Способ автоматического управления тепловым режимом вращающейся печи Советский патент 1982 года по МПК F27D19/00 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ

1

Изобретение относится к автоматизации вращающихся печей для обжига, сущки материалов и получения гранулированных материалов.

Известен способ управления процессом обжига материалов в муфельных вращающихся печах, включающий стабилизацию температуры и количества подаваемых для обогрева печи дымовых газов, скорости выхода из муфеля технологических газов и стабилизацию температуры технологических газов путем изменения уровня стабилизации загрузки щихты. При этом уровень стабилизации температуры технологических газов изменяют по величине отклонения температуры материала, выгружаемого из печи, от заданной 1.

Однако при данном способе управления имеют место значительные отклонения температуры в печи (25°С) со стороны загрузки исходного сырья в переходном режиме, что отрицательно сказывается на качестве материала, а это не позволяет увеличить выход готовой продукции выще 55%.

Известен также способ автоматического регулирования процесса кальцинации во вращающихся содовых печах, осуществляемый

путем изменения расхода топлива, причем расход топлива на горелки, расположенные на начальном участке барабана со стороны загрузки бикарбоната, поддерживают постоянным, а расход топлива на горелки, расположенные в хвостовой части барабана, изменяют в зависимости, например, от расхода, состава карбоната натрия и теплового удлинения барабана 2.

Основным недостатком данного способа является изменение температуры в пределах ±30°С со стороны выгрузки готового продукта из печи при изменении состава карбоната натрия, что приводит к уменьшению выхода готовой продукции на 20%.

Наиболее близким к предлагаемому по 15 технической сущности является способ автоматического регулирования процесса кальцинации во вращающихся печах, заключающийся в изменении подачи топлива и воздуха в зависимости от температуры отходящих газов и подачи сырья, причем подачу ° сырья осуществляют в зависимости от алгебраической суммы температур в зоне кальцинации и на выходе продукта 3.

Основным недостатком известного способа является то, что основное регулирующее воздействие осуществляется по отклонению температуры в печи со стороны загрузки исходного материала. Вращающаяся печь по каналу изменения температуры в печи со стороны загрузки при изменении производительности или температуры в печи со стороны выгрузки является объектом с большой величиной постоянной времени (порядка 20 мин), поэтому управление по отклонению температуры приведет к уменьшению выхода готовой продукции на 20%. Цель изобретения - повышение выхода гранулированного готового продукта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления тепловым режимом вращающейся печи путем подачи сырья, изменения подачи топлива и воздуха в зависимости от температуры отходящих газов, суммарный заданный расход воздуха поддерживают изменением расхода вторичного воздуха, подаваемого в печь со стороны выгрузки, с коррекцией суммарного заданного расхода воздуха по величине отклонения температуры от заданного значения в печи со стороны загрузки. Температура в печи со стороны выгрузки поддерживается изменением расхода топлива и первичного воздуха на его горение, а со стороны загрузки - изменением расхода вторичного воздуха, т. е. температура в печи со стороны загрузки зависит от количества и температуры отходящих газов. Схема управления температурой в печи со стороны загрузки построена таким образом, что регулирование температурой в печи со стороны выгрузки не вызывает изменения температуры в печи со стороны загрузки. Это достигается тем, что поддерживается заданный суммарный расход воздуха. При изменении расхода первичного воздуха регулятор суммарного расхода воздуха изменяет расход вторичного воздуха, при этом суммарный расход воздуха остается заданный, т. е. количество отходящих газов не изменяется. Для компенсации колебаний неконтролируемых параметров (состав влажности исходного продукта и др.), а также временного дрейфа параметров, например коэффициента теплоотдачи, износа футеровки и других, влияющих на температуру в печи со стороны загрузки, суммарный заданный расход воздуха корректируют по температуре в печи со стороны загрузки. Экспериментально показано, что при изменении температуры в печи со стороны выгрузки на ±30°С, например при изменении калорийности топлива, температура в печи со стороны загрузки изменится на ±25°С. Колебание температур в указанном диапазоне приводит к понижению выхода товарной фракции на 20%. На чертеже изображено устройство, поясняющее предлагаемый способ. Пример. В соответствии с технологическими требованиями в процессе грануляции влажный исходный продукт (паста) поступает в печь 1, где t 200°С, а готовые товарные фракции выгружаются из печи 1 при t 800°С. Тепловой режим вращающейся печи 1 определяется в основном температурой в печи со стороны выгрузки и загрузки. Для управления температурой в печи 1 со стороны выгрузки максимальный расход газа составляет 80 и расход первичного воздуха 800 , а для управления температурой со стороны загрузки максимальный расход вторичного воздуха составляет 1000 . Суммарный расход воздуха при этом составит 1800 мз/ч. При изменении, например уменьшении, температуры в печи 1 со стороны выгрузки на 10°С на вход регулятора 2 температуры поступает сигнал с измерителя 3 температуры, выход с регулятора 2 через регулирующий клапан 4 увеличивает расход газа примерно на 3 . При этом сигнал с измерителя 5 расхода газа и измерителя 6 расхода первичного воздуха поступает на вход регулятора 7 соотношения расходов газ-первичный воздух. Сигнал с выхода регулятора 7 соотношения через регулирующий клапан 8 увеличивает расход первичного воздуха на 30 . При этом температура в печи 1 со стороны выгрузки возвращается к заданному значению. Сигналы с измерителей б и 9 расхода первичного воздуха и вторичного воздуха соответственно поступают на вход сумматора 10. Сигнал с сумматора 10 поступает на вход регулятора 11 суммарного воздуха, соединенного также с измерителем 12 температуры. Сигнал с выхода регулятора 11 суммарного расхода воздуха поступает на регулирующий клапан 13 и уменьшает расход вторичного воздуха на 30 . Тем самым суммарный расход воздуха возвращается к заданному значению и температура в печи со стороны загрузки не изменяется. При увеличении температуры в печи 1 со стороны выгрузки на 10°С соответственно уменьщается расход газа примерно на 3 , первичного воздуха на 30 . и увеличивается расход вторичного воздуха на 30 мз/ч. При изменении, например, уменьшении, температуры в печи 1 со стороны загрузки на 10°С на вход регулятора 11 суммарного воздуха поступает корректирующий сигнал с измерителя 12 температуры, сигнал с выхода регулятора 11 через регулирующий клапан 13 увеличивает расход вторичного воздуха на 50 . При этом суммарное количество воздуха увеличивается на 50 и температура в печи 1 со стороны загрузки возвращается к заданному значению, так как зависит от количества и температуры отходящих газов.

При увеличении температуры в печи 1, со стороны загрузки на 10°С соответственно уменьшаются расход вторичного воздуха на 50 и суммарный расход воздуха на 50 мз/ч.

Проверка предлагаемого способа в опытно-промышленных условиях подтверждает возможность стабилизации температурного режима вращающейся печи с точностью ± 1,5%, что позволяет увеличить выход продукта -заданного грансостава с 55 до 75%.

Формула изобретения

Способ автоматического управления тепловым режимом вращающейся печи путем подачи сырья, изменения подачи топлива и воздуха в зависимости от температуры отЗегрузко

ХОДЯЩИХ газов, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода гранулированного готового продукта, суммарный заданный расход воздуха поддерживают изменением расхода вторичного воздуха, подаваемого в печь со стороны выгрузки, с коррекцией суммарного заданного расхода воздуха по величине отклонения температуры от заданного значения в печи со стороны загрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 444928, кл. F 27 В 7/00, G 05 D 27/00, 1971.