SU1043459A1 - Способ автоматического управлени процессом обжига клинкера во вращающейс печи - Google Patents

Abstract

СПОСОБ АБТОМАТИЧ8СКСЧ ГО УПРАВЛЕНИЯПРОЦЕССОМ ОБЖИГА КЛИНКЕРА ВО ВРАШАЮШЕЙСЯ ПЕЧИ, включающий измерение содержани  кислорода в отхоц шик газах, темпе ; ратуры воздуха в разгрузочной камере печи и регулирование расхода топлива и воздуха, о.тличаюшийс  тем, что с цепью экономии топлива и повышу НИН качества получаемого продукта, Oi 11; i К TB :;;-; iEBJiFr полнительно и&мер Ют рассто ние от точки воспламенени  топлива до обреза форсунки, . разность температур охлаждаемого клинкера, определ емых на входе и выходе каждой из камер холодильника , определ ют энтальпию воздуха, выбрасываемого из холодильника как избыточного , и по значени м температур, рассто ни  и энтальпии измен ют расход топлива и воздуха, подаваемого в печь вместе с топливом, а положение шибера дымососа измен ют в зависимости от энтапь- , ПИИ воздуха, выбрасываемого из холоди ль вика как избыточного, и содержани  кислорода в отход щих газах, при этом i температуру клинкера на выходе из гор чей и холодной камер холодильника регу (Л лируют по разности температур охлаждав мого материала на входе и выходе каждой из камер изменением скорости возвратно-поступательного движени  КОЛОСНИ-; новой решетки и изм,енением положени  щибера общего дуть . 4f СО 4 СП со

Description

Изобретение относитс  к способам автоматического управлени  и регулировани  процессом обжига клинкера во вращающихс  печак.

Известен способ регулировани  обжига портпанццементного клинкера, в котором расхоц топлива и воздуха осущестл ют в зависимости от мощности излучени , соответствующей оптимальной степени обжига клинкера по всей зоне спекани  1 .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ автоматического р&гулировани  процессом обжига клинкера, основанный на изменении расхоца топлива и холодного воздуха в печи, регулировании поцачи сырьевой смеси на обжиг , изменении количества отхоц ших газов. Расхоц топлива корректируетс  по температуре отход щих газов и по нагрузке главного привода печи. Подачу сырьевой смеси регулируют по температуре отход щих газов, а подачу холодного воздуха - по температуре первичного воздуха 2 J .

Недостатком известных способов  &л етс  то, что они не в полной мере учитывают режим охлаждени  клинкера в колосниковом холодильнике и не стабилизируют положение факела в зоне гореНи  не учитывают температуру ropyiero воздуха, подаваемого в зону горени  из . холодильника. Кроме того, указанные способы не позвол ют непрерывно в автоматическом режиме учитывать КПД работы холодильника.

Целью изобретени   вл етс  экономи  топлива и повышение качества получаемого продукта.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу автоматического управлени  процессом обжига клинкера во вращающейс  печи, включающему измерение содержани  кислорода в отход щих газах, температуры воздуха в разгру ;зочной камере печи и регулирование раокода топлива и воздуха, дополнительно измер ют рассто ние от точки воспламенени  топлива до обреза форсунки, разность температур охлаждаемого клинкера определ емых на входе и выходе каждой из камер холодильника, определ ют энтальпию воздуха, выбрасываемого из холодильника как избыточного, и по значени м температур, рассто ни  и энтальrtmi измен ют расход топлива и воздуха, подаваемого в печь вместе с топливом, а положение шибера пымососа измен ют в зависимости от энтальпии воздуха,

выбрасываемого из .холодильника как

избыточного, и содержани  кислорода в отход щих газах, при этом температуру клинкера на выходе из гор чей и холодной камер холодильника регулируют по разности температур охлаждаемо го материала на входе и выходе каждой из камер изменением скорости возврат. но-поступательного движени  колосниковой решетки и изменением положени  шибера общего дуть .

