CS258803B1 - Method of portland clinker's firing stabilization in rotary furnace - Google Patents
Method of portland clinker's firing stabilization in rotary furnace Download PDFInfo
- Publication number
- CS258803B1 CS258803B1 CS849373A CS937384A CS258803B1 CS 258803 B1 CS258803 B1 CS 258803B1 CS 849373 A CS849373 A CS 849373A CS 937384 A CS937384 A CS 937384A CS 258803 B1 CS258803 B1 CS 258803B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- furnace
- changes
- length
- filling
- firing
- Prior art date
Links
- 238000010304 firing Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Abstract
Řešení se týká výroby portlandského slínku. Očelem řešení je dosáhnout stabilizace výpalu v rotační peci. Tohoto účelu je podle vynálezu dosaženo tím, že se sledují změny délky a zaplnění slinovacího pásma v peci a úměrně rychlosti těchto změn se při vzrůstu délky a zaplnění slinovacího pásma zvyšuje množství suroviny dávkované do pece a/nebo snižuje množství paliva přiváděné do hořáků pece a/nebo se zvyšují otáčky pece, přičemž při poklesu délky a zaplnění slinovacího pásma pece se tyto změny akčních veličin provádějí v opačném smyslu. Jako rozhodující kriterium změn délky a zaplněni slinovacího pásma lze s výhodou použít měření elektrického· příkonu pohonu pece.The solution concerns the production of Portland clinker. The solution is to achieve stabilization firing in a rotary kiln. This According to the invention, this is achieved by the fact that changes in sintering length and filling are monitored bands in the furnace and proportional to speed These changes occur when the length and filling are increased sintering zone increases the amount of raw material dosed into the furnace and / or reduced the amount of fuel supplied to the furnace burners and / or the furnace speed is increased, wherein with decreasing length and filling the sintering the furnace bandwidth, these changes in action variables in the opposite sense. As crucial criterion of changes in length and fullness The sintering zone can be used advantageously measuring the electrical input of the furnace drive.
Description
Vynález se týká způsobu stabilizace výpalu portlandského slinku v rotační peci.The present invention relates to a method for stabilizing Portland clinker firing in a rotary kiln.
Jednou z hlavních příčin zvýšené tepelné spotřeby, spotřeby vyzdívkových materiálů a kolísání kvality při výrobě portlandského slinku je kolísání stupně výpalu slinku v rotační peci. Nutnou podmínkou optimalizace výroby je proto kromě pohotového způsobu stanovení optimálního stupně výpalu i udržení stability výpalu na zadané optimální úrovni. K tomuto účelu používané systémy regulace i automatického řízení provozních parametrů pecní linky vyžadují objektivní vstupní informaci o změnách stupně výpalu. Takovými údaji jsou v současné době hodnoty teploty materiálového vstupu a výstupu rotační pece nebo teplota slinovacího pásma měřená na základě oxidů dusíku v pecní atmosféře. Pouze okrajově se někdy využívá v komplexu ostatních veličin i naměřených hodnot elektrického příkonu pohonu rotační pece, aniž by však byly známy zákonitosti jeho vztahu ke stupni výpalu. Zejména pro systémy se suchým způsobem výroby a s roštovými chladiči dosud neexistují způsoby stabilizace výpalu s uspokojivými výsledky, a to ani při použití výpočetní techniky.One of the main causes of increased heat consumption, lining material consumption and quality variations in the production of Portland clinker is the variation in the degree of clinker firing in a rotary kiln. Therefore, in addition to the prompt method of determining the optimum firing rate, maintaining the firing stability at a specified optimum level is a necessary condition for optimizing production. The control systems used for this purpose and the automatic control of the operating parameters of the furnace line require objective input information on changes in the firing rate. Such data are currently the rotary kiln material inlet and outlet temperatures or the sintering zone temperature measured on the basis of nitrogen oxides in the furnace atmosphere. It is sometimes used only marginally in the complex of other quantities and measured values of electric power input of the rotary kiln drive, but without knowing the laws of its relation to the degree of firing. Especially for dry process systems and grate coolers, there are still no ways of stabilizing firing with satisfactory results, even when using computer technology.
