DE1408990C3 - Vorrichtung zur Regelung des durch die Klinkerkühlanlage vorgewärmten Unterwindes bei Zementdrehrohröfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des durch die Klinkerkühlanlage vorgewärmten Unterwindes bei Zementdrehrohröfen mit Hilfe einer Druckmeßeinrichtung in der Kühlluftzuleitung, welche den Antrieb für den Austrag der Kühlanlage regelt.

Bei derartigen Drehrohrofen, ber denen die Klinkerkühlanlage häufig Wanderroste aufweist, durch welche Luft aus verschiedenen, in Bewegungsrichtung der Wanderroste unterhalb derselben hintereinander angeordneten Abteilen hindurchgeblasen wird, müssen die den Drehrohrofen verlassenden Klinker relativ schnell abgekühlt werden. Dies wird häufig so durchgeführt, daß die Klinker auf perforierten Wanderrosten, die eine Bedeckung aufweisen können, gegeben werden und ein aufsteigender Luftstrom diese Wanderroste und damit das auf ihnen abgelagerte Klinkerbett durchquert. Zur Luftzufuhr dienen dabei unter den Wanderrosten angeordnete Abteile, in die gegebenenfalls voneinander unabhängige Gebläse Luft hineindrücken, wobei sich die Luft in den Abteilen ausdehnt, das Klinkerbett durchquert und dann als vorerwärmter

ίο Unterwind dem Drehrohrofen zugeführt wird.

Für das einwandfreie Funktionieren einer derartigen Anlage ist eine genaue Regelung der Temperatur, der Menge und der Geschwindigkeit der Luft, die das Klinkerbett durchsetzt, erforderlich, um eine gleichmäßige Qualität der Klinker zu gewährleisten, ferner um eine möglichst lange Lebensdauer der Wanderrostglieder sicherzustellen und vor allem, um eine genau dosierte Menge vorerwärmten Unterwindes dem Drehrohrofen zuzuführen, da für einen vorschriftsmäßigen Ofenbetrieb eine genaue Einstellung des Unterwindes nach Luftmenge, Temperatur und Geschwindigkeit unerläßlich ist.

Bisher erfolgte diese Regelung entweder von Hand oder automatisch. Auch im letzteren Fall erwies sich eine Kombination der automatischen Regelung mit einer Handregelung als unerläßlich, um die Mangel der automatischen Vorrichtung zu beheben. Zu diesen Mängeln gehört unter anderem, daß derartige automatische Regelungen zum Pendeln oder zum Pumpen neigen, d. h., die Anlage fällt bezüglich Temperatur, Luftmenge und Abkühlungstemperatur der Klinker jeweils zwischen zwei Extremwerten hin und her, eine Erscheinung, die zwar bei Regelungsanlagen allgemein bekannt ist, deren Behebung jedoch meist sehr große Schwierigkeiten macht.

Durch die DT-PS 4 80 525 ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung bekanntgeworden, bei der die Austragsgeschwindigkeit der Klinkerkühlanlage in Abhängigkeit von dem in der Kühlleitung gemessenen Druck mittels einer Zweipunktregelung gesteuert wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird bei Überschreiten oder Unterschreiten des mittleren, gewünschten Durchsatzes ein Kontakt geschlossen, durch den ein Relais den Antrieb des Klinkerabzuges verzögert oder beschleunigt. Ein Abgehen von der Zweipunktregelung ist bei dieser Vorrichtung nicht möglich, weil die Totzeit des Stellgliedes, nämlich des Klinkerabzuges, erhebliche Regelschwingungen hervorrufen würde oder aber die Regelgenauigkeit noch schlechter würde, als es bei der Zweipunktregelung der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche eine praktisch pendelungsfreie Einregelung des durch die Klinkerkühlanlage vorgewärmten Unterwindes gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch

a) eine Kühlanlage, die in an sich bekannter Weise aus einem Wanderrost besteht, durch welchen die Luft aus darunter in Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Abteilen hindurchgeblasen wird;

b) Unterteilung des ersten Abteils durch eine bis in den Gebläsekanal reichende senkrechte Trennwand etwa im Verhältnis 1 :4 bis 1 : 3 in eine erste kleinere und in eine zweite größere Kammer;

c) Drosselklappen zur Einstellung des Druckgleichgewichtes zwischen den Kammern an beiden Seiten des Auslaufes des Gebläsekanals;

d) eine Meßeinrichtung für die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern, die unter Zwischenschaltung elektrischer Einrichtungen den Antrieb des Wanderrostes beeinflußt.