Способ по сн етс  на примере обжига клинкера во вращающихс  печах, работаю щих по мокрому способу. Дл  таких печей значительную экономию топлива мож. но получить. повышением эффективности работы холодильника, когца больша  часть тепла клинкера, выход щего из при 1100-1200°С, передаетс , так

называемому, вторичному воздуху. Этот воздух подаетс  в печь дл  сжигани  топлива. Причем, чем выше температура этого воздуха и больше его объем, тем больше количество тепла возвращаетс  в печь. За счет этого снижаетс  расход топлива н обжиг клинкера.

При плохой работе холоцильника, копда мало подаетс  воздуха на охлажцение клинкера, увеличиваютс  все темпёрату-

ры, т. е. температура клинкера t ,д на вь1ходе из холодильника, температура избыточного воздуха и температур гор чего воздуха, подаваемого в печн BTOpH4Horo),t., Несмотр  на то, что

-t g возросла, КПД холодильника остает с  низким ак как потери тепла Q,Q На 1кг К7ОШкера, опрецеп емые соотношением (1) оказываютс  большими из-за кысокккЧ Лг ператур клинкера и воздуха:

Q..,c.,,t, , .(1|, .

пот В В

« jxtg иС, соответственно энтальпии j-воздуха и клинкера, выход щих из зрлодильника; С„ и С., - теплоемкости воздуха и

ВКЛ

клинкера.