Uvedenou problematiku řeší a dosavadní nedostatky odstraňuje způsob stabilizace podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se sleduji změny délky a zaplnění slinovacího pásma v peci a úměrně rychlosti těchto změn se při vzrůstu délky a zaplněni slinovacího pásma zvyšuje množství suroviny dávkované do pece a/nebo snižuje množství paliva přiváděného do hořáků pece a/nebo se zvyšují otáčky pece, přičemž při poklesu délky a zaplnění slinovacího pásma pece se tyto změny akčních veličin provádějí v opačném smyslu.The stabilization method according to the invention, which is based on monitoring changes in the length and filling of the sintering zone in the furnace and proportional to the rate of these changes, increases the amount of feed material into the furnace and / or the filling of the sintering zone. or decreases the amount of fuel supplied to the furnace burners and / or increases the furnace speed, and as the length of the furnace decreases and the sintering zone of the furnace becomes full, these changes in the action quantities are reversed.
Jak bude ukázáno dále, představuje stabilita délky a zaplnění slinovacího pásma základní předpoklad stability činnosti celé pecní linky. Velmi vhodnou a pohotovou informaci o změnách stavu slinovacího pásma představuje proto údaj o otáčivém odporu pece ve formě elektrického příkonu pohonu pece, který je možno využít k akčnímu zásahu do chodu pece, a to jak pro ruční, tak i automatickou stabilizaci provozu pecní linky.As will be shown later, the stability of the length and the filling of the sintering zone is a prerequisite for the stability of the operation of the entire furnace line. Therefore, the information about the rotational resistance of the furnace in the form of the electric power input of the furnace drive, which can be used for action in the operation of the furnace, both for manual and automatic stabilization of the furnace line operation, is very suitable and readily available.
Řídicím úsekem rotační pece z hlediska průtoku materiálu je slinovací pásmo, tj. oblast, ve které existuje ve slinku kapalná fáze. V tomto pásmu dochází ke granulací a tím se výrazně zvyšuje sypný úhel vypalovaného materiálu, jehož funkcí je rychlost postupu materiálu ve směru osy rotační pece. Při dané surovinové skladbě při vzrůstajícím stupni výpalu klesá podíl jemných částic ve slinku a zvyšuje se sypný úhel slinku, čímž rychlost postupu slinku podél pece klesá. Tím tlouštka jeho vrstvy v peci narůstá a současně se slinovací pásmo prodlužuje. Důsledkem je nárůst otáčivého odporu pece až do ustálení výpalu, kdy množství slinku na výpadu z pece odpovídá množství surovinové moučky dávkované do pece, Při poklesu stupně výpalu je tomu naopak, a proto kolísání stupně výpalu znamená zcela jednoznačně kolísání množství slinku, který přichází do chladiče. Tím kolísá i teplota sekundárního vzduchu, což se zpětně negativně projeví ve slinovacím pásmu a důsledkem je celková nestabilita systému. Z uvedeného vyplývá, že předpokladem rovnoměrné činnosti pecní linky je stabilita zaplnění a délky slinovacího pásma. Výzkum zákonitostí, určujících stupeň výpalu, prokázal jeho souvislost se stupněm zaplnění a délkou slinovacího pásma, projevujícího se změnami otáčivého odporu pece a jeho přímou souvislost s naměřeným elektrickým příkonem pohonu pece. Tato veličina integruje proces v celém slinovacím pásmu. Je proto nejspolehlivější a přitom nejpohotovější informací o změnách ve slinovacím pásmu, a tudíž nejvhodnější regulovanou veličinou pro ruční i automatickou stabilizaci výpalu. Akčními veličinami jsou pak dávkování surovinové moučky, tepelný příkon, či otáčky rotační pece. Pouze otáčkami lze však eliminovat jen dočasné výkyvy ve stupni výpalu, působené vnitřními změnami v rotační peci. Jejich změnami při stálém množství surovinové moučky, dávkované do peoe, se mění především zaplnění pece, což ovlivňuje průchod materiálu pouze do ustaveni nové rovnováhy. Trvalý vliv prostřednictvím případné změny granulace slinku je malý. Dlouhodobou stabilizaci provozu je proto možno v tomto případě dosáhnout pouze kombinací účinku dalších akčních veličin s otáčkami pece.The control section of the rotary kiln in terms of material flow is the sintering zone, i.e. the area in which the liquid phase exists in the clinker. Granulation takes place in this zone, which significantly increases the firing angle of the fired material, the function of which is the speed of material advance in the direction of the rotary kiln axis. With a given feedstock composition, as the firing rate increases, the proportion of fine particles in the clinker decreases, and the clinker tip angle increases, thereby decreasing the clinker speed along the furnace. Thereby the thickness of its layer in the furnace increases and at the same time the sintering