единице. Сущность способа заключается в следующем. В качестве весовой функции выбрана функция, значительно изменяющаяся при минимальном изменении аргумента. Такой функцией является показательная. Основанием такой весовой функции должно быть число в пределах 2-4. В этом случае нами установлено, что значение весовой функции будет влиять на величину критерия. В целях простоты вычислений выбрано основание натурального логарифма е. Общий вид весовой функции для любого из параметров будет , где X - отнощение величины отклонения текущего значения параметра от наиболее желательной точки ко всей длине области изменения данного параметра. Тогда значение весовой функции будет изменяться от 1 в наиболее желательной точке области изменения параметра до /е - в наименее желательной. Способ осуществляется следующим обраОбозначим комплексный технологический критерий процесса обжига цементного клинкера через /(3 . Имеется также математическая модель, связывающая регулирующие и регулируемые А, G, d, dx параметры процесса с учетом ограничений: А, 4 Л AS. qi q q2 GI G Gj di dx :d2, где A 2, A , G f, qa; q i; d 2; d; -соответственно максимально и минимально допустимые значе}1ия активности клинкера, производительности печи, расхода топлива, характеристического размера гранул клинкера. Критерий К и.меет экстремальный характер. Первоначально печь вводится в область экстремума К . Затем под действием возмущаюп1их факторов, поступающих, например, с сырьем, режим обжига меняется. К уменьшается, значения е входящие в зависимость Л , уменьщаются. ЭВМ - регулятор процесса, на вход которой поступают значения регулируемых и регулирующих параметров, изменяет значения последних в пределах их ограничений в сторону увеличения значений множителей весовой функции. Причем значения /1, G, q, dj( не должны выходить за систему принятых ограничений. Тогда значение К. достигает максимума. Пример осуществления .способа. Технологические испытания показали, что теоретическое максимальное значение К 4032 достигается при А - 560 кг/см ; G 72 тн/ч; q 10 dx 7 мм. Причем ограничения на знанения А, G. q, d ледующие аП© 1 500 Д 560 10 q :$2-10 68 G 72 Минимальное т еоретическое значение равно 450, аП, 0,018. Больщое зменение критерия/ д при сравнительно узких допускаемых пределах ограничений на , G, q и dx позволяло эффективно управять работой печи. В ЭВМ была введена математическая модель процесса обжига, связывающая регулирующие, регулируемые параметры и возмущения, вносимые в объект. В реальных условиях работы печи и налагаемых ограничениях критерий Kg не достигал максимума и представлял монотонно возрастающую функцию. Задачей управления является в общем случае максимизация К. в пределах допущений на Л, q, G, уровне 2200-2400. При поступлении на вход печи возмущений начинается снижение К (за счет уменьшения Л, G, и dx и увеличения q). По результатам измерений регулируемых и других параметров процесса ЭВМ изменение регулирующих параметров расхода топлива, расхода сырья, скорости вращения печи, длины факела, температуры воздуха, поступающего в печь из холодильника и т. д., оценивают точность управления по величине К . При этом при первоначальном снижении К до 1841,5 значение А 538 кг/см G 70,8 тн/ч, q 1,7 10 , dx 6,54 ш, ,zog. Управление печью по указанному способу позволило достичь Кэ величины 2354,4 (область максимума). При этом значения А 551 кг/см2; G 70,2тн/ч; cj, 1,69-10 , 0,25 Формула изобретения Способ управления процессом обжига цементного клинкера во вращающейся печи, включающий измерение производительности печи, активности клинкера, характеристического размера его гранул и расхода топлива и изменение регулирующих параметров отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, дополнительно задают граничные допустимые и текущие значения расхода топлива, активности клинкера, пророизводительности печи и характеристического размера гранул клинкера и вычисляют весовые функции о ( ). о- . .- ) р- -d.-dO

,,е G,.-G, ,е (..-(,16 2.(dz.-c(,)

где Л 2, v4 ,; Л; GZ; GI; G; qz, q i; q; dj, d 1, dx соответственно максимально, минимально допустимые и текущие значения активности клинкера, производительности печи, расхода топлива и характеристического размера гранул клинкера, а изменение регулирующих параметров осуществляют до достижения весовыми функциями значений, равных единице.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шелудько В. В. и др. Некоторые особенности процесса обжига клинкера в печах 5 X 185 м. Труды НИИцемента, вып. 43, 1978, с. 117.-122.

2.Шелудько В. В. и др. Повыщение эффективности процесса обжига клинкера. Краткие тезисы докладов на пятом Всесоюзном научно-техническом совещании по химии и технологии цемента. М., 1978, с. 161.