С увеличением объема воздуха охлаждени  Vg , подводимого поц колосниковую решетку, пор дка 3 им на 1 кг клинкера, температура клинкера -t на выходе из холодильника и . температура избыточного воздуха t снижаютс  в 2-3 раза. На 5-10% снижаетс  и температура вторичного t воздуха. Однако возрастает его объём в 1,5-2 раза. В результате этого снижаютс  потери тепла, а следовательно, возрастает КПД. Другим важным фактором в упра&. . лении процессом  вп етс  формирование удлиненного с преаепьной. степенью теп- понапр жени  факела. Известно, что короткий , с высоким теппонапр жением, факел, не позвол ет создать прочную обмазку в зоне спекани  и поэтому привЬ дит к быстрому износу футеровки. Уцлиненный , менее теплонапр женный факел, способствует образованию .устойчивой обмазки по всей зоне спекани . : Скорость горени  топлива йависит от температуры воздуха, с которым смешиваетс  топливо, и от интенсивности смешени  воздуха с топливом. Причем, чем ниже температура воздуха, подводимого в зону, горени , и чем выше интен сивность его смешени , тем выше скорость горени  топлива, а следовательно, выше теплонапр жение на котором участ«г ке. Дл  формировани  факела требуемой цлины и необходимого теплонапр жени  нужно выбирать оптимальные соотношени  температуры и ннтёнсивнбсти шени . Длjaнy факела можно изменить и количеством избыточного воздуха, пЬцвоцимого в зону горени . Объем избы точного воздуха в зоне горени  в свою очередь регулируетс  запечными дымососами . Колебани  объема и температуры воздуха, подводимого в зону горени , из за непрерывного изменени  соотношени  холодного воздуха, подаваемого с топли вом , холодного воздуха, подаваемого под неподвижные колосники холодильника и нагретогс клинкером (вторичного) возду некоторые колебани  питани  печи шламом , топливом, изменение физико химиче кого состава сырь  требуют Д1епрерывнрй коррект ровки места воспламенени  тогьпива , формы и прот женности факела. На чертеже изображено устройство цп  осуществлени  предлагаемого способа . . Способ включает подачу топлива от питател  1, пооачу холодного первич- кого воздуха от вентил тора 2 вместе с топливом, подачу гор чего вторичного воздуха из разгрузочной камеры 3 копоо никового холодильника 4, поцачу хопоцкого воздуха от вентил тора 5 под непоф вижньш колосники 6 холодильника, подвид чу от вентил торов 7 и 8 воздуха охлаж дени  клинкера под подвижные колосншс Ог вые решетки 9   1О гор чей, и холод. ной камер холодильника 4, регулирование пр ЕШодамв 11 и 12 скорости возвратнопоступательного движени  колосниковых решеток 9 и 1О, регупировашю ко11 чог:тва холодного воздуха, подводимого поц гор чую и холодную камеры шиберами 13 и 14, регулирование количества избыточного воздуха в зоне горени  шибером 15 зйпечного дымососа 16, измерение рассто ний Е и У2 от топливной форсунки 17 цо точки 18 воспламенени  датчиками 19 и 2Ojизмерение температуры в начале и конце гор чей камеры холодильника ; 4 датчиками 21 и 22, измерение температуры клинкера на выходе из холодильника датчиком 23, измерение объема и температуры избыточного воздуха, выбрасываемого из холодкльЙика , датчиками 24 и 25, измерение кислорода в отход щих газах датчиком 26, установленного В1пылеосашггельной кам& ре 27, измерение температуры гор чего воздуха в разгрузочной камере 3 датчиком 28. Автоматическое управление процессом горени  в печи, а также снижение тепло потерь в колосниковом холодильнике 4 происходит с помощью двух контуров регулировани . Первый контур осущестьл ет непрерывное автоматическое регул рование расхода топлива от питател  и первичного холодного воздуха от вент№, л тора 2, подаваемого имеете с топли .вом. Кроме того, с псмощью датчиков 19 и 20, измер ющих рассто ние от обр&- за форсунки 17 до точки 18 воспламе. нени  и шибера 15 дымососа 16, осуществл етс . }1епрерывна  стабилизаци  формы факела. Управл ющим сигналом в этом контуре служит сигнал, полученный от датчика 28, Измер ющего темпера туру гор чего воздуха, подаваемого из холодильника 4 в зону горени . Если измеренна  температура выше заданной, то в печь подаетс  вместе с -горючим воздухом больше тепла, чем это тре буетс  дл  обжига. В этом случае смещаетс  точка воспламенени  в сторону форсунки. В печи становитс  жарко, материал перегреваетс . Это способствует образованию сваров. вместо гранул 5-.2О образуютс свары 1ОО-15О мм. Такой клинкер плохо охлаждаетс  и температура клинкера на шлходе из холодильника повышаетс . При этом снижаетс  и качество кпвнкера. Если температура гор чего воздуха ниже заданной, в печь подводитс  недоо. тотач ое количество тепла, и если не увеличить подачу топгаша в зону горейв  , теплова  мощность печи снижаетс , обжигаетс  не полностью, ухуцшаетс  его гранулируемость, В потоке материала образуетс  много пылевидной фракции . Такой клинкер также как он охлаждаетс  плохо из-за низкой возцухопроницаемости. Снижаетс  и качество клинкера. Таким образом, в печи необхоцимо поццерживать оптимальный и стабилизированный тепловой режим обжига . Дл  обеспечени  устойчивости обмазки на заданном участке необхоцимо поццерживать посто нную прот женность зоны горени  топлива. Добитьс  такого режима горени  можно поццерживанием посто нной температуры гор чего возцуха , поцвйцимого в зону горени , а также регупированием количества избыточного возцуха. в зоне горени . Объем избыточного воздуха в печи регулируетс  запечными дымососами. Причем, чем .