zone is extended. The result is an increase in the rotary resistance of the furnace until the firing stabilizes, when the amount of clinker at the furnace discharge corresponds to the amount of raw meal delivered to the furnace. . This also fluctuates in the temperature of the secondary air, which in turn is negatively reflected in the sintering zone and results in overall system instability. As a result, the stability of the filling and the length of the sintering zone are a prerequisite for uniform operation of the furnace line. Research into the laws determining the degree of firing showed its relationship with the degree of filling and the length of the sintering zone manifested by changes in the rotary resistance of the furnace and its direct connection with the measured electrical input of the furnace drive. This quantity integrates the process in the whole sintering zone. It is therefore the most reliable and at the same time the most readily available information about changes in the sintering zone and therefore the most suitable controlled variable for manual and automatic firing stabilization. The action quantities are then the dosing of the raw meal, the heat input, or the speed of the rotary kiln. However, only the revolutions can only eliminate temporary fluctuations in the firing stage caused by internal changes in the rotary kiln. Their changes, with a constant amount of raw meal to be fed into the pea, primarily change the filling of the furnace, which affects the passage of the material only until a new equilibrium is established. The lasting effect through a possible change in clinker granulation is small. In this case, the long-term stabilization of the operation can only be achieved by combining the effect of other action quantities with the furnace speed.
Vynález bude dále objasněn na příkladech jeho praktického použití při řízení provozu rotační pece.The invention will be further elucidated by examples of its practical use in controlling the operation of a rotary kiln.
Příklad 1Example 1
Ruční stabilizace výpaluManual firing stabilization
Operátor řídí ručně výpal v závodě se suchým způsobem výroby s kapacitou 3 000 t zaThe operator controls the firing manually in a dry production plant with a capacity of 3,000 tons
h. Pracoviště má vybavené grafickým záznamem průběhu elektrického příkonu a jako kritérium stupně výpalu využívá reálného fázového složení slínku, stanoveného provozní optickou mikroskopií. Dosažením požadovaného fázového složení slínku určí odpovídající hodnotu elektrického příkonu, která činí 150 kw a jeho úkolem je stabilizovat výpal při této hodnotě.h. The workplace is equipped with a graphical record of the course of electrical power consumption and as a criterion of the degree of firing it uses the real phase composition of the clinker, determined by operational optical microscopy. By reaching the required clinker phase composition, it determines the corresponding electrical power value, which is 150 kw, and its task is to stabilize the firing at this value.
Elektrický příkon začne klesat a po deseti minutách dosáhne hodnoty 147 kW, která již vyžaduje korekci. Operátor podle úhlu vybočení křivky určí odhadem rozsah zásahu a sníží -1 -1 dávkování surovinové moučky do rotační pece ze 200 t.h na 197 t.h .Po uplynutí reakční doby se křivka elektrického příkonu začne opět přibližovat zadané hodnotě a když dosáhne hodnoty 147 t.h-1, zvýší operátor dávkování moučky na 199 t.h1. Křivka elektrického příkonu se vyrovná se zadanou hodnotou v přijatelné vzdálenosti nebo se od ní začne opět vzdalovat pod menším úhlem, než-li před prvním zásahem. Pokud bude hodnota elektrického příkonu opět klesat, zopakuje operátor předchozí postup s přiměřeně menšími změnami akční veličiny, pokud bude dále stoupat, provede obdobné zásahy v opačném smyslu. Tak tlumenými kmity elektrický příkon obnoví výchozí stav.Electric power starts to drop and after ten minutes reaches 147 kW, which already requires correction. Operator according articulation angle curve determined by estimating the extent of interference and reduce -1 -1 dosing of raw meal to the kiln from the 200 th to 197 th .After the reaction time, the curve of the electrical power again begins to approach the desired value, and when it reaches 147 th -1 raises the flour dosing operator to 199 th 1 . The electrical power curve aligns with the entered value at an acceptable distance or begins to move away from it again at a smaller angle than before the first intervention. If the value of the electric power drops again, the operator repeats the previous procedure with reasonably smaller changes of the actuating variable, if it continues to rise, it will perform similar interventions in the opposite sense. Thus, the damped oscillations restore the power to the initial state.
