CN102564143A - 用于调节松散材料栅格式冷却器的运行的方法 - Google Patents

用于调节松散材料栅格式冷却器的运行的方法 Download PDF

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Abstract

为了过程控制地调节松散材料栅格式冷却器的运行，使得在冷却栅格的所有区域上冷却空气体积流(21)和/或其在冷却材料床的相应的区域上的滞留时间可以与在每个区域上产生的冷却需求协调，在栅格式冷却器运行期间对冷却栅格的相应局部的输送速度的调节干预与相应局部的分区域测量的松散材料床高度和/或松散材料床温度和/或冷却空气通流阻力相关地实现，使得在测量的参数：床高度、床温度和通流阻力中的一个或者多个改变时改变相应的局部的栅格系统的输送速度。在行走地板式输送原理时，在相邻的栅格轨道上测量松散材料床高度并且测量参数通过分别控制相应冷却栅格轨道的驱动装置用于松散材料床在整个冷却器宽度上的有针对性的横向分布。

Description

用于调节松散材料栅格式冷却器的运行的方法
本申请是申请日为2005年11月3日、申请号为200580043411.8、发明名称为“用于调节松散材料栅格式冷却器的运行的方法”的原申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于调节松散材料栅格式冷却器的运行的方法。
背景技术
在水泥熟料生产线中，在回转炉中由煅烧的水泥生粉烧成的热的水泥熟料由炉输出端投到冷却器上，通常投到栅格式冷却器的冷却栅格上，在该冷却栅格上分布并且通过适合的输送机构在纵向方向上朝冷却器输出端运动，其中冷却栅格和热的松散材料层基本上从下向上由冷却空气流穿过。下面简短地解释已知的栅格式冷却器类型。
在推进栅格式冷却器中，从输送方向看，位置固定的栅格板列与可往复运动的栅格板列交错，所有栅格板设有冷却空气开口并且所述冷却空气开口基本上从下向上由冷却空气流过，并且通过所有可运动的栅格板列的共同振动的运动，待冷却的热的材料推进地进行输送并且在此冷却。取代这种推进栅格式冷却器，例如由DE-B-1 021 692已知一种栅格式冷却器类型，其中由冷却空气流过的冷却栅格不运动，而是固定不动，其中在固定的栅格表面的上方设置多列相邻的可往复运动的梁形的推进元件，所述推进元件在沿冷却材料输送方向的推进位置(Vorhubposition)与回行位置(Rückhubposition)之间运动，使得通过推进元件在待冷却的材料床内的往复运动，材料同样从冷却器初始端逐渐运动至冷却器末端并且在此冷却。
在这种栅格式冷却器中在松散材料床高度、熟料颗粒大小、温度曲线等方面在热的松散材料床中的不均匀分布不再能避免，这导致不均匀的冷却。因为在具有较大的松散材料床高度的冷却栅格区域内冷却空气的流动阻力上升，在此流速下降并且较少的冷却空气通过松散材料床，并且相反在具有较低的松散材料床高度的冷却栅格区域内冷却空气的流动阻力下降，该冷却空气的流速和空气冲破的危险增大，并且在此过高的冷却空气量直接通过这些需要最少冷却空气量的松散材料床区域。
因此在用于冷却热的松散材料如水泥熟料的栅格式冷却器中已知的是(EP-B-0 848 646)，在冷却栅格下方的冷却空气入流内自动地分别这样调节相应的冷却空气量，使得在通过变得较小的冷却材料床高度和减小的流动阻力引起的冷却空气通流量开始上升时，减小相应的冷却空气入流管路的净横截面积并且反之亦然，以便以这样的方式补偿在冷却材料床上的交变的压力下降，使得相应的冷却空气量不再取决于冷却空气在相应冷却材料床区域内的相应的压力损失或者流动阻力。在此已知的机械的冷却空气通流量调节器用带有水平的回转轴线的受重力载荷的摆动盖工作，其中摆动盖根据存在的压力条件和流动性能的不同情况或多或少程度地自动地节流相应的冷却空气入流。如果已知的冷却空气调节装置在冷却栅格的下方设置在冷却栅格区域的冷却空气入流中，该冷却空气调节装置用一个单纯通过重力操纵的带有迎流体的摇杆重量自动地工作，所述栅格区域不是固定的，而是如在推进栅格式冷却器中为了松散材料输送目的连同调节装置一起往复运动，那么调节装置的自动的调节通过往复的往返运动受到干扰并且因此调节结果被扭曲。
