Способ автоматического управления процессом термической переработки тугоплавких материалов Советский патент 1982 года по МПК B04C11/00 G05D27/00 

;;, Изобретение относится к способам автоматического управления Процессом терьмической переработки тугоплавких материалов, например фосфоритов, металлов и строительных материалов, в энерГотехноло гических Циклонных агрегатах, может быть использовано в химической промышленности, цветной металлургии, промышленноjDTH стройматериалов. . По основному авт. св. М« 546379 известен способ автоматического управления процессом термической переработки туго плавких материалов в циклонном агрегате с |водяным охлаждением путем стабилизаПИИ расхода сырья с коррекцией по разности температур воды, охлаждающей пережим, регулирования соотношения топливоокислитель, при этом регулирование расхода окислителя и топлива на каждое горелочное устройство осуществляют с коррекцией по расходу окислителя на всю группу горелочных устройств и соотношению топливо-окислитель соответственно L З-ТОднако указанный способ управления не обеспечивает оптимальных условий проведения процесса вследствие возможных нарущений аэродинамического режима в циклонном, агрегате, вызванных значительными изменениями сопротивления газового тракта, происходящими во время эксплуатации агрегатов, что приводит к увеличению расхода топлива.. . Цель йзобретёняя - снижение расхода :топлива.; Поставленная цепь достигается тем, что стабилизацию аэродинамического режима в циклонном агрегате осуществляют путем. регулирования тяги дымовых газов по перепаду давления в циклонном агрегате и расхода топлива на группу горелочных устройств по перепаду давления в котлеутилизаторе. Начертеже представлена прйнципиальгйая схема системы автоматического управления процессом термической переработки тугоплавких материалов в энерготехноло гяческих циклонных агрегатах. Способ осушестштяется следующим образом. Циклонный энерготехнологичёскйй arpeгат состоит из циклонной камер 1, соединенной пережимом 2 со сборником 3 расплава, и котла-утилиэатора 4,.куда yxo дят дымовые газы. Циклонная тщввиль-. ная камера снабжена горелочнымв уст|юйствамн 5 для подачи топлива э обогащенного воздуха к загрузочным патронам 6 для исходного сырья. Пережим 2, как и весь агрегат в целом, охлаждается водои, нз-оа чего образуется гарквсаж 7, представляющий собой слой застывшего перерабатываемого материала. Система автоматического управления процессом те рмической переработки тугоплавких материалов включает регулятор 8 тепловой нагрузкк, измеритель 9 температуры и датчики 10 и 11 температур.. Для прддвржан1ш оптимального аэро ;д1шамичёско1Х} режима применяют каскад:ную схему рет пирования, состоящую из корректируюншх регуляторов 12 и 13 обогащенного воздуха и топлива и регулян тора 14 соотношения топливо - воздух. Для стабилизации расхода вОздуха используется регулятор 15 обогащенного воздуха, датчик 16 и регулирующий орган 17, для стабилизации расхода топлива - рэгулятор 18, датчик 19 расхода я регулируювщй орган 20. Регулятор 14 датчик 21 расхода, датчик 22 соде|к анИя кислорода в дымойых газах и датчик 23 расхода составляет контур, предназначенный для поддеркания заданного соотношения топ- ливо - воздух. Для стабилизациии расхода исходного сырья применяют регулятор 24 сырья, датчик 25 расхода И электропр вод 26. Для регулирования степени с гащения воздуха использукге регуйятор 27 кислорода, датчик 28; степени обо гвшения воздуха и регулирующий орган 29 на линии 30 подачи кислорода. Для стабилизации аэродинамического режима служат регулятор 31; тяги, 32 перепада давления, регулищтощий орган 33, регулятор 34 топлива, датчик 35 перепада давления и регулирующий орган 36. При поступлении в циклонную камеру 1 исходного сырья, количество котсфого до зИруется регулятором 24 по сигналу датЧИК& расхода 25 посредством электропртвода 26, в циклонной камера 1 устанавли вают заданный аэродинамический, режим при оптимальном избытке воздуха. Это достигается за счет стабилизации расходов обогащенного воздуха и топлива на каждом горелочнок устройстве 5 регуляторами 15 и 18 обогащенного воздуха и топлива по импульсам от датчиков 16 и 19 расходов; Регулятор 15 обогащенного воздуха получает допопните/шный импульс от корректирующего регулятора 12 по об- i шему расходу обогащенного воздуха на циклонную плавильную камеру 1, а реЬулятор 18 топлива - от корректирующего регулятора 13, иа который в свою очередь воздействует регулятор 14 соотношения топ.ливо - воздух по импульсам от датчиков iil и 23 расхода и датчика 2 2 содержания кислорода в дь1мовых газах. При нормальной работе горелочных уст ррйств 5-регуляторы 15 и JL8 на каждом устройстве поддерживают оптимальные расп ходы топлива и обогащенного воздуха заданного соотношения.В случае частичного з плавления одного из горелочных устг ройств 5 (например, показанного на чертеже) поступление топлива и обогащенного воздуха уменьшается, следовательно, регулятор 18 тоготива и 15 обогащенное . го воздуха увеличивают степень открытия рвгулирую дих oipraHOB 17 и 20. Если одно из горелочных устройств 5 заплавится полностью, то это приводит к уменьшению общих расходов топлива и обогапюниого воздуха. Эти возмущения воспринимаются корректирующими регуляторами 12 и 13, котор е воздействуют на локальные регуляторы горелочных.устройств 5, перераспределяя по последним топливо и воздух, ие проходящие через заплавленное горелочное устройство 5. Тем самым поддерживается заданный тепловой и аэродинамический режимы. При снятии данного воз1« о щения (иапример, в случае прожигания заплавленного горэлочного устройства) перераспределение поступакших и обогащенного Воздуха цдет в обратном порядке.-л Оайовременно при изменении теплового режима величина теплового потока через гаряисаж 7 к воде, охлаж аающей пережИм 2, при ее постоянном расходе также изменяется, что фиксируется датчиком 11 температур 1. Регулятор 8 теплОвой иагрузкн по импульсам от датчика 11 тем. пературл воздействует на подчиненные регулятор : сначала на регулятор 27 кислорсаа, а затем при дальнейшем изменении нагрузки от заданной на регулятор 24 сьь рья, увеличивая степень обогащения воздуха посредством регулирующего органа