Příklad 2Example 2
Automatická stabilizace výpaluAutomatic firing stabilization
Ve stejném závodě jako v předchozím příkladu je výpal v rotační peci stabilizován podle následujícího algoritmu: zadaná hodnota elektrického příkonu je osou kanálu se symetrickými mezemi 147 a 153 kW. Vyhlazený průběh elektrického příkonu je trvale sledován a jestliže jeho hodnota dosáhne meze kanálu, provede se změna akční veličiny (dávkování surovinové moučky nebo paliva) podle vztahuIn the same plant as in the previous example, firing in a rotary kiln is stabilized according to the following algorithm: the power input value is the channel axis with symmetrical limits of 147 and 153 kW. Smooth electrical power is continuously monitored and if its value reaches the channel limit, the action variable (dosing of raw meal or fuel) is changed according to
G = Gm + (K . Gi) , kde G a Gm jsou nová a předchozí hodnota akční veličiny, Gi je konstanta, stanovená identifikácí (Gi sur = 10 t.h ) Gi plyn = 500 m .h ) a K je rychlost změny elektrického příkonu od předchozího extrému, která se vypočte z rovnicG = Gm + (K. Gi), where G and Gm are the new and previous values of the action variable, Gi is a constant determined by identification (Gi sur = 10 th) Gi gas = 500 m .h) and K is the rate of change of electric power from the previous extreme, which is calculated from the equations
K sur = G meze - G osy/tj.-t2,K sur = G limits - G axes / ie-t2,
K plyn = G osy - G meze/t^-t2» kde je doba shody elektrického příkonu s mezí kanálu a t2 je doba dosažení jeho posledního extrému. Průběh elektrického příkonu se začne vracet do kanálu a při dosažení jeho meze se provede změna akční veličiny podle vztahuK gas = G axes - G limits / t ^ -t2 »where is the time of conformity of electric power with the channel limit and t 2 is the time to reach its last extreme. The course of electrical power starts to return to the channel and when its limit is reached, the action variable is changed according to the relation
4G = - C(G - Gm) , kde C je konstanta menší než 1, stanovená identifikací (C = 0,7).4G = - C (G - Gm), where C is a constant less than 1, determined by identification (C = 0.7).
Při řešení situace z prvního přikladu budeWhen solving the situation from the first example will be
K sur = 147 - 150/10 = -0,3 kW.min-1,K sur = 147-150 / 10 = -0.3 kW.min -1 ,
G = 200 + (-0,3.10) = 197 - t.h-1.G = 200 + (-0.3, 10) = 197 - th -1 .
Řídicí program sníží nejprve dávkování surovinové moučky na 197 t.h Λ a při vstupu hodnoty elektrického příkonu do kanálu provede opačný zásah a zvýší dávkování surovinové moučky oThe control program will first reduce the feed of raw meal to 197 th Λ and, when entering the value of the electric power input into the channel, it will do the opposite action and increase the feed of raw meal by
ŮG » -0,7 (197-200) - 2,1 t.h1, takže korekce dávkování surovinové moučky pro obnovení provozu při zadané hodnotě elektrického příkonu činí -0,9 t.h1. V případě, že tento stav nenastane, provede řídicí program další zásahy s postupně menšími výkyvy elektrického příkonu a případně provede korekci konstant Gi a C.ŮG »-0.7 (197-200) - 2.1 th 1 , so the feed rate correction of the raw meal to restore operation at the specified electrical power input is -0.9 th 1 . If this condition does not occur, the control program performs further interventions with gradually smaller fluctuations in the electrical input and, if necessary, corrects the constants Gi and C.
Příklad 3Example 3
Automatická stabilizace kombinací akčních veličinAutomatic stabilization of combinations of action variables
Výpal je jako v předchozím příkladu stabilizován jednou z uvedených základních akčních veličin a aby se zkrátila doba reakce výpalu na změnu akční veličiny, provádí se současně se zásahem i změna rychlosti otáčení pece, která trvá pouze do okamžiku, kdy průběh regulované veličiny vstoupí opět do kanálu. Aby byl eliminován vlastní vliv změny otáček pece na elektrický příkon, je v tomto případě regulovanou veličinou poměr elektrický příkon/otáčky a velikost změn otáček je proporcionální velikosti zásahu hlavní akční veličiny tak, že při K - 1 je dosahováno maximálního technologicky zdůvodněného rozdílu vzhledem ke střední hodnotě, v našem případě 2 - 0,4 otáčky.min1. Meze kanálu jsou 73,5 a 76,5 kW.min 1 a změna otáček pece při zásahu činíAs in the previous example, firing is stabilized by one of the basic action variables and, in order to reduce the firing reaction time to the change in the action variable, the furnace rotation speed is changed simultaneously with the intervention. . In order to eliminate the actual influence of the furnace speed change on the electric power input, the controlled variable is the electric power / speed ratio and the magnitude of the speed change is proportional to the magnitude of the main action variable. value, in our case 2 - 0.4 rpm.min 1 . The channel limits are 73.5 and 76.5 kW.min 1 and the change in furnace speed at intervention is
Kur “ K · 2'5 “ °'3 * · 2'5 ’ -OzVB.min1 Klyn—K · 2'5 °-3 · 2'5 = -O^S.min1.Kur “ K · 2 ' 5 “ °' 3 * · 2 ' 5 ' -OzVB.min 1 Gas — K · 2 ' 5 ° - 3 · 2 ' 5 = -O ^ S.min 1 .