栅格式冷却器的上述的自动工作的冷却空气调节导致冷却空气的基本上保持恒定的体积流的调节。已知的栅格式冷却器调节装置不考虑在实践中通常很长的和很宽的栅格式冷却器的不同区域中的相应的冷却需求，冷却空气体积流的恒定调节不能再优化地对冷却需求作出反应，在栅格式冷却器运行期间冷却空气体积流在该栅格式冷却器的各区域中的符合需求的改变在已知的栅格式冷却器中是不可能的。
另外由EP-A-0 943 881已知的是，在栅格式冷却器中与冷却材料床的高度和在冷却器的初始区域中的冷却空气通流阻力有关地调节栅格式冷却器的输送速度。这种调节导致冷却材料床高度的均匀性。在测量通流阻力时通常追溯到在冷却栅格下方的空气腔内的所谓的腔压力。但是因为从冷却器纵向方向上看前后接连的冷却空气腔是较大的，其中空气腔大小朝冷却器端部通常还递增，测量的腔压力也与测量的松散材料床高度有关地对于正好在栅格式冷却器的一个区域内的当前的冷却空气需求不再是绝对代表性的。
发明内容
本发明的目的在于，这样过程控制地调节松散材料栅格式冷却器的运行，该松散材料栅格式冷却器用于冷却例如热的水泥熟料，使得在冷却栅格的所有区域内冷却空气体积流和/或其在冷却材料床的相应区域内的滞留时间可以与在每个区域上产生的冷却需求协调。
本发明实现一种用于调节松散材料栅格式冷却器的运行的方法，该栅格式冷却器用于冷却热的松散材料例如水泥熟料，该松散材料通过适合的输送机构从松散材料输入端运动至松散材料输出端，而冷却栅格和在该冷却栅格上分布的热的松散材料床基本上从下向上由冷却空气流穿过，所述冷却空气流通过设置在冷却栅格下方的调节装置调节，其特征在于：在栅格式冷却器的运行期间对相应局部的冷却空气体积流(21)的和/或对冷却栅格的相应局部的输送速度的调节干预与相应局部的分区域测量的栅格材料床高度和/或栅格材料床温度和/或冷却空气通流阻力相关地实现，使得在测量的参数：床高度、床温度和流动阻力中的一个或者多个改变时改变相应的局部的冷却空气体积流和/或输送速度，在根据行走地板式输送原理通过冷却器逐步地输送松散材料的栅格式冷却器中，在从材料输送方向上看相邻的栅格轨道上测量松散材料床高度并且测量参数通过分别控制相应冷却栅格轨道的驱动装置用于松散材料床在整个冷却器宽度上的有针对性的横向分布。
已知的松散材料栅格式冷却器的调节方法提供如下可能性，即冷却空气体积流在冷却器的所有区域内基本上保持恒定，而按本发明的用于调节松散材料栅格式冷却器的运行的方法提供如下可能性，即栅格式冷却器的相应区域根据包含于其内的热的松散材料床的焓的不同情况符合冷却需求地调节地供给冷却空气流。这通过如下发生，即按本发明在栅格式冷却器的运行期间对相应局部的冷却空气体积流的和/或对冷却栅格的相应局部的输送速度的调节干预与相应局部的分区域地(zonenweise)测量的松散材料床高度和/或松散材料床温度和/或冷却空气通流阻力相关地实现，使得在一个或者多个测量的参数：床高度、床温度和通流阻力改变时改变相应的局部的冷却空气体积流和/或栅格系统的输送速度。
在参数：床高度和/或床温度和/或通流阻力升高时提高相应局部的冷却空气体积流，反之亦然，而尤其在床顶面上的有所谓的“红河”形成(“Red River”-Bildung)的危险的床温度的升高可以启动栅格系统输送速度的减小，并且反之亦然。
可能性在于，三个观察的测量参数：松散材料床高度、松散材料床温度和通流阻力相互结合成一个新的组合的测量参数，其中在此会涉及在相应的冷却空气体积流调节器的底面与顶面之间相应的冷却空气流的测量的压力差。但是可能性也在于，在按本发明的调节装置中，一个或两个测量参数用作为主导参数并且其余的测量参数用作为修正参数。
松散材料床尤其是热的水泥熟料床的通流阻力由材料床的床高度、粒状性(Granulometrie)和温度确定。热扫描仪或者具有温度场测量的相机可以提供关于实际的松散材料温度的信息。从而确定所有基本的测量参数，所述测量参数对于当前的分区域的冷却空气需求是有意义的，以便可以符合冷却需求地优化地调节栅格式冷却器的运行。
栅格式冷却器的符合需求的冷却也可以通过通风技术的和输送技术的措施的结合来减少，也就是通过对冷却空气体积流的和对栅格系统输送速度的调节干预，以便可以使得冷却空气体积流精确地与在栅格式冷却器的相应的区域内产生的要排走的热量协调。为了调节输送速度，在推进栅格式冷却器中干预可运动的栅格板列的往复长度和往复频率。这也对于根据所谓的行走地板式输送原理(Walking Floor-
Figure BSA00000656651500041
