Способ управления процессом обжига вспучивающихся материалов и устройство для его осуществления

Способ управления процессом обжига вспучивающихся материалов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п1970068 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 080481 (21) 3275831 22-02

Р М Кп з

F D 19/00.с присоединением заявки №(23) Приоритет—

Гоеударст вениый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.1082 Бюллетень ¹ 40 (531 УДК 666 . 9 ..04(088.8) Дата опубликования описания 301082 (72) Авторы изобретения, B.A.Мещеряков и А.A.Kàëìàêoâ

Центральный научно-исследовательский, экспериментальный и проектный институт по сельскому строительстйу» (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА ВСПУЧИВАЮЩИХСЯ

МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к производству вспучивающихся строительных материалов, например керамзита, преимущественно во вращающихся и кольцевых печах с эапечными теплообменниками.

Известен способ управления процессом обжига керамзита, состоящий в ста" билизации расхода топлива, изменении частоты вр щения печи и подачи полуфабриката в зависимости от величины отклонения насыпной ппотности керамзита от заданной, а также устройство для его осуществления, содержащее измеритель и эадатчик насыпной плотности, подключенные на входы устройства срав- 15 нения, причем выход последнего соеди,нен с входами регуляторов частоты вращения печи и подачи полуфабриката(1).

Управление процессом обжига с при- 2й менением данного способа и устройства .неэффективно иэ-за невысокого коэффициента передачи по каналу частота вращения печи - насыпная плотность.

Требующиеся при этом глубокие регулирукщие воздействия будут являть ся причиной нарушения хода технологического процесса во всех зонах, предшествующих вспучиванию.

Наиболее близким к изобретению является способ 2 управления процессом обжига керамзита, включающий коррекцию температуры обжига путем изменения подачи топлива по величине отклонения насыпной плотности от заданной и стабилизацию питания печи, и устройство для его осуществления, . > включающее иэмеритЕль и эадатчик насыпной плотности, соединенные с входами блока сравнения, который через корректирующий регулятор соединен с регулятором-стабилизатором температуры обжига(2).

Данный способ и устройство управления позволяют стабилизировать насыпную плотность керамзита, однако не обеспечивают существенного увеличения производительности печи вследствие того, что для управления не . используется второй важнейший параметр процесса - время обжига (частота вращения печи).

Целью изобретения является повышение производительности печи.

Это достигается тем, что в способе, включающем измерение и стабилизацию насыпной плотности готового продукта воздействием на температуру обжига путем изменения подачи топлива осуществляют изменение частоты вращения печи, например, периодически, 970068

На чертеже представлена блок-схе ма устройства для реализации предлагаемого способа.

Основньми управляющ ми воздействиями процесса обжига .керамэита и других вспучивающихся материалов являются температура и время обжига, изменение которых осуществляется соответственно путем иэменеиия

65 в сторону ее увеличения до выхода насыпнс и плотности готового продУкта за заданные пределы, после чего частоту вращения печи снижают до вхождения насыпной плотности в заданные пределы, причем при изменении частоты 5 ращения печи корректируют подачу олуфабриката.

С целью повышения качества управления можно при изменении частоты вращения печи корректировать соответ- о ственно в сторону повышения или снижения температуры обжига, а также измерять и стабилизировать насыпную плотность наиболее представильных фракций готового продукта, а не товарной смесч.

Кроме того, изменение частоты вра. щения печи осуществляют через дискретные промежутки времени, определяемые скоростью изменения характеристик полуфабриката.

В устройство, содержащее измеритель насыпной плотности готового продукта, подсоединенный через последовательно соединенные блок сравнения и кЬрректирующий регулятор на вход регулятора температуры обжига, и задатчик насыпной плотности, под« соединенный на второй вход болка сравнения, дополнительно вводятся блок формирования управляющего ЗО. сигнала, корректирующий блок и регуляторы частоты вращения печи и подачи полуфабриката, причем на входы блока формирования управляющего сигнала подключены выходы блока 35 сравнения и эадатчика насыпной плотности, а выход соединен с входами регуляторов частоты вращения печи и подачи полуфабриката и корректирующего блока, выход которого под- ключен к второму входу регулятора температуры.

