Спосіб автоматичного керування колосниковим холодильником та пристрій для його здійснення
К, СВІДОЦТВОМ (61) Додаткове до авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 01. 81
СРСР (23) Пріоритет (53) УД3(666. 3. . 0.41-9(088. 8) ло справам нзебретених н відкриттів
Опубліковано 30.09.82. Бюлетень, рй 36
Недоліком цього способу є низька якість управління, так як він передбачає регулювання охолодження. Клінкер по перепаду тиску під решіткою холодильника, які неоднозначно характеризує кількість і гранулометричний склад клінкеру, а більшою мірою залежить від витрати повітря загального дуття.
Найбільш близьким до пропонованого є спосіб автоматичного управління колосниковим холодильником, що передбачає подачу повітря загального дуття в подрешеточное простір холодильника і вимірювання тиску повітря по камерах холодильника і регулювання розподілу потоку повітря в холодильнику шляхом перестановки шибера в холодній камері в со-. відповідності з величиною перепаду тиску між камерами 2).
Недоліком способу є те, що керування подачею повітря в камери холодильника здійснюється без урахування його перетікання в сусідні камери, тобто кількість повітря, що подається в камеру, дорівнює кількості повітря, що проходить через грати холо .3 9627ч дільника над цією камерою. Теоретично розподіл повітря по ка-. заходам холодильника, передбачене
його конструкцією, мало б забезпечити його задовільну роботу. Однак відомо, що перетікання повітря між камерами через наявні технологічні та інші нещільності становлять 20-303 для холодильників, що знаходяться в хорошому технічному стані, і можуть збільшуватися до 40-50 в процесі їх експлуатації.
При цьому повітряний потік (вимірюваний і регульований), спрямований 15 наприклад в першу камеру,не забезпечує очікуваного охолодження клінкеру, що знаходиться на колосникових гратах першої камери, оскільки частина повітря перетече в другу камеру 2О холодильника. Оскільки тиск у повітрі в першій камері підтримується найбільшим і знижується від камери до камери, охолоджувальне повітря перетікатиме з попередніх камер 25 в наступні.
Крім того, спосіб автоматичного управління не враховує нерівномірність шару охолоджуваного матеріалу va 5О решітці холодильника. Все зникає ефективність роботи холодильника.
Мета винаходу вЂ" підвищення продуктивності холодильника за рахунок компенсації перетікань повітря між
35 камерами всередині холодильника через нещільність перегородок та нерівномірність шару матеріалу на решітці холодильника.
Поставлена мета. досягається тим, що згідно способу автоматичного управління колосниковим холодильником, що включає стабілізацію витрати повітря загального дуття і вимірювання тиску повітря в камерах, для кожної камери, крім першої, задають відношення величини тиску в цій камері до величини тиску в попередній камері, затриманої на час транспортного запізнювання клінкеру і регулюють подачу повітря в ці камери таким чином, щоб це відношення залишалося постійним.
Сутність запропонованого способу полягає в тому, що стабілізують кількість повітря, що проходить через решітку холодильника над камерою, а не кількість повітря, що подається в камеру, як це робиться у відомих способах.
Відомо, що витрата газу (повітря) через елемент, що чинить опір його проходженню (у нашому випадку таким елементом є решітка холодильника з шаром клінкеру на ній) виражається рівнянням
hP = Cq 2. де ЬР - перепад тиску на ґратах;
q - витратаповітря через одиничну площу;
С – коефіцієнт пропорційності.
Величина визначається в основному конструктивними параметрами решітки і газовою проникністю шару . клінкеру, що у свою чергу визначається його товщиною, гранулометрією, температурою та ін.
Якщо параметри решітки змінюються в часі (від ремонту до ремонту) повільно і автоматично враховуються будь-якою системою регулювання, то параметри шару клінкеру на решітці не залишаються постійними і можуть істотно відрізнятися навіть для сусідніх камер. Це викликано тим, що клінкер виходить з печі нерівномірно, і rpa" нулометрія не залишається постійною. У . рузельтаті можливий хвилеподібний розподіл товщини шару клінкеру на решітці. камерами, викликаючи небажане перерозподіл повітря камерами через наявні нещільності.
Це викликає необхідність урахування динаміки руху клінкеру по решітці холодильника при управлінні повітряними потоками і передбачається в запропонованому способі.
