Устройство контроля положения зоны сушки

Задача повышения эффективности работы цементообжигательных печей и управления ими в оптимальном режиме (с минимумом потерь или максимумом производительности) требует создания принципиально новых устройств контроля работы отдельных зон печи. Одним из таких устройств является устройство контроля положения зоны сушки.

В печах, работающих по мокрому способу, интенсификация процесса сушки достигается с помощью цепных завес. Шлам по мере продвижения в цепной завесе уменьшает свою влажность, при этом меняются его вязкость и характер теплообмена с газами, цепями и футеровкой. При некоторой, так называемой критической, влажности шлам перестает налипать на футеровку.

Сечение зоны сушки, где влажность материала становится критической, условно названо точкой критической влажности (ТКВ). По положению этого параметра принято оценивать положение зоны сушки. Можно предположить, что в этом сечении конвективный теплообмен футеровки с жидким шламом (что характерно для начала цепной завесы) заменяется кондуктивным теплообменом футеровки с материалом, начинающим гранулироваться. Это приводит к существенному уменьшению коэффициента теплоотдачи и, следовательно, к резкому увеличению температуры корпуса печи в сечении ТКВ (температурная кривая имеет в этом сечении резкий излом, который и используется для контроля положения ТКВ).

Информативность нового параметра — положение зоны сушки (положение ТКВ) — состоит, с одной стороны, в возможности оценки степени подготовки материала в «холодном» конце печи (место высушивания шлама до определенной величины) и, с другой стороны, в возможности оценки тепловых и материальных потерь (перерасход тепла на обжиг и излишний пылеунос из печи).

Принцип действия устройства контроля — сравнение входного температурного сигнала корпуса печи с заданным и управление движением каретки с датчиком температуры для отработки разности сигналов с одновременной выдачей информации о положении ТКВ на цифровое табло. Все устройство условно можно представить в виде трех основных узлов (рис. 2.14): измерения и усиления сигнала датчика; реверсивного перемещения каретки с датчиком; индикации положения ТКВ.

Узел измерения и усиления сигнала датчика. Датчиком 1 служит телескоп радиационного пирометра с диапазоном измерения температуры корпуса печи 100 — 500 °С. Материал линзы телескопа — фтористый литий, номинальный показатель визирования телескопа — 1/20. Телескоп радиационного пирометра окружен водяной рубашкой, так как на чувствительный элемент телескопа — термобатарею — влияет температура окружающей среды.

Сигнал от датчика по экранированному кабелю поступает на вход усилителя 4, характеристики которого подобраны для работы с телескопом, измеряющим температуру в инфракрасной области (входной сигнал 0 — 50 мкВ), и регулирующим вторичным прибором 6 (выходной сигнал усилителя 0 — 50 мВ). Использование двухточечного потенциометра со встроенным трехпозиционным регулятором позволяет одновременно регистрировать сигналы температуры корпуса печи и отметки положения датчика, а также регулировать поиск положения ТКВ по заданному значению температуры.

Узел реверсивного перемещения каретки с датчиком. Датчик, установленный на каретке 2, перемещается вдоль печи в районе цепной завесы на участке длиной 10 м со скоростью 0,2 м/мин. Расстояние от датчика до корпуса печи составляет около 5 м. При частоте вращения печи 1,1 об/мин и показателе визирования 1/20 указанная скорость перемещения каретки обеспечивает полностью непрерывный по длине контроль температуры поверхности печи. Каретка с датчиком перемещается при помощи привода 3 и металлического троса. Ограничение движения каретки устройства контроля положения ТКВ в одном направлении и реверс обеспечиваются электромеханической схемой, включающей конечные выключатели и магнитный пускатель.

Узел индикации положения ТКВ. Сигнал положения каретки с датчиком поступает от делителя напряжения 5 на вторую точку потенциометра. Делитель управляется путевыми выключателями, смонтированными через 1 м вдоль трассы движения каретки. Делитель напряжения рассчитан на работу с потенциометром, имеющим шкалу 0 — 50 мВ.

Информация о найденном положении ТКВ выдается на цифровое табло 7. Оно состоит из двух проекционных элементов, в каждом из которых имеется по десять лампочек, освещающих цифры от 0 до 9, что дает возможность высвечивать на первом элементе количество десятков, на втором — количество единиц. Отсчет положения ТКВ производится в метрах от «холодного» обреза печи.

Технические характеристики системы

Диапазон определения положения ТКВ, м....................................................................................10

Допускаемая погрешность определения положения ТКВ, м.......................................................±1

Максимальное время отработки системы слежения при перемещении ТКВ на 1 м, мин........10