Способ автоматического управления колосниковым холодильником и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК F27D19/00 

(5) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОЛОСНИКОВЫМ .ХОЛОДИЛЬНИКОМ И УСТРОЙСТВО для ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к управлению колосниковыми холодильниками и может найти применение в промышлен ности строительных материалов, в химической промышленности в цветной ме таллургии и других отраслях. Известен способ управления колосниковыми холодильниками, заключающий ся в регулировании расхода воздуха общего дутья в подрешеточное пространство холодильника воздействием на число оборотов вентилятора, разрежения в горячей головке воздействием на расход аспирационного воз духа, перепада давления под решеткой холодильника воздействием на число оборотов двигателя решетки холодильника to. Недостатком этого способа являетс низкое качество управления, так как он предусматривает регулирование охлаждения-клинкера по перепаду давления под решеткой холодильника, который неоднозначно характеризует количество и гранулометрический состав клинкера, а в большей степени зависит от расхода воздуха общего дутья. Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического управления колосниковым холодильником, предусматривающий подачу воздуха общего дутья в подрешеточное пространство холодильника и измерение давления воздуха по камерам холодильника и регулирование распределения потока воздуха в холодильнике путем перестановки шибера в холодной камере в с6ответствии с величиной перепада давления между камерами 2. Недостатком способа является то, что управление подачей воздуха в камеры холодильника осуществляется без учета его перетока в соседние камеры, т.е. количество воздуха, подаваемое в камеру, равно количеству воз духа, проходящему через решетку холо39дильника над этой камерой. Теоретически распределение воздуха по камерам холодильника, предусмотренное его конструкцией, должно было бы обеспечить его удовлетворительную работу, Однако известно, что перетоки воздуха между камерами через имеющиеся технологические и другие неплотности составляют 20-30% для холо дильников, находящихся в хорошем тех ническом состоянии, и могут увеличиваться до 0-50 в процессе их экс плуатации. При этом воздушный поток (измеряемый и регулируемый), направленный например в первую камеру, не обеспечивает ожидаемого охлаждения клинкера, находящегося на колосниковой решетке первой камеры , поскольку часть воздуха перетечет во вторую камеру холодильника. Поскольку давление в воздухе в первой камере поддерживается наибольшим-и понижается от каме ры к камере, то охлаждающий воздух б дет перетекать из предыдущих камер в последующие. Кроме того способ автоматического управления не учитывает неравномерность слоя охлаждаемого материала на решетке холодильника. Все снинфет эффективность рйботы холодильника. Цель изобретения - повышение производительности холодильника за счет компенсации перетоков воздуха между камерами внутри холодильника из-за неплотностей перегородок и неравномерности слоя материала на решетке х лодильника. Поставленная цель.достигается тем что согласно способу автоматического управления колосниковым холодильником, включающем стабилизацию расхода воздуха общего дутья и измерение давления воздуха в камерах, для каждои камеры, кроме первой, задают отношение величины давления в этой камере к величине давления в предыдущей камере, задержанной на время транспортного запаздывания клинкера, и регулируют подачу воздуха в эти камеры таким образом, чтобы это отношение оставалось постоянным. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что стабилизируют количество воздуха, проходящего через решетку холодильника над камерой, а не количество воздуха, подаваемого в камеру, как это делается в известных способах. Известно, что расход газа (воздуха) через элемент, оказывающий.сопротивление его прохождению (в нашем случае таким элементом является решетка холодильника со слоем клинкера на ней) выражается уравнением где ДР - перепад давления на решетке; q - расход воздуха,через единичную площадь; С - коэффициент пропорциональности. Величина С определяется в основНом конструктивными параметрами решетки и газовой проницаемостью слоя, клинкера, которая в свою очередь определяется его толщиной, гранулометрией, температурой и др. Если параметры решетки изменяют- ся во времени (от ремонта до ремонта) медленно и автоматически учитываются любой системой регулирования, то параметры слоя клинкера на решетке не остаются постоянными и могут существенно разниться даже для соседних камер. Это вызвано тем, что клинкер выходит из печи неравномерно, и гранулометрия не остается постоянной. В рузельтате возможно волнообразное распределение