Während bei der bekannten Vorrichtung (DT-PS 4 80 525) die Klinkerbetthöhe nicht konstant gehalten, sondern dazu benutzt wird, die Sekundärluftmenge pro Zeiteinheit zwischen zwei Grenzwerten zu halten, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Höhe des Klinkerbettes auf dem Wanderrost mittels einer Differenzdruckbestimmung gemessen und geregelt.

Zur Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird folgendes ausgeführt:

Wenn beispielsweise auf die ersten Dezimeter des Wanderrostes, die über die erste Kammer laufen, plötzlich eine geringere Klinkermenge gefallen ist, dann wird als Folge der geringeren entstehenden Schichtstärke sofort der Druck in der ersten Kammer etwas geringer sein als der Druck in der zweiten Kammer. Diese Druckdifferenz wird nun über entsprechende bekannte Regelorgane dazu eingesetzt, die Geschwindigkeit der Wanderroste zu vermindern, was praktisch dazu führt, daß die Schichtstärke auf den Wanderrosten den alten Wert behält, da zwar weniger Klinker auf den Wanderrost fallen, aber andererseits der Wanderrost auch wieder mit geringerer Geschwindigkeit weiterläuft.

Fängt die Beschickung des Wanderrostes mit Klinkern wieder an zu steigen, dann steigt der Druck in der ersten Kammer im Vergleich zum Druck in der zweiten Kammer; es bildet sich also ein Differenzdruck im entgegengesetzten Sinne, und da die Vorschubgeschwindigkeit des Wanderrostes im Sinne eines zum Verschwindenbringens dieser Druckdifferenz gesteuert wird, steigt die Vorschubgeschwindigkeit wieder.

Eine derartige Steuerung der Geschwindigkeit des Wanderrostes führt dazu, daß unabhängig von der Beschickung über den Wanderrost immer die gleiche Schichthöhe an Klinkern liegt. Demnach ist auch in den beiden Kammern immer derselbe eingestellte Druck, und als Folge davon erhält der Zementdrehrohrofen immer dieselbe Menge Unterwind. Es wird darauf aufmerksam gemacht, daß bei dem neuen Verfahren der Quotient aus der Klinkermenge, die der Drehrohrofen pro Zeiteinheit liefert, durch die Wanderrostgeschwindigkeit konstant ist. Dieser Quotient entspricht der Schichtstärke der Klinker auf dem Wanderrost. Kommen weniger Klinker aus dem Drehrohrofen, dann verlangsamt sich augenblicklich die Geschwindigkeit, des Wanderrostes, so daß gleich nach den ersten Dezimetern Wanderrost die alte Schichtstärke wieder hergestellt ist, kommen mehr Klinker, dann erfolgt der Vorgang umgekehrt. Dies wird, wie gesagt, über die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern erreicht, die die Vorschubgeschwindigkeit des Wanderrostes sofort so nachregelt, daß die Druckdifferenz selbst sofort zu Null gebracht wird, d. h., daß die Schichtstärke der Klinker unterhalb der beiden Kammern auf dem Wanderrost gleichbleibt.

Zusammenfassend läßt sich daher sagen, daß die Menge des Unterwindes, seine Temperatur und sein Druck konstant gehalten werden können. Lediglich die Geschwindigkeit des Wanderrostes und damit allerdings auch die Abkühlung der Klinker ist einer Veränderung unterworfen. Diese Schwierigkeit wird jedoch dadurch behoben, daß die Klinker über den nachfolgenden Abteilen gesondert gekühlt, die dort durchgedrückte Luft gesondert abgesogen und z.B.

einer Luftumlaufanlage zugeführt wird und die Luftzufuhr zu diesen Abteilen in Abhängigkeit von der Temperatur der Klinker oberhalb dieser Abteile eingeregelt wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig.2 die Durchführung der Abdichtung zwischen einem ersten und einem zweiten Abteil.

