Способ управления процессом обжига цементного клинкера

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (191 (111 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3828623/29-33 (22) 25. 12. 84 (46) 23. 01. 87. Бюл. 11- 3 (71) Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промышленности (72) Ю.В. Уманский и И.А. Фридман (53) 621.926(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 660951, кл . С 04 В 7/44, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 685644, кл. С 04 В 7/44, 1979. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ОБЖИГА ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА (57) Изобретение касается производства цементного клинкера. Оно может быть использовано в цементной промышленности и позволяет повысить точность управления. Для достижения (БВ4 С 04 7 44 F 27 D 19/00 этой цели измеряют температуры материала после теплообменников и периодическое изменение расхода цементного сырьевого шлама от его среднего значения, измеряют температуру выходящих из печи газов и определяют период среза периодических изменений расхода цементного сырьевого, шлама, причем период изменений расхода цементного сырьевого шлама устанавливают в 10-16 раз меньше периода среза этих изменений по минимуму средней температуры выходящих из печи

rasos, а амплитуду изменений расхода цементного сырьевого шлама устанавливают по максимуму температуры материала после теплообменников в, пределах 16-90Ж от среднего расхода цементного сырьевого шлама. 2 табл, 1284964

И риода (частоты) среза колебаний по этому параметру. Под периодом (частотой) среза из теории автоматического регулирования понимается минимальный период (максимальная частота) колебаний параметра, характеризующего какой-либо материальный поток на входе в объект, которые воспринимаются приборами, т.е. не фильтруются полностью на выходе из объекта, В нашем случае колебания питания печи шламом при их периоде (частоте) большем (меньшей), чем период (час25 тота) среза, приводят к колебаниям слоя клинкера на выходе из печи. Величина периода (частоты) среза зависит от емкости объекта и определяется экспериментально. Для вращающихся печей, являющихся объектами с большой емкостью, они определялись при разработке систем автоматического регулирования и составляют по периметру расход шлама частоту порядка

-Ф

10 — 10 Гц и период порядка

35 б 28 (10 10+э ) с.

В табл. 1 приведены результаты. экспериментов по выявлению периода изменений расхода шлама, а в табл.2— по выявлению амплитуды изменений рас40 xopa mnaMa

При пульсирующей подаче шлама в З0 печь в те моменты времени, когда шлама подается мапо, пленка на цепях осыпается, металл теплообиенника оголяется и интенсивно прогревается, хорошо прогревается при этом контактирующий с ним материал, связность его, масса уменьшается. Материал быстрее проходит вперед, смешиваясь с менее нагретой предыдущей массой материала и нагревая ее.

Хорошо нагретые цепи интенсивно отдают тепло материалу, в моменты пульсаций, когда шлама подается много. Интенсивная теплоотдача продолжается пока цепи не остынут, что приведет к образованию на них вышеупомянутой пленки. и т.д. аналогично вышесказанному. При этом период (частота) пульсаций, определяемый эмпирически, выбирается соответствующей наименьшей среднейтемпературы газов за холодным обрезом печи, так как при этом, при прочих равных условиях, теплоотдача газ-цепи наибольшая, что и снижает в среднем температуру отходящих газов до наименьшей.

Необходимым условием успешного осуществления способа является необходимость равномерного прохождения

Изобретение относится к производству цементного клинкера и может быть использовано в цементной промьппленности.

Целью изобретения является повьппение точности управления.

Сущность способа заключается в следующем.

Задача, решаемая применением теплообменных устройств во вращающейся печи, состоит в первую очередь в улучшении теплообмена между теплоносителем и материалом, что приводит к увеличению температуры последнего, фиксируемого пирометром.

Прерывистая или пульсирующая подача шлама приводит к повышению эффективности работы теплообменников,цепных завес, особенно в зоне жидкого и пластичного шлама. Это происходит потому, что цепи, выходящие из потока шлама при вращении печи, покрыты сначала шламовой, а затем сухой пленкой, на которую присаживается пыль. Эта пленка препятствует интенсивному нагреву звеньев цепи, так как имеет коэффициент теплопередачи значительно ниже, чем у металла теплообменника материала по зоне спекания, где тепловое напряжение максимально, и неравномерность слоя материала наиболее существенно сказывается на качестве клинкера, а следовательно, на эффективности обжига вообще.

С этой целью период (частота) пульсаций расхода шлама в печь должен быть намного меньше (больше) пеКачественный обжиг материала в печи возможен при постоянстве слоя материала по всей зоне спекания, т.е. на входе.в нее, что, как установлено экспериментально (табл. 1),предотвращает период (частоту) пульсаций по расходу шлама в 10 раз меньшую периода (большую частоты) среза. При периоде меньшем (частоте большей) их колебания слоя материала в зоне спекания печи отсутствуют; при периоде (частоте) колебаний, слоя больше (меньше) этой величины (табл. 1) колебания слоя материала проходят в зоне спекания, постепенно в ней затухая (табл.1) и температура газов после теплообменников (на образце печи) и для печи

4,0х150 м показана в табл. 1, из коСпособ управления процессом обжига цементного клинкера во вращающейся печи, снабженной теплообменниками, включающий измерение температуры материала после теплообменников и периодическое изменение расхода цементного сырьевого шлама от его среднего значения, о т л и ч,а юшийся тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют температуру выходящих иэ печи газов и определяют период среза периодических изменений расхода цементного сырьевого шлама, причем период изменений расхода цементного сырьевого шлама устанавливают в 10-18 раэ меньше периода среза этих изменений по минимуму средней температуры выходящих из печи газов, а амплитуду изменений расхода цементного сырьевого шлама устанавливают по максимуму температуры материала после теплообменников в пределах 16-90Х от среднего расхода цементного сырьевого шлама.