толщины слоя клинкера на решетке. Образующиеся волны или другие неоднородности слоя клинкера, продвигаясь к выходу холодильника, последовательно проходят над всеми камерами, вызывая нежелательное перераспределение воздуха по камерам через имеюитиеся неплотности. Это вызывает необходимость учета динамики движения клинкера по решетке холодильника при-упрарлении воз. душными потоками и предусматривается в предлагаемом способе. Для простоты рассмотрим первые две камеры. Согласно (1) расходы воздуха через решетки холодильника, соответственно, будут равны где р. , РЧ давления в первой и второй камерах, соответственно;С. Ci коэффициенты пропорциональности;Р - давление воздуха над р шеткой холодильника. Если система управления учитывает динамику прохождения клинкера по холодильнику, то величины С. и С,, используемые в вычислениях управляющих воздействий, будут изменяться синхронно, а их отношение можно при нять постоянным. Давление Р над решетками холодильника, как правило, на 2-3 мм во дяного столба меньше атмосферного, а давление Р и Р на 100-200 мм водяного столба больше атмосферного. Поэтому, не внося погрешность б лее 2%, можно принять Р . Р If где - избыточное (относительно а мосферного) давление в 1-й камере. На основании уравнений (1) и (2) учитывая динамику прохождения клинк ра над камерами, получаем / рк. (З) Суммарный расход воздуха через решет ку над камерой определится, исходя из ее площади -f где GV, , расходы воздуха через ре шетку над 1 и fl камерами, соответственно. Из (3) и (4) получаем Из (5) следует, что для стабилиза ции отношений потоков воздуха черед решетки в двух камерах необходимо и достаточно стабилизировать отношение давлений в этих камерах с учетом динамики прохождения клинкера по этим решеткам, т.е. 39Р K-P(t-T), (6) где давление, которое необходимо поддерживать во второй камере; Р ()-давление в первой камере задержанное на время транспортного запаздывания клинкера от первой до аторой камеры; К - коэффициент пропорциональности численно равный (из 5): QU 5/С. Как указывалось выше закономерС и С ноность изменения величин сит сложный характер, но их отношение C-/C,f можно принять постоянным, что обеспечивает практическую реализацию способа. В предлагаемом способе давление в первой камере не регулируется. Оно определяется расходом воздуха, постулающим в камеру, газопроницаемостью, решетки и слоя клинкера.на ней, величиной перетока воздуха во вторую камеру. Давление в каждой последующей камер синхронизируется во времени с в предыдущей камере с учетом транспортного запаздывания клинкера и заданного для этих Камер коэффициента пропорциональности, который численно определяется по уравнению (7) или по фактическому отношению давлений в камерах в момент .наилучшей работы холодильника. Для реализации способа автоматического управления колосниковым холодильНИКОМ предложено устройство, которое содержит контур стабилизации расхода воздуха общего дутья и датчики давления воздуха в камерах холодильника, шиберы на потоках воздуха в камеры. Поставленная цель достигается так же тем, что устройство автоматического управления колосниковым холодильНИКОМ, например трехкамерным, содержащее датчики давления в камерах, шиберы на воздуховодах в камеры холодильника и контур стабилизации расхода воздуха общего дутья, снабжено двумя регуляторами, двумя блоками запаздывания и двумя задатчиками, при этом датчик давления в первой камере через первый блок запаздывания во вто рой камере непосредственно связаны:« первым регулятором,который соединен;с шибером на воздуховоде во вторую камеру и первым задатчиком,а датчик давления во второй камере через второй блок запаздывания и датчик давления в третьей камере непосредственно связаны со вторым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде а третью камеру и со вторым задатчиком. . На чертеже .Представлена блок-схема устройства автоматического управления трехкамерным колосниковым холодильником.; Устройство включает датчики 1-3 давления в соответствующих камерах, блоки и 5 запаздывания, связанные соответственно с датчиками 1 и 2 дав ления, регулятор 6 давления , входы которого соединены с датчиком 2 давления и блоком k запаздывания и за датчиком 7. а выход связан с шибером 8, установленным навоздуховоде во вторую камеру, регулятор 9 давления, входы которого соединены с дат чйком 3 давления и блоком 5 запаздывания и задатчиком 10, а выход свя зан с шибером 11, установленным на воздуховоде в третью камеру холодиль ника. Контур стабилизации расхода воздуха общего дутья состоит из датчика 12 расхода с регулятором 13, со единенным с шибером 1. Устройство работает следующим образом. Предположим, .