F i g. 1 zeigt links oben den Drehrohrofen 20, der mittels einer Abdeckung 21 abgeschlossen ist. Durch das Rohr 22 wird der Brennstoff zusammen mit Trägerluft eingeblasen. Die aus dem Drehrohrofen 20 austretenden Klinker fallen ständig nach unten auf den Wanderrost 1 der Klinkerkühlanlage. Unterhalb des Wanderrostes sind Luftüberdruckabteile 2,3 angeordnet, über die die Klinker auf dem Wanderrost in Richtung des Pfeiles / hinweggezogen werden.

Das Abteil 2 ist durch eine Trennwand 6 in zwei Kammern 4 und 5 unterteilt, deren Rauminhalte sich etwa wie 1 :4 oder 1 :3 verhalten. Die Trennwand 6 verläuft vom zweiten oder dritten Glied des Wanderrostes 1 bis in den Kanal 7 bzw. das Mundstück des Gebläses 10 hinein, welches die Luft mit dem erforderlichen Überdruck versorgt. An beiden Seiten der Trennwand 6 sind einstellbare Klappen 8 und 9 zur Regelung des Lufteintrittes vorgesehen. Diese Klappen werden derart eingestellt, daß bei überall gleichmäßiger Luftdurchlässigkeit des Wanderrostes der Druck in den beiden Kammern 4 und 5 vollkommen gleich ist. Ein Druckmeßgerät 15 mißt den Druck in der Zufuhrleitung und regelt über ein Gebläse 10 eine konstante Luftzufuhr zum Abteil 2 bzw. zu den beiden Kammern 4 und 5 ein.

Zu den beiden Kammern 4 und 5 führen die Anschlüsse 25 und 26 eines Differenzmanometers 23 (s. F i g. 2). Dieses Differenzmanometer 23 kann auf die Mittelanzapfung eines Potentiometers einwirken, welches sich in einem Brückenkreis befindet, in dessen Diagonale beispielsweise ein Nullgerät angeordnet sein kann, welches den mit 24 symbolisch bezeichneten Antriebsmotor des Wanderrostes steuert. Derartige Steuerungen sind an sich bekannt und brauchen daher an dieser Stelle nicht im einzelnen geschildert zu werden.

Um zu verhindern, daß sich Druckänderungen in dem nachfolgenden Abteil 3 auf die Kammer 5 auswirken, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein dichter Abschluß zwischen den Abteilen 2 und 3 vorgesehen. Dieser Abschluß besteht, wie Fig.2 zeigt, aus einer Luftschleuse od. dgl., die einen kleinen Raum 11 bildet, welcher die Abteile 2 und 3 voneinander trennt. Dieser Raum 11 ist zweckmäßigerweise unter dem Teil Γ eines festen Rostgliedes angebracht, und ein Gebläse 12 mit sehr flacher Kennlinie hält einen konstanten Druck aufrecht, der wenig über dem Druck liegt, der im Abteil 2 herrscht. Die zum Abteil 3 austretende Strömung ist dann veränderlich, während die zum Abteil 2 austretende Luft lediglich eine Funktion des in diesem Abteil 2 aufrechterhaltenen Druckes ist, so daß die sich in dem Abteil 3 einstellenden Verhältnisse sich nicht auf das Abteil 2 auswirken. Die Abteile 3 und 3' erhalten Luft in Abhängigkeit von der Temperatur der Klinker im Bereich ihres Eintreffens oberhalb des Raumes 3. Ein Thermoelement 13 ermittelt den Stand der Abkühlung der Klinker und wirkt auf einen Regler ein, der die Luftmenge durch einen Schieber oder dergleichen

Ventil 14 einstellt.

Nachstehend wird noch einmal auf die Gesamtwirkungsweise des neuen Regelverfahrens eingegangen. Wie bereits gesagt, arbeitet das Verfahren bzw. die Vorrichtung unter Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes in den beiden Kammern 4 und 5 des Abteils 2, wobei die Klappen 8 und 9 derart eingestellt werden, , daß der Differenzdruck in diesen beiden Kammern bei vollkommen gleicher Schichtstärke der Klinkerbedekkung des Wanderrostes Null wird.