большее разрежение созцают цымососы за обр&зом холоцной части печи, тем больше возцуха просасываетс  в печь, тем выше .коэффициент избытка cL воздуха в зоне горени . При увеличении коэффициента избытка возцуха возрастает ско. рость горени  топлива, а факел смещаетс  в.сторону холоцного конца печи. Это приводит к образованию удаленно. го короткого теплонапр женного , при этом изменение разрежени  за обрезом печи осуществл етс  с помощью шибера 15 аымососа 16. Управл ющим сигналом здесь служит сигнал, характ&ризующий энтальпию воздуха, выбрасываемого из холодильника как избыточног Управл юигим этот сигнал выбран дл  того, чтобы использовать весь гор чий воздух холодильника. Как только теплопотери с избыточным воздухом превышаю допустимые, система регулировани  изме . н ет положение шибера 15 дымососа 16 увеличива  разрежение за обрезом холод ной части печи, а следовательно, и на гор чем конце печи. Корректируетс  этот сигнал по наличию кислорода в отход щих газах(характеристика полноты сгорани  топлива). Кроме указанных факторов, положение точки воспламенени  топлива корректируетс  сигналами от датчиков 19 и 2О с помощью шибера 43 вентил тора 5 холодного воздуха. Увеличива  или . уменьша  объем холодного возцуха, подаваемого под непоцвижные колосники 6 холодильника 4, тем самым увеличивают или уменьшают его долю в общем объеме гор чего воздуха. Следовательно снижаетс  в большей или меньшей мере температура гор чего возцуха в разгрузсзчной камере 3 и в зоне горени . Это смещает точку воспл.аменени  топлива в ту или другую сторону от обреза форсунки. Второй контур осуществл ет непрерывное автоматическое снижение теплопотерь холодильника 4. Достигаетс  это за счет непрерывного регулировани  температуры обожженного материала в каждой.из камер. Регулирование температуры осуществл етс  изменением толщины сло  материала на колосниках за счет возвратно-поступательного цвижени  колосниковой решетки, а также изменением количества воздуха, подава&мого на охлаждение клинкера. Управл ющим сигналом изменени  скорости движени  колосниковой решетки и изменени  количества воздуха, подаваемого на охлаждение клинкера,  вл етс  разность температур, определ емых на входе и выходе каждой из камер охпажденн:. Ьсли разность температур ниже заданного значени  - скорость движени  колосниковой решетки увеличиваетс , снижаетс  слой материала, увеличиваетс  его воздухопроницаемость, и, наоборот, если выше заданного, скорость движени  колосников уменьшаетс . Соответственно ув&личиваетс  или уменьшаетс  объем воздуха , подводимого под колосниковую решет-i ку от вентил торов 7 и 8. I, .Управление процессом обжига лроиоходит в следующей последовательности. Гор чий воздух из холодильника 4 поступает в разгрузочную камеру 3 и затем в зону горени  печи 29., В разгрузочной камере установлен датчик 28, который контролирует температуру гор чего воздуха , подводимого в зону горени . ЭлектрИ ческий сигнал от датчика 28 подаетс  на устройство 30 сравнени , где сравниваетс  с заданием 31 температуры, и далее результирующий сигнал подаетс  на устройства 32 и 33 сравнени . На устройство 32 сравнени  подаетс  задание 34 регул тору 35 расхода колодного воздуха. Регул тор 35 выдает корректирующий сигнал исполнительному механизму 36, который в свою очередь измен ет положение шибера -37 расхода хоподного воздуха от вентил тора 2. На устройство 33 сравнени  подаетс  за дание 38 регул т{фу 39 расхода топлива . Регул тор 39 вырабатывает, корректирующий сигнал исполнительному меха7104 низму 40, который измен ет положение рабочего органа 41 питател  1 топнива . В скему также вкоцит устройство 42 сравнени .; Схема работает спеауюшим образом, Еспи температура в камере 3 выше зацанной, корректирующий сигнал снижает расход топлива и соответственно . уменьшает, подачу холодного воздуха, о.сли ниже заданной, наоборот, увепичиваёт расход топлива и воздуха. РегулирОвание формы факела осуществл етс  .с помощью шибера 43 вентил то :. ра 5 холодного воздуха, исполнительного механизма 44, регулг тора 45, шибера 1.5

