Способ автоматического управления обработкой карбонатного сырьевого материала в трехагрегатной технологической цепи

 

Изобретение относится к способам регулирования процессов и агрегатов, применяемых для производства строительных материалов из карбонатного минерального сырья, например цемента , извести. Может найти применение в строительной и химической промышленности . Целью изобретения является повышение точности управления. Для достижения поставленной цели измеряют температуру на выходе теплообмен-1 ника, декарбонизатора и сырьевой мельницы, измеряют гранулометрический состав и расход материала на выходе сырьевой мальницы, задают оптимальные значения степени декарбонизации на выходе каждого агрегата, задают гранулометрический состав на выходе сырьевой мельницы и заданный оптимальный расход матер -апа на выходе сырьевой мельницы, по результатам сравнения текущих и заданных параметров сырьевой смеси осуществляют изменение регулирующего воздействия по топливу пропорционально отклонению текущей степени декарбонизации от заданной с одновременным использованием последнего для изменения заданных оптимальных значений степеней декарбонизации в других агрегатах, изменение регулируюпего воздействия по расходу материала в теплообменник пропорционально отклонению текущего расхода от заданного на выходе сырьевой мельницы, с одновременным воздействием на расход топлива в теплообменник , декарбонизатор и сырьевую мельницу пропорционально изменению расхода материала на входе в теплообменник и изменение аэрации сырьевой мельницы, t нл. (Л о, сэ Јь сп

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

ЕЕСПУБЛИН (1Ю (111

А1 щ)5 В 02 С 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДФРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (71) 4677977/33 (22) 11. 04 ° 89 (46) 30.04.91. Бюл. Р 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации предприятий промынпенности строительных материалов (72) Т.Г.Вахарева, М.Л.Комова, С.К.Лороганич и R.Í.Çàõëðîâ (53) 621.926(088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР

Р 889638, кл..F 27 П 19/00, 1978 .

Авторское свидетельство СССР

Р 803974, кл. В 02 С 25/00, 1979. (54) 01(ОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБРАБОТКОЙ КАРБОНАТНОГО СЫРЬЕВОГО

МАТЕРИАЛА В ТРЕХЛГРГГАТНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕПИ (57) Изобретение относится к способам регулирования процессов и агрегатов, применяемых для производства строительных материалов из карбонатного минерального сырья, например цемента, извести. Может найти применение в строительной и химической проиимпенности. Иелью изобретения является повьанение точности управления. Для достижения поставленной цели иэмеИзобретение относится к способаи регулирования процессов и агрегатов, применяемых для производства строительных материалов из карбонатного ряют температуру на выходе теппообмен ника, декарбонизатора и сырьевой мельницы, измеряют гранулоиетрический состав и расход материала на выходе сырьевой мальницы, задают оптимальные значения степени декарбонизации на выходе каждого агрегата, задают гранулоиетрический состав на выходе сырьевой мельницы и заданный оптимальный расход матер:апа на выходе сырьевой мельницы, по результатам сравнения текущих и заданных параметров сырьевой смеси осущеотвляют изменение регулирующего воздействия по топливу пропорционально отклонению текущей степени декарбонизации от заданной с одновременным использованием последнего для изменения эаданггг.m.оптимальных значений степеней декарбонизации в других агрегатах, изменение регулирующего воздействия по расходу материала в теплообменник пропорционально отклонению текущего расхода от заданного на выходе сырьевой мельницы, с одновременным воздействием на расход топлива в теплообменник, декарбонизатор и сырьевую мельницу пропорционально изменению расхода материала на входе в теплообменник и изменение аэрации сырьевой мельницы. 1 ил. минерального сырья, например пеиента, извести.

Нель изобретения — повьп1эение точ ности управления.

1645010

50

На чертеже показана схема реализации способа в трехагрегатной технологической цепи.

Сущность способа управления заключается в следующем.

По измеренной температуре вычисляют степень декарбонизапнч материала по формуле:

lil

-FART(t) (3= j k е дс

О где (— степень декарбониэации, под степенью декарбонизации понимают степень декарбониэацнн в данном агрегате;

6 — время пребывания материала в агрегате;

k — коэффициент пропорциональности, определяется экспериментально;

Š— энергия .активации процесса кДж декарбониэации (E 1800 ); кг

T(t) — текущая температура мате9 риала в агрегате;

R — универсальная газовая поко стоянная R 19,2 ——

Ф кг. К

Время пребывания в каждом агрегате Г определяется предварительно путем эксперимента.

I.