Блок формирования управляющего сигнала может содержать усредняющий блок, подключенный через последовательно соединенные формирователь, Логический блок и преобразователь иа вход ограничителя, выход формирователя подключен также на вход генератора импульсов, выход кото- 50 рого соединен с вторым входом логического блока, причем выход блока сравнения подключен к входу усредняющего блока, а выход задатчика на° сыпной плотности — к второму входу 55 формирователя. подачи топлива и частоты вращения печи.

Стабилизацию основного показателя качества - насыпной плотности целесообразно осуществлять управляющим воздействием цо температуре обжига, так как коэффициент передачи объекта по данному каналу максимален.

При этом компенсируются возмущения, связанные с изменением физико-химических свойств:исходного сыоья.

Последними, а также фракционным составом полуфабриката, который изменяется в зависимости от состояния перерабатывающего оборудования и других производственных факторов (коэффициент вариации содержания oc". новных фракций полуфабриката на отдельных предприятиях составляет 2030% в течение смены), определяется и оптимальное время обжига.

Насыпная плотность вспучивающихся материалов инварианта к незначительным (10-20%) изменениям времени обжиI.a, в то же время производительность печи при стабильности насыпной плотности и постоянстве коэффициента заполнения печи прясло пропорциональна частоте вращения последней.

Следовательно, устанавливая максимальную частоту вращения печи с синхронизацией при этом питания печи полуфабрикатам и обеспечением заданной величины насыпной плотности, можно достигнуть наибольшей производительности печи. Установление максимальной частоты вращения печи. можно осуществить с помощью поисковых методов управления.

Устройство для реализации предлагаемого способа работает следующим образом.

На выходе печи 1 измерителем 2 контролируется насыпная плотность го- тового продукта, предпочтительно наиболее представительных его фракций.

После сравнения сигналов измерителя 2 и задатчика 3 насыпной IIJIQTHocTH в блоке 4 сравнения сигнал рассогла.— сования поступает на регулятор 5, корректирующий задание регулятору 6 температуры обжига, который представляет собой стандартный контур стабилизации температуры воздействием на подачу топлива по импульсу от термодатчика (термопара, пирометр).

Посредствсм этой каскадной схемы осуществляется:стабилизация насыпной плотности готового продукта при изменении физико-хююических свойств исходного сырья.

Сигнал рассогласования с выхода блока 4 сравнения подается также на вход блока 7 формирования управляющего сигнала. Последнее содержит усредняющий блок 8, предназначенный для выделения основного сигнала и подавления случайных флуктуаций.

970068 тот сигнал подается на вход логичест кого блока 10, на второй вход которого подается сигнал генератора 11 юипульсов, например, в виде серий импульсов .

Алгоритм функционирования логического блока 10 представлен в таблице.

Отфильтрованный сигнал рассогласования и сигнал задатчика 3 насыпной плотности подаются на входы формирователя 9, реализующего функциональную зависиюсть допустимых пределов отклонения насыпной плотности от заданной и выдающего нормализованный сигнал при: превышении этих пределов.

Сигнал генератора импульсов

Сиг на л на выходе формирователя

Направление управляющего воздействия

На уменьшение частоты вращения печи

Не изменяется

На увеличение частоты вращения. печи

П р и и е ч а н и е: ".+" — наличие сигнала; п

О. — отсутствие сигнала ..

Направлениям управляющего воздей- 25 лью предотвращения аварийных режиаов ствия соответствуют разные поляр.ости работы печи при возможных сбоях в равыходного сигнала логическогс блока боте устройства.

10. При изменении частоты вращения пеВ процессе работы может возник- чи и соответственно подачи полуфабри- . нуть такая ситуация, когда в период З0 ката вносятся возмущения в темперапауз между сериями генератора 11 турный режим работы печи. Поэтсму с импульсов.при глубоких возмущениях целью улучшения качества управления процесса к вследствие околопредель- в устройство вводится корректирующий ных частоты вращения печи контур ста- регулятор 16, выполненный в виде устбилизации насыпной плотности не обес- 35 ройства динамической связи и обеспепечит компенсации возмущении и на- чивающий подачу упреждающего сигнала сыпная плотность выйдет за заданные в регулятор 6 температуры в переходпределы в сторону увеличения (выход ных (по частоте вращения)режимах рабОв обратную сторону принципиально ты печи. невозможен). 40 Таким образсм,, устройством реали-.

