Регулирование температуры в зоне спекания

 

Назначение системы. Регулирование температуры в зоне спекания предназначено для стабилизации качества обжига клинкера путем воздействия на подачу топлива в зависимости от показаний прибора, характеризующего (косвенно) качество обжига.

Принцип действия. Качество обжига клинкера в первом приближении оценивается по содержанию свободной извести в клинкере. Параметрами, косвенно характеризующими степень обжига в данной системе, являются температура в зоне спекания, измеряемая радиационным или цветовым пирометром, и гранулометрический состав клинкера, определяемый гранулометром.

Выбор одного из указанных параметров производится для каждого агрегата в отдельности на основании экспериментальных данных, получаемых в период проведения наладки. С этой целью при налаженном автоматическом контроле обоих параметров снимаются следующие зависимости:

— между показаниями пирометра и наличием свободной извести СаО_св в клинкере свыше 1,5% (брак);

— между показаниями датчика гранулометрического состава и наличием СаО_св в клинкере свыше 1,5 %.

Предпочтение отдается параметру, имеющему более однозначную связь. Кроме того, при выборе следует учитывать динамические свойства каждого из параметров (главным образом различное запаздывание показаний приборов относительно изменения состояния в зоне спекания). В качестве примера в дальнейшем будем рассматривать использование параметра Т_з.с.

Система регулирования Т_з.с осуществляет изменение расхода топлива путем воздействия на задание системе регулирования РТ_з.с Для этого используется позиционный регулятор, встроенный во вторичный прибор пирометра, измеряющего Т_з.с.

Схема регулирования и ее работа. Структурная схема системы автоматического регулирования температуры в зоне спекания приведена на рис. 2.20.

Радиационный пирометр (или цветовой) воспринимает тепловое излучение от материала и обмазки зоны спекания и выдает электрический сигнал, регистрируемый вторичным прибором.

В потенциометр встроен позиционный регулятор, с помощью которого задаются пределы регулирования температуры. При выходе температуры за пределы нормы контакт позиционного регулятора замыкается и включается реле КЗ или К4. При срабатывании реле загорается лампочка, сигнализирующая о выходе параметра за пределы нормы. Вторая группа контактов этого реле подает напряжение на катушку реле времени КТ2. Третья группа контактов подготавливает цепи изменения задания регулятору.

Реле КТ2 включает в цепь первого моста регулятора сопротивление, которое меняет задание регулятору, в результате чего последний осуществляет регулирование на другом уровне.

Время предварительной выдержки реле времени КТ2 выбирается таким, чтобы случайные выходы Т_з.с за пределы нормы, вызванные помехами промежуточной (между датчиком и излучателем) среды, не вызывали ложных срабатываний исполнительного механизма. Это время составляет примерно 50 с (оборот печи).

Настройка регулятора. Настроечными параметрами регулятора являются:

— среднее значение Т_з.с;

— зона нечувствительности;

— величина воздействия;

— время предварительной выдержки.

Среднее значение температуры в зоне спекания определяется по анализу диаграмм записи показаний Т_з.с за 5 - 10 суток ручного управления процессом при стабильной работе печи.

Следует иметь в виду, что среднее значение Т_з.с не остается постоянным, если изменяется химический состав шлама.

Зона нечувствительности определяется по экспериментальным данным. Для этого снимаются статические характеристики зависимости температуры в зоне спекания от крупности клинкера. Оценка градации крупности проводится визуально по шестибалльной системе: К — крупный, КС — крупнее среднего, С — средний, МС — мельче среднего, М — мелкий, ОМ — очень мелкий.

Зона нечувствительности по температуре устанавливается соответствующей одной градации крупности клинкера.

Определение величины воздействия заключается в нахождении такой величины, на которую нужно изменить задание регулятору температуры в зоне кальцинирования, чтобы крупность клинкера изменилась на половину зоны нечувствительности позиционного регулятора, т.е. на половину градации. Для этого находят:

— зависимость изменения Т_з.с от расхода газа и коэффициент, определяющий эту зависимость:

KG_г/Т_з.с = ΔТ_з.с/ΔG_г;

— зависимость изменения Т_з.к от расхода газа и коэффициент, определяющий эту зависимость:

KG_г/Т_з.к = ΔТ_з.к/ΔG_г;

Далее определяют, на сколько градусов необходимо изменить задание регулятору температуры в зоне кальцинирования:

ΔТ_з.к = ΔТ_з.с(КKG_г/Т_з.к)/(KG_г/Т_з.с).

Автоматическое изменение задания регулятору осуществляется включением сопротивления в измерительный блок регулятора. При этом образуется третий измерительный мост. Положение ручки чувствительности измерительного моста должно быть таким, при котором подключение сопротивления обеспечит найденное изменение задания ΔТ_з.к.

Для определения положения ручки чувствительности балансируют регулятор на среднем значении Т_з.к, затем изменяют положение ручки задатчика (ручного) на величину, соответствующую ΔТ_з.к, и, включая сопротивление в третий измерительный мост (включить реле КЗ и КТ2), поворачивают ручку чувствительности этого моста до баланса регулятора. Найденную чувствительность фиксируют.

Время предварительной выдержки, как было указано выше, равно примерно 50 с.

Описанная система автоматического регулирования является системой связанного регулирования, предусматривающей совместную работу регуляторов (рис. 4.4 и 4.5). Она не исключает участия человека в управлении процессом обжига. Использование ее позволяет получить более высокие технико-экономические показатели работы агрегата с одновременным повышением культуры производства.

 

Схема сигнализации

 

Рассмотренная система авторегулирования процесса обжига включает в себя схему световой и звуковой сигнализации при выходе из строя (или при остановке) основных агрегатов печи, а также при выходе за допустимые пределы регулируемых параметров. Кроме того, схема предусматривает автоматическое отключение газа при падении его давления (ниже допустимого) и при снижении (ниже допустимого) величины разрежения в пыльной камере.

 

Контрольные вопросы

 

1 Какие условия работы печи являются нормальными, при которых система функционирует эффективно?

2 По каким основным зонам осуществляется автоматический контроль и управление?

3 Из каких регуляторов состоит технологическая схема автоматизации процесса обжига во вращающихся печах?

4 Какие регулирующие воздействия используют для управления процессом обжига?

5 Для чего необходимо регулировать температуру отходящих газов?

6 Какими приборами регулируется температура отходящих газов?

7 Воздействием на какой РО регулируется температура отходящих газов?

8 Почему необходимо регулировать содержание кислорода в отходящих газах?

9 Каким прибором производится измерение концентрации кислорода?

10 Какие настроечные параметры у регулятора содержания кислорода в отходящих газах?

11 Какие действия необходимо выполнить перед включением регулятора?

12 Почему необходимо регулировать температуру в зоне кальцинирования?

13 Каким прибором производится измерение температуры в зоне кальцинирования?

14 Какие настроечные параметры у регулятора температуры в зоне кальцинирования?

15 Какие действия необходимо выполнить перед включением регулятора?

16 Почему необходимо регулировать температуру в зоне спекания?

17 Каким прибором производится измерение температуры в зоне спекания?

18 Какие настроечные параметры у регулятора температуры в зоне спекания?

19 Какие действия необходимо выполнить перед включением регулятора?

20 Что включает в себя схема сигнализации процесса обжига?

 

Литература

 

1 Кочетов В.С. Автоматизация производственных процессов и АСУП промышленности строительных материалов.- Л.; Стройиздат, 1981. [стр. 116 - 132]

 

 

Лекция № 19