Вычисленную по температуре текущую степень декарбонизации в каждом агрегате сравнивают с заданной степенью декарбонизации., Если разность текущей степени декарбонизации и заданной отрицательна,.то на входе в аппарат увеличивают расход топлива или вторичного воздуха в .зависимости от типа аппарата пропорционально полученной разности. Полученную разность используют для изменения заданных степеней декарбонизации в других агрегатах. Если разность отрицательна, то увеличивают степень декарбонизации агрегатов, следующих за данным и предшествующим агрегатом,так, чтобы степень декарбонизации материала на выходе сырьевой мельницы имеет ла минимальное отклонение от 100!, .Если разность текущей степени декарбониэации и заданной положительна,то действуют наоборот. Расход матери!

О

40 ала на выходе сырьевой мельницы поддерживается постоянным с целью использования его для подачи во вращающуюся печь или другой аппарат обжига, где требуется поддерживать постоянный расход материала на входе. Для стабильной работы теплообменника, декарбонизатора и сырьевой мельницы также необходимо поддерживать постоянный расход материала, так как изменение расхода материала приводит к изменению температуры в агрегате и отклонению степени декарбонизации от заданной. Ввиду инерционности изменения температуры стабилизация расхода позволяет управлять процессом более точно.

Измеренный текущн& расход материала сравнивают с заданным. Если результат отрицательный, то на входе в теплообменник увеличивают расход материала и расход топлива илн вторичного воздуха, на входе в декарбонизатор увеличивают расход топлива или .вторичного воздуха, чтобы поднять температуру в агрегате, с задержкой; равной времени прохождения материала через теплообменник, на входе в сырьевую мельницу увеличивают расход топлива или вторичного воздуха с задержкой, равной времени прохождения материала через теплообменник и декарбонизатор. Для того, чтобы не изменилась тонкость помола на выходе сырьевой мельницы при изменении расхода, при отрицательной разности текущего расхода и заданного уменьшают аэрацию мельницы с запаздыванием, равным времени прохождения материала через теплообменник и декарбониэатор, путем уменьшения перепада давления на выходе и входе сырьевой мельницы и наоборот. При отклонении тонкости измельчения на выходе сырьевой мельницы от заданной изменяют аэрации мельницы. При отрицательной разнице текущей и заданной тонкости помола увеличивают аэрацню мельницы, при положительной наоборот.

Схема реализации способа включает теплообменник 1, декарбонизатор 2, сырьевую мельницу 3, датчики 4-6 температуры HR внходе агрегатов, блоки

7-9 определения текущей степени цекарбонизации по температуре, эадатчнки 10-12 оптимальных значений,+> степени декарбтнизации, блоки 13-15 сравнения, сумматоры 16-18 регулнру0

k л

- 6(8т(Ф) е dr.

На задатчиках 7, 11 и 15 выставляют заданные значения j5 >а а>

На эадятчике 18 выставляют значение заданного грянсостлва, на эадатчике ?1 — заданный расход материала.

На выходе всех агрегатов измеряют температуру материала, вычисляют по ней степень декяр6ониэации. Сравнивают значение Р и (3 аци, если разность P — P А отрицательна, то увеличивают расход топлива в этом агрегате.

50

Одновременно, если разность (3—

Р д „д отрицательна, увеличивают за н у других агрегатов. Если ранее у этих агрегатов разность 3

-P ä6Iëà равна нуги, то теперь вследствие увеличения Р Ъа даН +

+ а 3 заедая в результате срлвнения в блоке будет величина — P 4 Ня

164501 ющих воздействий по расходу топлива или вторичного воздуха в агрегаты

t-3 (теплообменник, декарбонизатор, сырьевая мельница соответственно)

5 датчик 19 расхода материала, задатчик 20 расхода материала, блок 21 сравнения, датчик 22 гранулометрического состава на выходе сырьевой мельницы, задатчик 23 грансостава, блок 24 сравнения грансостава, сумматор 25 регулирующих воздействий по аэрации сырьевой мельницы 3.

Способ осуществляется следующим образом. 15

При технологической наладке на конкретном объекте определяют время пребывания материала в каждом агрегате, что зависит от расхода материала и объема агреглта, особенностей 20 его работы. Исходя из времени прел бывяния с и температурного режима в агрегате, задаются оптимальной степенью декарбонизяции в каждом агрегате. Также экспериментально оп - 25 ределяют значение k для всех ягрегатов BO отобранным пробам материала на выходе иэ агрегата, по известному времени пребывания материала в агрегате, измеренной температуре Т и определенной по отобранной нробе материала степени декар6ониэяции Р по формуле входе остальных агрегатов увеличивается подача топлива илн вторичного воздуха пропорционально Ь(3 д для

, а н увеличения температуры в агрегате.

