Регулирование температуры отходящих газов

Назначение системы. Система регулирования температуры отходящих газов предназначена для автоматической стабилизации процесса подготовки материала путем изменения количества вторичного воздуха печи в зависимости от показаний термопары, установленной в пыльной камере, т.е. для стабилизации температуры отходящих газов, косвенно отражающей влагосодержание материала после цепной завесы. Такая стабилизация приводит к более качественной подготовке материала в зонах, предшествующих зоне кальцинирования. Для регулирования рекомендуется использовать непрерывный изодромный регулятор с диапазоном изменения времени изодрома от 3 до 2000 с.

Принцип действия. Установлено, что стабилизацию подготовки материала (подсушки шлама) целесообразно производить путем перераспределения тепла по зонам печи, что достигается изменением количества подаваемого воздуха.

Поскольку назначение данной системы — стабилизация влажности материала за цепной завесой (считая по ходу материала), а косвенный показатель влажности — температура отходящих газов Т_о.г или температура материала в зоне подготовки Т_з.п, то регулятор и должен поддерживать постоянным этот параметр.

Составной частью системы регулирования является хромель-копелевая термопара, которая воспринимает колебания температуры отходящих газов и вырабатывает соответствующий сигнал управления, изменяющий с помощью исполнительного механизма положение шибера дымососа, регулирующего подачу вторичного воздуха.

Схема регулирования и ее работа. Прежде чем рассматривать схему регулирования, следует отметить, что она предусматривает наличие на печи двух шиберов или двух направляющих аппаратов. Один из шиберов управляется от регулятора, другой — дистанционно. При работе регулятора управление вторым шибером исключается. Выбор регулируемого параметра Т_о.г или Т_з.п проводится на основании изучения характеристик работы печи.

В период наладки определяются зависимости между влажностью материала после цепной завесы и температурами Т_о.г и Т_з.п (статические зависимости), а также динамические характеристики изменения Т_о.г и Т_з.п от изменения тяги и топлива. Предпочтение отдается тому параметру, у которого меньше запаздывание и постоянная времени, более однозначны связи с влажностью и больший относительный коэффициент усиления по тяге.

Для простоты изложения далее будем рассматривать только Т_о.г, но с равным правом все изложенное может быть отнесено и к Т_з.п.

Структурная схема автоматического регулирования температуры отходящих газов приведена на рис. 2.19. Для исключения влияния работы вторичного прибора на регулятор и, наоборот, от термопары на щит управления идут две пары проводов. Одна пара заводится на потенциометр, другая — на регулятор.

При работе схемы в автоматическом режиме регулятор путем изменения тяги поддерживает Т_о.г в заданных пределах. При отклонении Т_о.г от заданного значения в ту или другую сторону регулятор выдает сигнал соответствующего знака на магнитный усилитель, который включает исполнительный механизм шибера дымососа и тем самым уменьшает или увеличивает тягу, а следовательно, и количество воздуха, поступающего в печь. Схемой предусматривается коррекция по количеству кислорода в отходящих газах (см. раздел «Регулирование избытка воздуха»).

Схема предусматривает дистанционное управление шиберами и перевод с автоматического на дистанционное управление с помощью соответствующих ключей. В исполнительном механизме имеются два конечных и два путевых выключателя: первые обеспечивают ограничение хода регулирующего органа при дистанционном управлении, вторые служат для установления пределов изменения регулирующего воздействия при автоматическом регулировании. С помощью маховика на исполнительном механизме можно осуществлять и ручное управление.

Установка термопары для контроля Т_о.г. Чтобы уменьшить величину ошибки, возникающей при измерении температуры отходящих газов вследствие передачи тепла от термопары к менее нагретым поверхностям (шламовый желоб и др.). а также для устранения влияния на показания термопары подсосов холодного воздуха в пылеосадительную камеру термопару надо устанавливать по возможности ближе к обрезу печи в центре газового потока и на максимально возможном расстоянии от шламового желоба. Вся трасса от термопары до вторичного прибора прокладывается компенсационным проводом марок КПО и КПГ с хромелевой и копелевой жилами. Отличительной особенностью этих жил является наличие фиолетовой нитки или окраски в оплетке хромелевой (положительной) жилы и желтой — в оплетке копелевой (отрицательной).

Настройка регулятора. Определение исходных данных для настройки регулятора производится на заводе отдельно для каждой печи. Настроечными параметрами регулятора являются: среднее значение температуры отходящих газов; зона нечувствительности; диапазон действия задатчика и цена его деления; динамические параметры настройки.

Среднее значение температуры отходящих газов определяется при наладке (совместно с технологами цеха) из диаграмм записи Т_о.г при стабильной работе печи.

Зона нечувствительности определяется по экспериментальным данным. Для этого снимают статические характеристики зависимости температуры отходящих газов от влажности материала после цепной завесы.

Для высокопроизводительных печей длиной от 150 м и больше зона нечувствительности составляет примерно ±3 ÷ 4 ^оС, для печей меньшей длины — ±5 ÷ 7 °С. При выборе величины зоны нечувствительности нужно учитывать, что если она очень велика, то динамика процесса ухудшается, при очень малой зоне могут возникать автоколебания, что практически недопустимо.

Диапазон действия задатчика определяется в результате анализа работы печи за несколько месяцев. Отбирая значения температуры отходящих газов при разных режимах работы печи и разных влажностях материала, но при хорошем качестве клинкера, находят диапазон изменения температуры отходящих газов. Эта величина и будет диапазоном действия задатчика. Для определения цены его деления весь диапазон задатчика делят на 10 (число больших делений). Затем путем подбора шунта задатчика добиваются расчетной цены деления. Задатчик устанавливают в среднем положении.

Динамическими параметрами настройки ПИ-регулятора являются время изодрома и скорость обратной связи. Для определения их нужно снять динамические характеристики температуры отходящих газов.

Включение регулятора. Регулятор включается при ровном режиме работы печи, т.е. при отсутствии грубых возмущений со стороны подачи шлама, топлива и вторичного воздуха.

Для перевода схемы на автоматический режим необходимо:

— убедиться, что в щит и на исполнительные механизмы подано напряжение;

— проверить настройку путевых и конечных выключателей;

— убедиться, что жалюзи управляемого шибера находятся в пределах, ограниченных путевыми выключателями;

— повернуть ключ выбора режима работы в положение «Автоматика»;

— проследить за правильностью отработки регулятора.