дымососа 16, исполнительного механиэ-, м.а 46 и регул тора 47. Топливно-воэдушна  смесь подаетс  в зону гор&. . : ни  с установленной скоростью, а точка воспламенени  определ етс  температурой гор чего воздуха, подводимого в зону горени . Датчики 19 и 20 контролируют точку воспламенени . Если рассто ние от форсунки меньше или больше требуемого, то сигналы от датчиков 19 и 2О через устройство 42 сравнени  корректируют задание 48 pi. гул тору 45 расхода холодного воздуха от вентил тора 5 под неподвижные колосники 6, который измен ет положение шибера 43 с помощью исполнительного механизма 44. Причем в том случае, когда температура гор чего воздуха выше необходимой и точка воспламенени  смещаетс  за пределы, контролируемые датчиком 19, в сторону форсунки (ран. нее воспламенение), то на регул торе 45 формируетс  сигнал увеличени  холодного воздуха от вентил тора 5. Если точка воспламенени  смешаетс  в сторону холодного обреза печи 29 за прецепы 22 контролируемые 20 (позднее воспламенение), подача холодного воздуха от вентил тора 45 уменьшаетс . На схеме показаны также отход щие Из печи газы 49, преобразователь 5О, устройство 51 сравнени , задние 52.

Дополнительное корректирование фс мы факела осуществл етс  шибером 15 дымососа 1в с помощью исполнительног С механизма 46 и регул тора 47. На регул торе 47 через устройство 53 сра&нени , подаетс  сигнал задани  54 попе жени  шибера дымососа. Задан е 54 корректируетс  сигналом 55, характери зуюшим энтальпию воздуха, выбрасываемого из /холодильника как избыточного, Он.ф чрмируетс  преобразователем 50 от

выбрасываемого как избыточного, выше заданного значени , на устрЬйство 53 сравнени  формируетс  сигнал увелич.ни  разрежени  в пылеосадительной

0 камере 27. Этот сигнал сравниваетс  с сигналом, характеризующим содержание кислорода в отход щих газах. Если - знаки этих сигналов совпадают, регул5. тору 47 через устройство 53 сравнени 

5 с заданием 54 выдаетс  сигнал коррек- : ции. Далее вырабатываетс  сюгйал упра&лени  исполнительному механизму 4б дл  изменени  положени  шибера 15 дымососа 16.

0 В том случае, если знаки сигналов, поступающих на устройство 53 сравнени , не совпадают, вырабатываетс  р&. зультирующий сигнал, который позвол ет изменить разрежение в пылеос 5 ;аительной камере 27 и тем самым изllvieHHTb форму факела и разрежение в разгрузочной камере 3. ,

Контур автоматического регулировани  .. температуры клинкера на выходе каждой из камер холодильника осуществл етс  |в следующей послецовательности. Из печи 29 обожженный клинкер посггупает на неподвижные колосники 6, а затем на подвижные колосниковые решетки 9

5 и 1О. Датчики 21-23 температуры иа 1ер ют температуры на входе и выхоце гор чей и холодной камер. Сигналы от этих датчиков подаютс  на формирователь 58 и устройства 59 и 60 сра

0 ненн . На формирователь 58 подаетс  сигнал от датчика 22 температуры, измер емой одновременно на выходе ropstчей и входе холодной камер. На устроЛ ство 6О сравнени  подаетс  сшнал от датчика 21 температуры, измер емой на вхоце в гор чую камеру холодильника и задание 61 разности температур на входе и выходе гор чей камеры. Резуль59 цатчиков объема 24 и температуры 25 избыточного воздуха. Далее сигнал с преобразовател  50 поступает на устройство 51 сравнени , гце сравниваетс  с заданием 52, затем подаетс  на уст. ройство 53 сравнени , гае также сравниваетс  с сигналом, .приход щим от датчика 26, определ ющего содержание кислорода в отход щих газах через устройств во 57 сравнени , куца подаетс  зада ние 56 содержани  кислорода в откод ших газах. Схема регулировани  этого контура осуществл етс  в следуюитей последоватешзности . Если энтальпи  воздуха.

