DE3134180C2

DE3134180C2 - Verfahren zur Dosierung von pneumatisch transportiertem Schüttgut

Info

Publication number: DE3134180C2
Application number: DE3134180A
Authority: DE
Inventors: Dieter 7961 Bergatreute Heep
Original assignee: Waeschle Maschinenfabrik 7980 Ravensburg De GmbH
Current assignee: Waeschle Maschinenfabrik 7980 Ravensburg De GmbH
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1983-11-24
Also published as: DE3134180A1; GB2106668B; GB2106668A; IT8222826A0; NL8203106A; FR2511986A1; JPS5875218A; IT1152363B; BE894223A; LU84353A1

Abstract

Verfahren zur Dosierung von in einer Förderleitung mittels einer konstanten Fördergasmenge je Zeiteinheit pneumatisch transportiertem Schüttgut durch Messung der Druckdifferenz über einen gegebenen Leitungsabschnitt, Vergleich dieses Istwertes mit einem Druckdifferenz-Sollwert und Steuerung der aufgegebenen Schüttgutmenge mit dem Vergleichsergebnis als Stellgröße in einer Regelschleife, wobei ein dem Gegendruck am Ende der Förderleitung proportionaler Druck gemessen, als Istwert mit einem Gegendruck-Sollwert verglichen und das Vergleichsergebnis als Korrekturgröße in die Regelschleife eingespeist wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dosierung von in einer Förderleitung mittels einer konstanten Fördergasmenge je Zeiteinheit pneumatisch transportiertem Schüttgut durch Messung der Druckdifferenz über einen gegebenen Leitungsabschnitt, Vergleich dieses Istwertes mit einem Druckdifferenz-Sollwert und Steuerung der aufgegebenen Schüttgutmecige mit dem Vergleichsergebnis als Stellgröße in einer Regelschleife.

Diesem diesseits vorgeschlagenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei konstantem Fördergasdurchsatz und damit konstanter Geschwindigkeit der Druckverlust zwischen zwei Punkten der Förderleitung, bezogen auf ein bestimmtes Schüttgut, nur von der Beladung (μ) des Fördergasstromes mit dem Schüttgut abhängt. Zur Dosierung der Schüttgutmenge, also zur Einhaltung eines bestimmten, vorgegebenen Schüttgutdurchsatzes je Zeiteinheit, mit anderen Worten zur Einhaltung einer konstanten Beladung (μ), kann daher der Unterschied zwischen dem Druckdifferenz-Sollwert und dem gemessenen Druckdifferenz-Istwert als Stellgröße für die Steuerung des Schüttgutaufgabeorgans, z. B. für die Drehzahl einer Zellenradschleuse verwendet und so eine Regelschleife erhalten werden, die den gewünschten, voreingestellten Schüttgutdurchsatz konstant hält. Die Einhaltung einer konstanten Fördergasmenge je Zeiteinheit, die eine der beiden notwendigen Voraussetzungen für die ordnungsgemäße Funktion der Regelschleife ist, kann durch Einspeisung des Fördergases aus einem auf konstantem Druck gehaltenen Windkessel über eine Lavaldüse in die Förderleitung sichergestellt werden, da bei Lavaldüsen der Fördergasstrom bekanntlich unmittelbar vom Vordruck des Gases vor der Düse abhängt. Die zweite wesentliche Voraussetzung für das ordnungsgemäße Arbeilen der Regelschleife ist ein konstanter Gegendruck am Ende der Förderleitung.