29 на линии подачи кислорода 30 я уменьшая копичество перерабатываемого : сырья при изменении тепловой нагрузки BjCTOpoHy уменьшения. При увеличении реакция регулятора 27 обратная, 5

Однако возможны случаи, когда сопротивление циклонной плавильной камеры 1 растет вследствие повышения уровня асппава в сборнике 3 расплава или при образовании настыля на стенках циклон- ной камеры 1, В этом случае регулятор 31 тяги, получив импульс от датчика 32. воздействует на регулирующий орган 33 - и снимает это возмущение, увеличивая сечение отверстия для выхода дымовых газов и, тем самым, снижая аэродинаМическое сопротивпенне циклонного агрегата. Таким образом, стабилизируется аэродинамический режим в циклонной плавильной камере 1, Если аэродинамический ре-20 жим нарушается вследствие заростания расплавом тягового тракта котла-утили -г тора 4, регулятор 34 топлива по алшульсу датчика 35 уменьшает расход тойли. ва, восстанЬвливая тем самым аэродина|мический режим в циклонной плавильной камере 1, ,. -, ,. . .,-.; .,,/ : Проводят испытания систёмьг автоматического управления процессом термиi ческой переработки природных фосфатов 30 i(фосфоритной муки) на суперфосфатном :заводе в циклонном агрегате со следующими параметрами процесса: расход фосмуки 6,5-8,0 т/ч; расход воздуха 280рО 35ООО м /ч; расход топлива 2800-35 32ОО м /ч.

Результаты показывают, что в случае заплавления циклонной камеры (при поступлении на переработку, например, брлее тугоплавкого материала) ее аэроди- 40 намическое сопротивление возрастает, аэродинамический режим процесса нарушается, что приводит к снижению качества готовой продукции (происходит повьшхение содеркания фтора в кормовых фосфатах ДО 45 0,3-О,4% вместо нормативных 0,2%). , При работе циклонного агрегата с системой управления, реализующей предлагаемый способ, в случае возрастания аэродинамического сопротивления циклонной плавильной камера (на что указывает увеличившийся перепад давления в камере) данное возмущение снимается путем увеi лячеивя ВЫХОДНОМ) сечения газового трак та.. . :--.:,;

Пря aiapocTaiiHB расплавом тягового тракта котла-утилизатора также происходит увеличение его аэроаввамического сопро йв/юнвя. В этом случае системе управления сокращает подачу tonnHBa, что приводит к уменьшению отхоаяших дымо вых газов и, следовательно, к нормализация аэ{)6динамического режима процесса.

Применение предлагаемого способа автоматического управления процессом Tei.

, мической переработки тугоплавких материалов в циклонньис агрегатах позволяет

продлить срок его рабочей кампании,улучшить качество гот6в10й продукции и сниЗйть расхся топлива за счет работы агрегата в оптимальном аэродинамическом ре:,жиме . . : : - -; . . Прт работе агрегата с системой управ ления расход топлива снижается в пределах 27рО-ЗОО . ЭкЬнслетческиЙ эффект от внедрения способа ори-; ёнтировочно 150 тыс. руб, в год для од: ного агрегата производительностью 7 т/ч I кормовых фосфе1тов,

Ф: о р м у л а и а об ре т е н и я

Способ автоматического управления процессом термической переработки fyro; плав1шх материалов по авт, св. № 546379 :о т пи чаю щ и и с я тем, что, с целью снижения расхода топлива, стабилизацию аэродинамического; режима в цикдонfHOM агрегате осуществляют путем регули- рованиЯ тяги дымовьа газов по перепаду давления в циклонном агрегате в расхода топлива на гтО ппуторелочных устройств ;по перепаду давпения в котле-утипизатоpS--- --- / . : : . ; .

Источники инфорыации,

принятые во внимание при-экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР №546379, кл, В 04 С 5/24, 1973:

10

XXX