Для простоти розглянемо перші дві камери. Згідно (1) витрати повітря через решітки холодильника, відповідно, дорівнюватимуть
° Ф де P, P - тиску в першій і другій камерах, відповідно;
С1, С "коефіцієнти пропорційності;
P вЂ" тиск повітря над решіткою холодильника °
Якщо система управління враховує динаміку проходження клінкеру по холодильнику, то величини З і З, використовувані в обчисленнях керуючих впливів, будуть змінюватися синхронно, а їх відношення можна прийняти постійним.
Тиск P над решітками холодильника, як правило, на 2-3 мм водяного стовпа менший за атмосферний, атиск Р. і Р на 100-200 мм водяного стовпа більший за атмосферний. Тому, не вносячи похибку більш ніж 23, можна прийняти
ЛР P. - Р = Р1 (2) де P - надлишковий (щодо атмосферного) тиск в i-й камері.
На підставі рівнянь (1) та (2), враховуючи динаміку проходження клінкеру над камерами, отримуємо 25
Сумарна витрата повітря через ґрати над камерою визначиться, виходячи з її площі
G = Sg; 3S де, G - витрати повітря через грати над 1 і П камерами, відповідно.
З (3) та (4) отримуємо
З (5) випливає, що для стабілізації відносин потоків повітря через грати у двох камерах необхідно і
45 досить стабілізувати відношення тисків цих камерах з урахуванням динаміки проходження клінкеру за цими гратами, тобто.
ЬЯ де Р вЂ" тиск, який необхідно підтримувати в другій камері;
P„(ea)- тиск у першій камері, затриманий на час .транспортного запізнення клінкеру від першої до другої камери;
До вЂ" коефіцієнт пропорційності--ності чисельно рівний (з 5): а (7)
Як зазначалося вище закономірність змін величин С і З носить складний характер, але їх відношення С / С можна прийняти постійним, що забезпечує практичну, реалізацію способу.
У запропонованому способі тиск у першій камері не регулюється. Воно визначається витратою повітря, що надходить в камеру, газопроникністю, решітки та шару клйнкера на ній, величиною перетікання повітря в другу камеру °
Тиск у кожній наступній камері синхронізується в часі про тиск у попередній камері з урахуванням транспортного запізнення клінкеру та заданого для цих камер коефіцієнта пропорційності який чисельно визначається за рівнянням (7) або за фактичним відношенням тисківкамерах у момент .найкращої роботи холодильника.
Для реалізації способу автоматичного керування колосниковим холодильником запропоновано пристрій, який містить контур стабілізації витрати повітря загального дуття та датчики тиску повітря в камерах холодильника, шибери на потоках повітря в камери.
Поставлена мета досягається так само тим, що пристрій автоматичного керування колосниковим холодильником, наприклад трикамерним, що містить датчики тиску в камерах, ши.бери на повітропроводах камери холодильника і контур стабілізації витрати повітря загального дуття, забезпечено двома регуляторами, двома блоками запізнення і двома задатчиками, при цьому датчик тиску в першій камері через перший блок запізнення у другій камері безпосередньо пов'язані=а першим регулятором, який з'єднаний з шибером на повітропроводі в другу камеру і першим задатчиком,а датчик тиску в другій камері через другий блок запізнення і датчик тиску в третій камері безпосередньо пов'язані з другим регулятором, який з'єднаний з шибером на повітроводі в третю камеру і з другим задатчиком.,9,627
На.кресленні представлена блок-схема пристрою автоматичного керування трикамерним колосниковим холодильником.
Пристрій включає датчики 1- 3 з тиску у відповідних камерах, блоки 4 і 5 запізнення, пов'язані відповідно з датчиками 1 і 2 тиску, регулятор 6 тиску, входи якого з'єднані з датчиком 2 да - 10 влення і блоком 4 запізнення і задатчиком 7, а вихід пов'язаний з шибером 8, встановленим на повітроводі в другу камеру, регулятор 9 тиску, входи якого з'єднані з дат 15 чйком 3 тиску і блоком 5 запізнення і задатчиком 10, а вихід пов'язаний з шибером 11, встановленим на повітроводі в третю камеру холодильника. Контурстабілізації витрати повітря 90 загального дуття складається з датчика 12 витрати з регулятором 13, з'єднаним з шибером 14. Пристрій працює наступним чином. 25
Припустимо, що в початковий момент часу управління клінкер рівномірно розподілений на решітці холодильника і має однорідний гранулометричний склад, а повітря розподіляє - 30 ділень по решітці, як передбачено конструкцією холодильника: 1 камера603. ll камера – 303, N камера – 104 від загальної витрати повітря. При появі над першою камерою більш щільного шару клінкеру тиск в 1 камері і в повітроводі збільшиться, „збільшиться надходження повітря в другу камеру по повітропроводу і за рахунок перетоків, що збільшилися. У результаті". 40 ті синхронно з тиском в першій камері збільшиться і тиск в П камері. При цьому повинен був би зменшитися витрата повітря через решітку першої камери і збільшитися через 4$ решітки наступних камер, як наслідок - погіршитися охолодження клінкеру,і знизиться температура повітря, що надходить s піч (щодо початкового часу), тобто, знизиться ефективність роботи холодильника.