Diese Voraussetzung ist in den meisten Fällen erfüllt, da der Gegendruck gleich dem Atmosphärendruck ist. Es gibt jedoch auch Anwendungsfälle, in denen diese Voraussetzung nicht erfüllt ist, beispielsweise bei der pneumatischen Förderung von Kohlenstaub in bestimmte Ofentypen oder in Reakioren für die Kohleverflüssigung und die Kohlevergasung, die nicht nur gegen hohe sondern vor allem auch schwankende Gegendrucke zu erfolgen hat, wobei die die Zeiteinheit dosierte Schüttgutmenge auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten werden muß. Mit dem Verfahren der einleitend angegebenen Gattung gelingt dies jedoch nicht, da der schwankende Gegendruck eine entsprechende Schwankung der Dichte und damit des Volumens des Fördergases nach sich zieht. Nimmt jedoch das Gasvolumtn bei gleichem Leitungsquerschnitt ab, so nimmt auch die Geschwindigkeit des Fördergasstromes ab. Letztere führt ihrerseits zu einem bei sonst gleichen Verhältnissen geringeren Druckverlust über dem vorgegebenen Leitungsabschnitt, da die gemessene Druckdifferenz eine Funktion der Geschwindigkeit des Gasstromes ist. Die Verringerung der Druckdifferenz wird aber von der Anlage fälschlich als eine Verringerung der Beladung interpretiert, zu deren Ausgleich die aufgegebene Schüttgutmenge erhöht wird, so daß also die angestrebte Konstanthaltung der je Zeiteinheit geförderten Schüttgutmenge hierdurch gerade nicht erreicht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der einleitend angegebenen Gattung auch für Anwendungsfälle brauchbar zu machen, bei denen gegen einen schwankenden Gegendruck gefördert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Arten der Verwirklichung dieses Verfahrens.

Das mit der Erfindung vorgeschlagene Verfahren beruht ?uf der Erkenntnis, daß sich der Zusammenhang zwischen dem Gegendruck und der über einen gegebenen Leitungsabschnitt gemessenen Druckdifferenz in Form einer Kurvenschar darstellen läßt, deren Parameter die Beladung μ ist. Da im Normalfall eine ganz bestimmte Beladung vorgegeben ist und eingehalten werden soll, kann aus dieser Kurvenschar diejenige, die für die betreffende Beladung gilt, ausgewählt werden. Weiterhin ist üblicherweise auch der Sollwert des Gegendruckes, gegen den gefördert werden muß, bekannt. Diesem Gegendruck entspricht ein Punkt der ausgewählten Kurve. Da alle Kurven nur eine verhältnismäßig geringe Steigungsänderung haben, kann die Steigung der Kurve in dem ermittelten Punkt als konstanter Proportionalitätsfaktoi für die Bestimmung der Korrekturgröße aus dem Unterschied zwischen dem Gegendruck-Sollwert und dem Gegendruck-Istwert verwendet werden.

Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schema einer Anlage zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens und

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Druckdifferenz Ap von dem Gegendruck P.

Gemäß F i g. 1 wird ein Brenner 1 mit Kohlenstaub aus einem Silo 2 über eine pneumatische Förderleitung 3 gespeist. Hierzu erzeugt ein Gebläse 4 in der einleitend näher geschilderten Art und Weise in der Förderleitung 3 einen Fördergasstrom, dessen Geschwindigkeit

zumindest am Anfang der Leitung konstant ist. Aus dem Silo 2 wird der Kohlenstaub in an sich bekannter Weise über eine Zellenradschleuse 5, die durch einen Motor 6 angetrieben wird, in die Förderleitung 3 aufgegeben.

Um nun die geforderte Konstanz der dem Brenner je Zeiteinheit zugeführten Schüttgutmenge zu gewährleisten, wird an der Stelle 3a der Förderleitung der Druck P, und an der Stelle 3b der Förderleitung der Druck P₂ gemessen. Hierbei schwankt der Druck P₂ proportional zu dem am Ende der Förderleitung in dem Brenner I herrschenden Gegendruck P. Der Druck P₂ wird daher in einer elektrischen Schaltung 7 in einen um den schwankenden Gegendruck P berichtigten Druck P₂ korrigiert, da anderenfalls durch den schwankenden Gegendruck eine tatsächlich nicht vorhandene Änderung der Beladung vorgetäuscht würde.

Die Korrektur erfolgt nach der Formel

P₂ ¹ = Pi

f(P);

;'λ hierzu wird der Schaltung 7 einerseits der Srllwert des ί·- Gegendruckes P, andererseits der Sollwert der BeIadung μ von entsprechenden Sollwerteinstellern 8 und 9 zugeführt.