Řídicí program tedy při zásahu dávkováním surovinové moučky i při zásahu dávkováním paliva sníží současně rychlost otáčení pece, tím sníží rychlost postupu materiálu a urychlí vzestup jeho teploty». Omezení řunkce řídicího programu pouze do hodnoty K - 1 a signalizace pro přechod na ruční řízení umožní rozlišit rychlou změnu elektrického příkonu při náhlých vnitřních změnách v rotační peci, např. při rozsáhlejším opadnutí kroužku na začátku slinovacího pásma.Thus, the control program reduces both the rotational speed of the furnace at the same time as the feed of the raw meal and the intervention of the fuel, thereby reducing the rate of material flow and accelerating its temperature increase. Limiting the control program to only K - 1 and signaling for switching to manual control will make it possible to distinguish a rapid change in the electrical input during sudden internal changes in the rotary kiln, for example in the case of a larger ring drop at the beginning of the sintering zone.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS849373A CS258803B1 (en) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | Method of portland clinker's firing stabilization in rotary furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS849373A CS258803B1 (en) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | Method of portland clinker's firing stabilization in rotary furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS937384A1 CS937384A1 (en) | 1985-08-15 |
| CS258803B1 true CS258803B1 (en) | 1988-09-16 |
Family
ID=5444268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS849373A CS258803B1 (en) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | Method of portland clinker's firing stabilization in rotary furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS258803B1 (en) |
-
1984
- 1984-12-05 CS CS849373A patent/CS258803B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS937384A1 (en) | 1985-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3276755A (en) | Kiln system and method | |
| GB1245276A (en) | Improvements in method and apparatus for cement kiln control | |
| CS258803B1 (en) | Method of portland clinker's firing stabilization in rotary furnace | |
| US8607717B2 (en) | Batch waste gasification process | |
| CS195669B2 (en) | Method of regulating incinerators for heat treating fine-grained materials | |
| US4981087A (en) | Method for regulating the furnace output in incineration plants | |
| SU926479A1 (en) | Method of automatic control of carbon containing materials into rotary tube furnace | |
| US3610596A (en) | Method and apparatus for rotary kiln control | |
| SU972207A1 (en) | Method for automatically controlling thermal conditions of rotary kilns | |
| RU2139482C1 (en) | Method of control of raw material roasting process in rotary furnace | |
| SU827944A1 (en) | Automated complex for control of rotating furnace operation | |
| SU1544857A1 (en) | Method of stabilizing the temperature of stone materials at the outlet of drying drum | |
| SU703561A1 (en) | Device for automatic programmed charging of pitch-coke ovens | |
| SU1168542A1 (en) | Method of automatic control for roasting process in fluidized bed furnace | |
| SU1079982A1 (en) | Method of automatic adjusting of loose material drying process | |
| US20250101691A1 (en) | Control of an asphalt mixing plant | |
| SU1099205A1 (en) | Automatic control system of rotary furnace aerodynamic conditions | |
| SU953415A1 (en) | Calcining process control method | |
| SU442998A1 (en) | Method for automatic control of glass melting process | |
| SU1096478A1 (en) | Automated set for burning swelling materials in rotary furnace | |
| SU1002789A1 (en) | Apparatus for automatic control of raw mixture roasting process | |
| SU361989A1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF HEAT MODE OF BURNING OF RAW MATERIAL IN A ROTATING FURNACE | |
| SU673831A1 (en) | Method of controlling roasting process | |
| SU1308822A1 (en) | System for automatic control of process for roasting raw mixture | |
| SU861308A1 (en) | Method of automatic control of lime production process in production of calcinated soda |