При керуванні холодильником цього не станеться. Оскільки тиск, що вимірюється датчиком в 1 камері, що надходить у регулятор 6, затримується в блоці 4 йа час, транспортного запізнення, а давле41 8, ня, вимірюване датчиком в камері П, подається на вхід регулятора 6 безпосередньо, то останній буде виробляти сигнал на закриття шибера 8 з відповідним для П камери коефіцієнтом пропорційності, що задається задатчиком 7, що зменшить надходження повітря у fl камеру по повітропроводу, компенсуючи уве". перетік з 1 камери.
При цьому тиск повітря та його витрата через решітку П камери залишаться незмінними.
При просуванні щільного шару клінкеру додругий камери, через час запізнення, колишній тиск в П камері вже не буде відповідати заданому розподілу потоків повітря і регулятор 6 виробляє сигнал на відкриття шибера 8, збільшуючи надходження повітря в П камеру, якщо тиск в камері сам, по собі не досягне потрібної величини .
Регулятор 9 функціонує аналогічно, тобто. вимірюваний тиск в П камері датчиком 2 затримується в блоці 5 запізнення на час проходження клінкеру від П камери до
Я і тиск, виміряний датчиком 3, надходить у регулятор тиску 9 безпосередньо. Регулятор
9 виробляє сигнал на закриття шибера з відповідним коефіцієнтом пропорційності, що задається задатчиком 10, і зменшення надходження повітря ь Ш камеру по повітропроводу, компенсуючи збільшується перетік повітря з ll камери в Ul.
Використання запропонованого способу та пристрою для автоматичного керування колосниковим холо --. дільником, наприклад, у виробництві цементу, дозволить скоротити питому витрату повітря та електроенергії за рахунок більш раціонального розподілу потоку повітря по камерах холодильника, підвищити термін служби і надійність холодильника, транспортерів клінкеру в силосу і транспортування клінкеру в млина через більш ефективне охолодження клінкеру, скоротити питому витрату палива, тому що краще охолодження клінкеру дозволить підвищити температуру повітря, що подається в піч.
1. Спосіб автоматичного керування колосниковим холодильником;
96 що включає стабілізацію витрати повітря загального дуття і вимірювання тиску повітря в камерах, що відбивається тим, що, з метою підвищення продуктивності холодиль.ника за рахунок компенсації перетікань повітря між камерами всередині холодильника через нещільність перегородоквномірності шару матеріалу на решітці холодильника для кожної камери, крім першої, задають: відношення величини тиску повітря в цій камері до величини тиску повітря в попередній камері, затриманої на час транспортного запізнення матеріалу для цієї камери, і регулюють подачу повітря в камери таким чином, щоб це ставлення залишалося незмінним.
2. Пристрій для здійснення способу за п. 1, що містить датчики тиску повітря в камерах, щибери на повітроводах в камери і контур стабілізації витрати повітря загального дуття, що відрізняється тим, що, з метою підвищення производительности, воно забезпечене двома регуля-. торами, двома блоками запізнення та двома задатчиками, при цьому датчик тиску в першій камері через neps . .вий блок запізнення і датчик тиску в другій камері безпосередньо пов'язані з першим регулятором, який з'єднаний з шибером на повітроводі в другу камеру і з першим за10 датчиком, а датчик тиску в другій камері через другий блок запізнення і датчик тиску в трвть" їй. безпосередньо пов'язані з другим регулятором, який з'єднаний з шибером на повітроводі в третю камеру і з другим задатчиком.
Джерела інформації, прийняті до уваги при експертизі
1. Іцельов Р, І., Кацман А. Д. та
20 др. Автоматизоване управління випалом під час виробництва цементу.
Л., Будвидав, 1978, с. 140-150.
2. Сміхов І. M. та Гонебник Н. 8.
Комплексна механізація та автоматизація на Себряківському цеметному заводі. І, Будвидав, 1971, с.67-68.
ВНИИПИ Замовлення 7489/59 Тираж 645 Передплатне
Філія ПВП "Патент", м. Ужгород, вул. Проектна, 4