Aus den Drücken P\ und P'₂ wird in einem Subtraktionsglied 10 die korrigierte Druckdifferenz Ap' gebildet, die als Istwert einem Vergleicher 11 zugeführt wird, der von einem Sollwertsteller 12 den Sollwert Ap erhält. Der Sollwertsteller 12 erhält seinerseits von dem Sollwertsteller 9 den Sollwert μ, da der Sollwert der Druckdifferenz Ap in der in F i g. 2 dargestellten Art und jo Weise nicht nur von dem Gegendruck P sondern auch von der Beladung μ abhängig ist. Der Vergleicher 1 ί liefert an seinem Ausgang die Stellgröße n, die die Drehzahl des Antriebsmotors 6 für die Zellenradschleuse 5 in Richtung einer Verkleinerung der Regelabwei- js chung ändert.

Das beschriebene Verfahren kann auch in vereinfachter Form verwirklicht werden. Wenn nämlich der Bereich der Beladung μ, innerhalb dessen die Anlage jeweils mit konstanter Beladung gefahren werden soll, nicht allzu groß ist, so kann der Sollwerteinsteller 9 entfallen. Die jeweilige Beladung wird dann allein über den Sollwerteinsteller 12 für die Druckdifferenz Ap vorgegeben. Für die Korrektur von P? in P'₂ wird dann der Faktor /(/t) entsprechend der zuvor angegebenen Gleichung als Konstante angesehen.

Im einfachsten Fall, insbesondere dann, wenn der Gegendruck P nur innerhalb relativ enger Grenzen schwankt, kann darüber hinaus auch der Faktor f(P) als Konstante betrachtet werden, so daß sich die angegebene Gleichung vereinfacht zu

Pi = P₂- K;

worin K entsprechend dem zuvor Gesagten gleich /C₁Gu) · K₂(PJiSt.

Grundsätzlich ist es auch möglich, zu dem gleichen Ergebnis, also der Konstanthaltung der Dosierung unabhängig von Schwankungen des Gegendruckes P, durch Korrektur entweder der Druckdifferenz P\ — P₂ = Ap oder durch unmittelbare Korrektur der Stellgröße η in n'zu kommen, jedoch wird dadurch das Problem nur in einen Bereich verlagert, in dem mehr Größen (z. B. Pi) berücksichtigt und gegebenenfalls mitkorrigiert werden müssen.

In Fig. 2 ist die Abhängigkeit der Druckdifferenz Ap = PI — P 2 von dem Absolutwert des Gegendrukkes P für verschiedene Werte konstanter Beladung μ. aufgetragen. Man erkennt, daß für nicht allzu große Änderungen von P um einen vorgegebenen Sollwert und für nicht allzu weit auseinanderliegende Werte von μ, mit denen die Anlage gefahren werden soll, die zuvor genannte Vereinfachung der Korrektur zulässig ist, wonach Ap = P- K ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Dosierung von in einer Förderleitung mittels einer konstanten Fördergasmcnge je Zeiteinheit pneumatisch transportiertem Schüttgut durch Messung der Druckdifferenz über einen gegebenen Leitungsabschnitt, Vergleich dieses Istwertes mit einem Druckdifferenz-Sollwert und Steuerung der aufgegebenen Schüttgutmenge mit dem Vergleichsergebnis als Stellgröße in einer Regelschleife, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Gegendruck am Ende der Förderleitung proportionaler Druck (P2) gemessen, als Istwert mit einem Gegendruck-Sollwert (P) verglichen und das Vergleichsergebnis als Korrekturgröße in die Regelschleife eingespeist wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturgröße zur Korrektur des Druckdifferenz-Istwertes verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturgröße zur Korrektur eines der beiden Drucke (P], P2) zur Ermittlung des Druckdifferenz-Istwertes verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Fördergutbeladung (μ.) als zweite Korrekturgröße sowohl dem Druckdifferenz-Sollwert als auch dem Druckdifferenz-Istwert aufgeschaltet wird.