что -в начальный момент времени управления клинкер равномерно распределен на решетке холодильника и имеет однородный гранулометрический состав,а воздух распределен по решетке, как предусмотрено . конструкцией холодильника: 1 кдмера 60%. fl камера - 30%, Ш камера - 10% dT общего расхода воздуха. При появлении над первой камерой более плотного слоя клинкера давление в 1 камере и в воздуховоде увеличится, (Увеличится поступление воздуха во вторую камеру по воздуховоду и за сче увеличившихся перетоков. В результат та синхронно с давлением в первой ка мере увеличится и давление во II камере. При этом должен был бы уменьшиться расход воздуха через решетку первой камеры и увеличиться через решетки последующих камер, как следствие - ухудшиться охлаждение клинкера .и снизится температура воздуха, поступающего в печь (относительно начального времени),т.е. снизится эффективность работы холодильника . При управлении холодильником этого не произойдет. Поскольку давление, измеряемое датчиком 1 в 1 камере, поступающее в регулятор 6, задерживается в блоке k на время, транспортного запаздывания, а давление, измеряемое датчиком во F1. камере, подается на вход регулятора б непосредственно, то последний будет вырабатывать сигнал на закрытие шибера 8 с соответствующим для П камеры коэффициентом пропорциональности, задаваемым задатчиком 7, что уменьшит поступление воздуха во П камеру по воздуховоду, компенсируя уве личивающийся переток из 1 камеры. При этом давление воздуха и его расход через решетку П камеры останутся прежними. При продвижении плотного слоя клинкера до второй камеры, спустя время запаздывания, прежнее давление во камере уже не будет соответствовать заданному распределейию потоков воздуха и регулятор 6 вырабатывает сигнал на открытие шибера В, увеличивая поступление воздуха во П камеру, если давление 8камере само по себе не достигнет нужной величины. Регулятор 9 работает аналогично, т.е. измеренное давление во (1 камере датчиком 2 задерживается в блоке 5 запаздывания на время прохождения клинкера от (1 камеры до и давление, измеренное датчиком 3, поступает в регулятор давления 9 непосредственно. Регулятор 9вырабатывает сигнал на закрытие шибера с соответствующим коэффициентом пропорциональности, задаваемым задатчиком 10, и уменьшение поступления воздуха ь 111 камеру по воздуховоду, компенсируя увеличивающийся переток воздуха из 1 камеры в Ul. Использование предлагаемого способа и устройства для автоматического управления колосниковым холо - . дильником, например, в,производстве цемента, позволит сократить удельный расход воздуха и электроэнергии за счет более рационального распределения потока воздуха по камерам холодильника, повысить срок службы и надежность холодильника, транспортеров клинкера в силоса и транспортеров, клинкера в мельницы из-за более эффективного охлаждения клинкера, сократить удельный расход топлива, т.к. лучшее охлаждение клинкера позволит повысить температуру воздуха подаваемого в печь. Формула изобретения 1. Способ автоматического управления колосниковым холодильником,включающий стабилизацию расхода воздуха общего дутья и измерение давле ния воздуха в камерах, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности холодиль.ника за счет компенсации перетоков воздуха между камерами внутри холодильника из-за неплотностей перегородок и неравномерности слоя материала на решетке холодильника, для каждой камеры, кроме первой, задают отношение величины давления воздуха в этой камере к величине давления воздуха в предыдущей камере, задержанной на время транспортного запаздывания материала для этой камеры, и регулируют подачу воздуха в камеры, таким образом, чтобы это отношение оставалось постоянным. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1 , содержащее датчики давления воздуха в камерах, шиберы на воздуховодах в камеры и контур стабилизации расхода воздуха общего дутья, отли чающееся тем что, с целью повышения производите91 льности, оно снабжено двумя регуляг торами, двумя блоками запаздывания и двумя задатчиками, при этом датчик давления в первой камере через первый блок запаздывания и датчик давления во второй камере непосредствеино связаны с первым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде во вторую камеру и с первым задатчиком, а датчик давления во второй камере через второй блок запаздывания и датчик давления в третьей камере непосредственно связаны со вторым регулятором, который соединен с шибером на воздуховоде в третью камеру и со вторым задатчиком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ицелев Р. И., Кацман А. Д. И др. Автоматизированное управление обжигом при производстве цемента. Л., Стройиздат, 1Я78, с. 140-150. 2.Смехов М. М. и Гонебник Н. В. Комплексная механизация и автоматизация на Себряковском цеметном заводе. М,., Стройиздат, 1971, с.67-68.

tfy/T