Jede sich in der Klinkerschicht einstellende Ungleichheit führt sofort zu einer Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 4 und 5. Durch die kurz skizzierte an sich bekannte Regelanordnung 23, 24, 25, 26 wirkt auf die Rostgeschwindigkeit eine Regelgröße ein, die definiert ist aus dem im Raum 2 sich einstellenden Druck, dem Differenzdruck (multipliziert mit einem nach den allgemeinen Arbeitsbedingungen gewählten konstanten Faktor), vermindert um eine Nachstellung gegenüber Null in Abhängigkeit von dem Differenzdruck, so daß sich ein mittlerer beweglicher Wert des Differenzdruckes bildet. Dieser mittlere Wert wird derart elektrisch eingestellt, daß er immer in Richtung des augenblicklichen Differenzdruckes tendiert. Man kann auf diese Weise ohne weiteres alle unerwünschten Änderungen des vorgeschriebenen Wertes des Druckes ausschalten, wie gleichfalls vorstehend beschrieben wurde.

Die Ausgangsgröße wird mit einem vorgeschriebenen Wert verglichen, beispielsweise, wie gesagt, in einer Brückenschaltung, und die Abweichung wird, wenn erforderlich, nach geeigneter Verstärkung zur Einwirkung beispielsweise auf einen die Rostgeschwindigkeit steuernden Servomotor benutzt.

Der Druck im Abteil 2 und die Temperatur oberhalb des Raumes 3 werden ständig gemessen, und diese Meßgrößen läßt man in an sich bekannter Weise auf die

ίο Gebläse 16 und die Drosselklappen 17 einwirken.

Nach den angestellten Versuchen ist festzustellen, daß die Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes unter der Abdeckung 21 besonders dann notwendig ist, wenn eine veränderliche Luftzufuhr in die Abteile 3 und die nachfolgenden Abteile vorgesehen ist.

Bezüglich der Konstanterhaltung der Rückführtemperatur hat sich ergeben, daß bei einer günstigen Abkühlung die Kühlluft nur wenige wieder zu gewinnende Kalorien aufweist und die Temperatur der in dem Abzug 18 geförderten Luft relativ gering ist, d. h. etwa 80 bis 150°C beträgt. Wenn man infolgedessen eine Rückführtemperatur von maximal 80° C wählt, ist keine meßbare Änderung der Sekundärluft feststellbar, wenn die Rückführluft zwischen 20 und 80⁰C variiert.

Daraus ergibt sich der Schluß, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Rückführung nicht von entscheidender Bedeutung ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung des durch die Klinkerkühlanlage vorgewärmten Unterwindes bei Zementdrehrohröfen mit Hilfe einer Druckmeßeinrichtung in der Kühlluftzuleitung, welche den Antrieb für den Austrag der Kühlanlage regelt, gekennzeichnet durch

a) eine Kühlanlage, die in an sich bekannter Weise aus einem Wanderrost (1) besteht, durch welchen die Luft aus darunter in Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Abteilen (2,3) hindurchgeblasen wird,

b) Unterteilung des ersten Abteils (2) durch eine bis in den Gebläsekanal (7) reichende senkrechte Trennwand (6) etwa im Verhältnis 1 :4 bis 1 :3 in eine erste kleinere und in eine zweite größere Kammer (4,5),

c) Drosselklappen (8, 9) zur Einstellung des Druckgleichgewichtes zwischen den Kammern (4, 5) an beiden Seiten des Auslaufes des Gebläsekanals (7),

d) eine Meßeinrichtung (23, 25, 26) für die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern (4, 5), die unter Zwischenschaltung elektrischer Einrichtungen den Antrieb des Wanderrostes beeinflußt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Abteil (2) und dem zweiten Abteil (3, 3') eine Luftabdichtung, Luftschleuse od. dgl. vorgesehen ist, um jede Einwirkung der Luft des ersten Abteils (2) auf die des zweiten Abteils (3,3') zu verhindern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdichtung aus einem Raum (11) besteht, der unter einem ebenen Glied des Rostes (1) angeordnet ist und in dem ein Gebläse (12) mit flacher Kennlinie einen gegenüber dem Druck des ersten Abteils (2) geringfügig höheren Druck erzeugt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Klinkerschicht im Bereich etwa senkrecht über dem Eintritt in das zweite Abteil (3) ein Temperaturfühler (13) vorgesehen ist, der auf die Luftzufuhr des zweiten Abteils (3) sowie der weiteren Abteile einwirkt.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Regler kombinierte Druckmeßeinrichtung (15) die Konstanz der Luftzufuhr zu den das erste Abteil (2) bildenden Kammern (4,5) aufrechterhält.