)工作的松散材料栅格式冷却器适用，其中各并列设置的携带冷却材料的长形的底部元件受控制地共同朝前运动，但不是共同地而是在时间上彼此分开地往回运动。
在按本发明的方法中，对于冷却空气通流阻力典型地在沿冷却栅格的长度和宽度分布的区域中测量在冷却栅格下方的冷却空气调节装置的底面与顶面之间的压力差。在栅格式冷却器中松散材料床高度也在从材料输送方向上看相邻的冷却栅格轨道上测量，该栅格式冷却器根据行走地板式输送原理将松散材料通过冷却器逐步地输送，并且测量参数通过分别控制相应栅格轨道的驱动以用于松散材料床在整个冷却器宽度上的有针对性的横向分布。尤其是与在冷却材料床的顶面上或者在该冷却材料床的顶层上的温度测量相关联，在用于冷却炽热的水泥熟料的栅格式冷却器中抑制所谓的“红河”形成。
这些在冷却空气入流中采用的冷却空气调节装置以这样的调节特性曲线进行工作，这些调节特性曲线尤其是描述冷却空气需求随着冷却材料床高度或者冷却材料床温度的升高或者随着冷却空气流的松散材料床通流阻力的升高而升高。调节特性曲线可以按本发明的特别的特征在冷却器运行期间是可改变的，因此在调节器壳体内可移动地设置的调节机构的初始高度位置机械地进行调节。
附图说明
本发明及其另外的特征和优点借助于在图中示意描述的实施例详细解释。其中：
图1以透视图的形式示意地显示栅格式冷却器的起始区域，该栅格式冷却器用于冷却由回转炉输出的热的水泥熟料；
图2显示冷却空气调节装置，其中为了观察到内部的目的剖下调节器壳体的前面的分件。
具体实施方式
按图1的实施例，栅格式冷却器的冷却栅格如棋盘那样由一些前后且并列设置的冷却栅格模块组成，其中每个模块具有多个在冷却器纵向方向上延伸的并列设置的长形的大致槽形的底部元件，所述底部元件彼此无关地在一个在冷却材料输送方向上的推进位置10与一个回行位置11之间可受控制地运动，使得在底部元件上携带的未描述的热的冷却材料在可往复运动的底部元件上例如根据行走地板式输送原理通过冷却器逐步地输送，该冷却材料由回转炉12的输出端输出并且通过材料转移装置13导入。在此冷却栅格模块的各轨道形的底部元件的驱动从冷却栅格下面经由推进框架进行，所述推进框架支承在滚轮上并且在所述推进框架上嵌接工作缸，而且这样控制，使得底部元件共同朝前但不是共同地而是在时间上彼此分开地往回运动。
冷却栅格模块列的纵向轨道用A、B、C、D、E表示，而栅格模块横列用15、16、17、18、19、20等表示。所有冷却栅格模块的底部元件构成为空心体，即所述底部元件从横截面上看具有一个携带冷却材料的并且对于冷却空气基本上从下向上通透的顶面和一个与之隔开距离的封闭的防止冷却材料从栅格掉落的底面。在此所有底部元件的底面具有多个在长度上分布的冷却空气入口，在所述冷却空气入口上法兰连接冷却空气调节装置，如这在图2的实施例中可见的那样。
图2的自动工作的冷却空气调节装置具有一个调节器壳体22和一个设置在其内的内体23。例如盘形的或者罐形的内体23与复位力的作用相反地在由导入的冷却空气21流过的调节器壳体22内作为调节机构可平移运动地进行引导。随着在调节器壳体22内的由冷却空气入流的内体23的递增的高度位置，调节器壳体的为冷却空气保留的自由的流动横截面减小，反之亦然。
在内体23上方的冷却空气流中的压力损失的改变或者在内体23的底面与顶面之间的压力差的改变导致内体23的轴向的移动并且从而导致冷却空气体积流的改变。图2的调节器壳体22例如具有一些在高度上并且绕壳体圆周分布的开口24，其中冷却空气21经由开口流入到壳体22的内部并且在该壳体的顶面25上经由在顶面25上的相应的输出开口流到冷却栅格内，该顶面法兰连接到图1的冷却栅格模块的底面上。一个复位弹簧26可以嵌接在用作为调节机构的内体23的中心。
在栅格式冷却器的运行期间对相应局部的冷却空气体积流21的和/或对冷却栅格的相应局部的输送速度的调节干预与相应局部的分区域测量的松散材料床高度和/或松散材料床温度和/或冷却空气通流阻力相关地实现，使得在一个或者多个测量的参数：床高度、床温度和通流阻力变化时改变相应的局部的冷却空气体积流和/或栅格的输送速度。
在相应的冷却栅格区15至20中的冷却空气体积流和/或栅格式冷却器的输送速度通过过程控制根据松散材料床的焓的不同情况符合冷却需求地进行调节。在此在图2中示意描述的冷却空气调节装置22的调节特性曲线能够以调节和改变，使得至少一个复位弹簧26的预紧力通过调节机械27的操纵是可调节的并且是可改变的，该复位弹簧支承在可平移地移动和引导的内体23上。