C целью устранения такой возмож- зуется поисковый способ управления .ности сигнал формирователя 9 подает- процессом обжига, при котором устася также на вход генератора 11 импуль- йавливается максимально возможная сов, обеспечивая в вышеуказаннсм слу- для данной технологической ситуации чае его принудительный запуск (поэто- частота вращения печи и подача полу- му в таблице отсутствует комбинация 45 фабриката с соблюдение@ требований сигналов О, + ). При этсм подается уп- по качеству продукта обжига, и тем равляющий сигнал на .снижение часто- самым обеспечивается близкая к макты вращения печи и тем самым создают- симальной производительность печи. ся условия для стабилизации насыпной Применение предлагаемых способа плотности готового продукта сооэвет- 50 и устройства для управления процес-, ствующим контуром. ссм обжига наиболее целесообразно для печных агрегатов, в которых предваИмпульсный выходной сигнал логичес; рительная термоподготовка и вспучи» кого блока 10 преобРазУется преобразо- ванне осуществляются в разных теплователем 12 (например, интеграторного 55 вых аппаратах, например, во вращаютипа ) в сигнал постоянного тока по щихся и кольцевых печах с запечными ающегося s xazecTee корректирующего теплоо менника чеРез ограничитель 13 на входи Регу- моподготсвки в этом случае можно лЯтоРов 14 и 15 частоты вРащения "H "стабилизировать отдельными локальнытания печи полуфабРикатом. Регуляторы

14 и 15 являются контурами стабилиза- 60 ции с оответствующих параметров и со- Расчетное повышение производительдержат не необходимые элементы и датчики. ности керамзитообжиговой пе тель ности

Ограничитель 13,ограничивает вы- - . что при ее производитель ходной сигнал преобразователя 12 по 100 тыс.м3в год создает экономичесзаданному минимуму и максимуму с це- 65 кий эффект 25-40 тыс.руб.

970068

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 8364/45 Тираж 645 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

1. Способ управления процессом обжига вспучивающихся материалов, включающий измерение и стабипизацию насыпной плотности готового продукта воздействием на температуру обжига путем изменения подачи топлива, о т" личающийся тем, что, сцелью повышения производительности печи, осуществляют изменение частоты вращения печи, например, периодически, в сторону ее увеличения до выхода насыпной плотности готового продукта за заданные пределы, после чего частоту вращения печи снижают до вхождения насыпной плотности в заданные пределы, причем при изменении частоты вращения корректируют подачу полуфабриката в печь.

2. Способ по и .1, о т л и ч а. ющ,и и с я тем, что, при изменении частоты вращения печи корректируют соответственно в сторону повыше" ния или снижения температуры обжига.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юtq иH и с o яH,тем, что измеряют и стабилизируют насыпную плотность представительных фракций готового продукта.

4. Способ по п.1, о т л и ч а ющ H и с я тем, что изменение частоты вращения печи осуществляют через дискретные промежутки времени, определяемые скоростью изменения характеристик полуфабриката.

5. Устройство для реализации спо соба по пп.1 и 2, содержащее измеритель насыпной плотности готового продукта, подсоединенный через по" следовательно соединенные блок ,сравнения и корректирующий регулятор на вход регулятора температуры обжи

5 га, и эадатчик насыпной плотности

I подсоединенный на второй вход блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введены блок формирования управляющего сигнала, на входы которого подсое10 динены выходы блока сравнения и задатчика насыпной плотности, а так« же регуляторы частоты вращения печи и подачи полуфабриката и корректирук"ций блок, входы которых подсое15 динены к.выходу блока формирования управляющего сигнала.

6. Устройство по п.3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования управляющего сигнала содер2О жит усредняющий блок, подсоединенный через последовательно соединенные формирователь, логический блок и преобразователь на вход ограничителя, выход формирователя подсоединен так25 же на вход генератора импульсов, вы- ход которого соединен с вторым входом логического блока, причем выход блока сравнения подсоединен к входу усредняющего блока, а выход эадатчи ка насыпной плотности — к вторсму входу формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 461264, кл. С 04 В 33/32 1975 °

2. Ратновский В.Я. и др. Автома тизация производства керамзита .

Строительные материалы, 1976, Р 9.