Теперь, когда недостаточно декярбонизовянный материал придет в последующие агрегаты, он будет о6рабатываться при более высокой температуре,что способствует более быстрому протеканию эндотермической реакции декярбониэяции, чтобы компенсировать разницу текущей и элдлнной степени декярбонизяции.

Если тонкость измельчения р на выходе мельницы 3 отклонилась от зев данной 3 о а„ и Разность — здрав положительна, лэряцию сырьевой мельницы уменьщлют, и если разность ,а4ая отрицательна, то аэряци -. Увеi лнчивлют, нлпример, с помощью изменения угла поворота задвижки ня магистрали мельница — дымосос.

Датчик 19 измеряет текущий расход материала. Если расход материала отклонился от заданного, а тонкость помола в мельнице 3 и степень декяр6онизлции соответствуют заданным, то на входе в те .:;ообменпик увеличивают расход млтерилт::л и топлива или вторичного воэдухл пропорционлльно изменению расхода млтериалл, ня входе л декярбон.iэлтop увеличивяют расход топливл или вторичного воздуха через время g,, равное пре6ывлнию мятерилля в теплообменнике, R первом агрегате. В сырьевую мельницу тлкже увеличивают расход вторичного воздуха или топливл через время c, + c,Z, рлвное времени пребывя/ ния млтерияля в теплообменнике и деклрбониэяторе, одновременно увеличивают лэряпию мельницы, чтобы тонкость помола материала не отклонилясь от заданной. Если расход млтсриллл отклонился от элдянного рлсходл, л тонкость помола и степеш деклрбониэации по агрегатам также не соответствуют эадлнным, то перечисленные регулирующие воэдествия суммируются с воздействиями, нлпрлвленными на ликвидацию отклоненной по степени декярбоииэлпии и тонкости помола, но с учетом времени элплздывлния для агрегатов 2 и 3.

Таким обрлэом, в результлтп измерения температуры, вычисления степени деклр6окиэяции в клждсм лTðåгате, корректировке эядлнной степени

16ч 5010 декарбонизации в каждом агрегате и подаче регулирующих воздействий на выходе сырьевой мельницы будет нагретый, полностью декарбонизованный сырьевой материал с заданной тонко5 стью помола. Поддержание параметров сырьевой смеси около заданного уровня на выходе всех агрегатов позволяет более точно управлять процессом и получить экономию энергетических ресурсов °

Формула изобретения

Способ автоматического управле:ния обработкой карбонатного сырьевого материала в трехагрегатной технологической цепи из теплообменника, дЕкарбонизатора и сырьевой мельницы, включающий измерение гранулометриче- щ

- ского состава на выходе сырьевой мельняцы, задание оптимального значения гранулометрического состава на выходе сырьевой мельницы, Изменение расхода материала на входе теплообменнн- 25 ка, изменение расхода- топлива на входе каждого агрегата, изменение расхода вторичного воздуха на входе сы,рьевой мельницы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения точ- 30 ности управления, измеряют температуру в каждом агрегате, вычисляют степень декарбонизации на выходе каждого агрегата, измеряют расход материала на выходе сырьевой мельницы, задают оптймальные значения степени декарбонизации на выходе каждого агрегата, задают оптимальное значение расхода материала на выходе сырьевой мельницы, сравнивают текущие значения степени декарбонизации на выходе каждого агрегата с соответствующими заданными оптимальными значениями, сравнивают текущий расход материала и заданное оптимальное значение, причем изменение расхода топлива на входе каждого агрегата осуществляют в зависимости от разницы текущей степени декарбонизации на выходе соответствующего агрегата и заданного оптимального значения и в зависимости от разницы текущего и заданного оптимального расхода материала на входе сырьевой мельницы, изменение расхода вторичного воздуха на входе сырьевой мепьницы осуществляют в зависимости от разницы текущего и заданного оптимального значений степени декарбонизации и от разницы текущего и заданного оптимального значений гранулометрического состава на выходе сырьевой мельницы, изменение расхода материала на входе теплообменни- ка осуществляют. в зависимости от разницы текущего и оптимального значе-ний расхоц материала на выходе сырьевой мельницы,а изменение заданного оптимального значения степени декарбонизации каждого из трех агрегатов изменяют в зависимости от разницы. текущего и оптимального значений степени декарбонизацин двух других агрегатов.

Составитель R.Àëåêïåðîâ

Редактор Т.ПарАенова Техред Л.Олийнык Корректор Т. Палий

Заказ 1309 тираж 381 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям н открытиям при ГКИТ СССР

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

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 10!