Claims (10)

1.用于调节松散材料栅格式冷却器的运行的方法，该栅格式冷却器用于冷却热的松散材料，该松散材料通过适合的输送机构从松散材料输入端运动至松散材料输出端，而冷却栅格(15-20)和在该冷却栅格上分布的热的松散材料床基本上从下向上由冷却空气流(21)穿过，所述冷却空气流通过设置在冷却栅格下方的调节装置(22)调节，其特征在于：在栅格式冷却器的运行期间对冷却栅格的相应局部的输送速度的调节干预与相应局部的分区域测量的栅格材料床高度和/或栅格材料床温度和/或冷却空气通流阻力相关地实现，使得在测量的参数：床高度、床温度和通流阻力中的一个或者多个改变时改变相应的局部的输送速度，在根据行走地板式输送原理通过冷却器逐步地输送松散材料的栅格式冷却器中，在从材料输送方向上看相邻的栅格轨道(A-E)上测量松散材料床高度并且测量参数通过分别控制相应冷却栅格轨道(A-E)的驱动装置用于松散材料床在整个冷却器宽度上的有针对性的横向分布。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：在栅格式冷却器的运行期间对相应局部的冷却空气体积流(21)的调节干预与相应局部的分区域测量的栅格材料床高度和/或栅格材料床温度和/或冷却空气通流阻力相关地实现，使得在测量的参数：床高度、床温度和通流阻力中的一个或者多个改变时改变相应的局部的冷却空气体积流。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于：参数：松散材料床高度、床温度和通流阻力在沿冷却栅格的长度和宽度分布的区域(15-20和A-E)中测量。
4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在相应的冷却栅格区域(15-20和A-E)内的冷却空气体积流和/或栅格式冷却器的输送速度通过过程控制根据松散材料床部段的焓的不同情况符合冷却需求地进行调节。
5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在床温度升高时减小栅格系统的输送速度，反之亦然。
6.按权利要求2所述的方法，其特征在于：在参数：床高度和/或床温度和/或通流阻力升高时提高相应局部的冷却空气体积流(21)，反之亦然。
7.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于：冷却空气体积流调节器(22)的调节特性曲线在冷却器运行期间是可改变的，其中调节特性曲线描述冷却空气需求随着冷却材料床高度或者冷却材料床温度的升高或者随着冷却空气流(21)的冷却材料床通流阻力的升高而升高。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于：调节特性曲线也用于调节基本上保持恒定的冷却空气体积流。
9.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于：对于冷却空气通流阻力典型地在沿冷却栅格的长度和宽度分布的区域(15-20和A-E)中测量在冷却栅格下方的冷却空气调节装置的底面与顶面之间的压力差。
10.按权利要求7所述的方法，其特征在于：冷却空气体积流调节器(22)的调节特性曲线的改变通过在通流冷却空气的调节器壳体内可运动地设置的调节机构(23)的机械的位置调节而产生。
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