3 12849 торой видно, что конкретный период (частота) пульсаций в 14 раз меньше периода (больше частоты) срезы для этой печи.

Амплитуда пульсаций расхода шлама выбирается также из условий достижения наилучшей эффективности предлагаемого способа.

Исследования проводились при оптимальной частоте (периоде) пульсаций, 10 определенной по вышеописанной методике.

При этом, если амплитуда пульсаций будет меньше 16 от среднего расхода шлама в печь, то такой режим практи- 15 чески .неотличим от режима с равномерной подачей шлама в печь (табл.2).

При амплитуде выше 90Х невозможно подать шлам в реальный объект, происходит перелив его в пыльную камеру 20

-что связано с наклоном печи, скоростью ее вращения, вязкостью шлама и т.д. (табл. 2). Таким образом, конкретная величина амплитуды пульсации расхода шлама лежит в интервале 16-90Х от 25 средней величины.

Конкретная величина амплитуды колебаний внутри вышеуказанного интервала определяется достижением наибольшей средней температуры материала на 30 выходе из теплообменных устройств и для печи 4х150 м показана в табл. 2, и составляет 50Х от средней величины.

Температура материала после теплообменников увеличивается вследствие более интенсивного его нагрева в зоне теплообменников при пульсациях расхода шлама в печь.

Пример. Вращающаяся печь раз.мером 5х185 и мокрого способа произ- 40 водства работает с производительностью 72 т клинкера в час или 145 т шлама в час при удельном расходетоплива 215 кг на тонну клинкера.

Печь оснащена устройствами для измерения температуры выходящих из печи газов и материала после телообменниов, изменения расхода шлама в печь. емпература отходящих газов 245 С, о температура материала после теплообменников (цепной завесы) 180 С, коэффициент теплопередачи в зоне теплообменников 42,3 ккал/м ч град.

Способ осуществляется в следующей последовательности. 55

Определяют по известной методике период (частоту) среза по параметру расхода шлама. Частота составляет

64 4

2,35х10 Гц, а период 2,67.10" с или 7,4 ч.

Определяют, что граничные величины периода (частоты} пульсации расхода шлама составляют (2,35х18)х10

4,23х10 Гц и (2,35х10)х10

=2,35х10 Гц и соответственно 1,48х х10 с и 2,67х10 с или 0,41 ч и

0,74 ч.

Экспериментально по минимуму температуры отходящих газов определяют период (частоту) колебаний расхода шлама, составивший 1,91 х 10 с з (3, 29х10 Гц), что в 14 раз меньше периода (больше частоты) среза.Температура отходящих газов при этом составляет 223 С.

Граничные значения амплитуды пульсаций расхода шлама составляют 16 и

90Х от 145 т/ч, т.е. 23,2 и 130 т/ч.

По максимуму температуры материала о за цепной завесой равной 196 С определяют амплитуду пульсаций расхода шлама, составившей от среднего расхода ЗОХ или 43 т шлама в час.

Осуществление предлагаемого способа привоцит к повышению эффективности работы печи, т.е. к снижению расхода топлива и повышению производительности агрегата.

Формула и з о б р е т е н и я

1284964

Таблица

Амплитуда колебаний слоя материала (в 7. от средней величины*) Отношение частоты пульсации расхода шлама к часПример

ИзменеИзменение ние производительности печи, т/ч удельного расхода топлива,кг удельного топ

На входе в зоНа выПосле теплообменВ середине зоны теплообмен

Темпе-. ходе из печи ратура газа на тоте среза.

Отношение ну спекания ников выходе из печи периода среза к периоду пульсаций расхода шлама ников лина на тонну клинкера

+4,4

237

26

+4,3

235

226 +3 2

24

+2,7

214

+1,9

211

208

21

+0,3

206 0(214,3) 0(73,5) 14

206

+0,2

+0,5

207

10

+1,4

210

216

+2,0

33

22

218

226

+3,2

+4,3

235

42

+5,0

247

36

41

+5,7

255

37

0,1

*) Характеризует, отсутствие (О) или наличие колебаний слоя материала на соответствующем участке печи.

Таблица 2

Изменение

Амплитуда пульсаций ра хода шлама (% от средней величины) Пример уда ко и слоя производительности печи, т/ч теплоиков

+1,4

182

-0,5

-0,5

+1,4

182

П р и м е ч а н и е. Знак "+" — увеличение, знак "-" — уменьшение.

-1,5

-1,4

-1Ф 1.

-0,9

-0,6

-0,2

-0,1

-0,1

-0,1

-0,4

-0,7

-0,8

1ю1

-1,4

-1,7

-1,9

1284964

Продолжение табл.2

9 ) б

0(214,3) 193

0(73,5) 20

193

21

196

33

198

-0,1

-0,1

-0,1

-0,2

-0,2

-0,3

50.

202

+0,1

48

204

55

206

+0,1

80

209

212

+0,1

+0,1

100

Перелив шлама за обрез печи

П р и м е ч а н и е. Знак "+" — увеличение, знак "-" — уменьшение, Составитель В. Алекперов

Техред А.Кравчук Корректор A ° Обручар

Редактор Г. Волкова

Заказ 7553/25 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4