тируюишй сигнал рассогпасовани  по даетс , на устройсева 62 и 63 сравнени  гце сравниваетс  с зацанием 64 попожени  шибера 13 и зацанием 65 скорости возвратно-поступательного цвижени  колосниковой решетки 9.

Если сигнал разности температур мень ше заданного значени , устройство 63 сравнени  -выцает сигнал коррекции регул тору 66, котсрый, . в свою очерець дает задание на увеличение скорости вращени  двигател . Скорость возвратнопоступательного движени  колосниковой решетки увеличиваетс , и слой.; в гор чей уменьшаетс . Одновременно сигнал , характеризующий разность темпера - тур в гор чей камере, подаетс  на устройство 62 сравнени , где сравнивает с  с заданием 64 положени  шибера 13,

Если разность температур ниже задан ной, регул тору 67 выдаетс  сигнал на увеличение расхода объема воздуха. С регупиггора 67 корректируюишй сигнал поступает на исполнительный механинм 68 который измен ет положение шибера 13 вентил тора 7 холодного воздуха. Если разность температур выше заданной, регул тору 67 корректируетс  задание на уменьшение объема холодного воздуха, подводимого под колосниковую решетку гор чей камеры.

Аналогично осуществл етс  регулирование температуры и толщины сло  клинкера на колосниковой решетке в холодной камере.

С формировател  58 электрический сигнал подаетс  в устройство 59 сра&

нени , где сравниваетс  с значением температуры от датчика 23 на выходе из холодильника, и зацанием 69 разности температур на выходе и входе холодной . СустройстваЪ9, сравнешш.сигнал подаетс  на устройство 7О сравнени  скорости возвратно-поступательного дви жени  колосниковой решетки 1О и ,уст ройство 71 положени  шибера 14 вентил тора 8. На устройство 70 сравнени  подаетс  задание 72 возвратнопоступательного движени  колосниковой решетки 10, далее после сравнени  р& зультирующий сиграп поступает на регул тор 73 , который измен ет скорость вращени  двигател  12 привода колосни ковой решетки 10. На устройство 71 сравнени  подаетс  -задание 74 по ож& ни  шибера 14 вентил тора 8, Результвруюишй сигнал, после сравнени , подаетс  на регул тор 75, который с помощью исполнигельн.ого механизма 76 измен ет положение шибера 14 вентил тора 8.

Таким образом, с помощью предложен, ного способа будет обеспечено снинсение расхода топлива и повышение {каче 7гва получаемого продукта и качества регу ви ровани  процессом обжига. Пред/шгатеIvfbifi способ управлен   может быть иопользован самосто тельно, а такжеьсоч&« танки с аругими способами регулировани  ., и управлени  предессом обжига. Экономии ческий эффект от использовани  изобрет,вни  составн ет 20-40 тыс, руб. в год на одной печи.

Claims (1)

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧБСКО-j ГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА КЛИНКЕРА ВО ВРАШАЮШЕЙСЯ ПЕЧИ, включающий измерение содержания кислорода в отходящих газах, темпер ратуры воздуха в разгрузочной камере печи и регулирование расхода топлива и воздуха, от лич а ю шийся тем, что с цепью экономии топлива' и повышения качества получаемого продукта, до-* попнитепьно измеряют расстояние от точки воспламенения топлива до обреза форсунки, . разность температур охлаждаемого клинкера, определяемых на входе и выходе каждой из камер холодильника, определяют энтальпию воздуха, выбра| сываемого из холодильника как избыточного, и по значениям температур, расстояния и энтальпии изменяют расход топлива и воздуха, подаваемого в печь вместе с топливом, а положение шибера дымососа изменяют в зависимости от энтальпии воздуха, выбрасываемого из хопоципь ника как избыточного, и содержания кислорода в отходящих газах, при этом температуру клинкера на выходе из горя- с чей и холодной камер холодильника регулируют по разности температур охлаждаемого материала на входе и выходе каждой из камер изменением скорости возвратно-поступательного движения колосниковой решетки и изменением положения шибера общего дутья.

   SU „1043459