DE918615C - Regelvorrichtung und Regelanlage zur automatischen Steuerung der Betriebsweise von Zementbrennoefen - Google Patents

Description

• Regelvorrichtung und Regelanlage zur automatischen Steuerung der Betriebsweise von Zementbrennöfen Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die automatische Regelung der Betriebsweise von Zementbrennöfen und speziell auf die automatische Regelung von Drehöfen zum Brennen von Zement.
• Bei der Zementherstellung ist es noch allgemein üblich, die dabei benutzten maschinellen Einrichtungen im wesentlichen von Hand zu steuern. Dies geschieht auf Grund laufender feuerungstechnischer Überwachungen, die in bekannter Weise durch anzeigende oder registrierende Meßgeräte, wie beispielsweise Temperatur- und Zugmesser, Oz-Meßgeräte usw., am Ofensystem durchgeführt. werden. Zwar ist auch die automatische Regelung von Drehöfen auf Grund von Steuerimpulsen, die von Differenzdruckerscheinungen des Ofenbetriebes hergeleitet werden, bereits in Vorschlag gebracht worden, jedoch hat dieser Vorschlag, wie leichtverständlich, infolge der damit verbundenen Unstabilitätsfaktoren bislang keinen Eingang in die Praxis gefunden.
• Der Zweck der Erfindung besteht demgemäß darin, das nach wie vor offenstehende Problem der automatischen Regelung von Zementbrennöfen in neuartiger Weise zu lösen. Der erfinderische Gedanke geht dabei von der Erwägung aus, daß es beim Zementbrennen letzten Endes darauf ankommt, einen Klinker stets gleichbleibender Qualität zu ererzeugen, und daß daher eine Möglichkeit geschaffen werden muß, um von dieser Klinkerbeschaffenheit abgeleitete Steuerimpulse erfaßbar und derart wirksam zu machen, daß durch dieselben der Brennvorgang des Ofens beeinflußt wird.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß an laufend oder intermittierend, vorzugsweise zwischen Drehofen und Kühler entnommenen Klinkerproben automatisch das Litergewicht, welches bekanntlich ein Maß für die Klinkerqualität darstellt, bestimmt wird, wobei die hieraus abgeleiteten Steuerimpulse beispielsweise auf den Brennstoffzuteiler gegeben werden. An Stelle des Brennstoffzuteilers kann jedoch mit ähnlichem Erfolg auch die Umlaufgeschwindigkeit des Drehofens selbst beeinflußt werden, da auf diese Weise infolge längeren oder kürzeren Verweilens des Rohmaterials im Ofen ein ähnlicher Wärmeeffekt speziell in der Sinterzone erreicht wird.
• Die Zweckmäßigkeit der Schaltung der von dem Litergewicht abgeleiteten Steuerimpulse auf den Brennstoffzuteiler oder auf die Umlaufgeschwindigkeit des Drehofens erklärt sich aus der dem Fachmann geläufigen Tatsache, daß unter der Voraussetzung einer gleichbleibenden Ofenleistung bei qualitativer Änderung des Rohmaterials die erforderliche Wärmemenge im Ofen, wie sie beispielsweise durch die Sinterzonentemperatur gekennzeichnet ist, schwankt. So zeigt beispielsweise ein qualitativ schlechterer Klinker ein niedrigeres Litergewicht an, was zur Vermeidung von Schwachbrand eine höhere Wärmemenge im Ofen zumvollständigen Sintern des diesem schlechteren Klinker entsprechenden Rohmaterials bedingt, dessen Beschaffenheit sich aus irgendwelchen betrieblichen Gründen geändert haben mag. Der von dem Litergewicht ausgehende Steuerimpuls muß also in diesem Falle mehr Brennstoff zuteilen oder die Umlaufgeschwindigkeit des Drehofens verlangsamen, um im Drehofen für das veränderliche Rohmaterial diejenige Wärmemenge aufzubringen, die für dessen Sinterung gerade erforderlich ist. Die von der automatischen Litergewichtsbestimmung abgeleiteten Steuerimpulse werden in an sich bekannter Weise durch Ferngeber und -empfänger an ihren Bestimmungsort übertragen, wobei dies gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Reglern erfolgt, in denen die von der Litergewichtsbestimmung herrührenden Steuerimpulse auch noch mit anderen Steuerimpulsen gemischt werden können, wie dies im folgenden noch näher erläutert wird.
• Selbstverständlich ist mit der automatischen Änderung der Brennstoffzuteilung auch eine automatische Änderung der Verbrennungsluftmenge verbunden, die etwa von dem Getriebe des Brennstoffzuteilers aus über Ferngeber, Abgasmengenregler und einen Servomotor am Abgasexhaustor gesteuert wird. Jedoch ist diese letztere Maßnahme eine an sich aus dem Lösungsprinzip der Erfindung zwangläufig ergebende Notwendigkeit, die von dem eigentlichen Erfindungsgedanken klar getrennt bleibt. Dieser besteht, um es nochmals hervorzuheben, darin, daß aus der laufenden oder intermittierenden automatischen Litergewichtsbestimmung von dem Ofen entnommenem fertig gebranntem Klinker Steuerimpulse hergeleitet werden, die entweder den Brennstoffzuteiler oder gegebenenfalls die Umlaufgeschwindigkeit des Drehofens regulierendbeeinflussen. AIsVorrichtungzurDurchführung der automatischen Litergewichtsbestimmung können in der Technik bereits hierfür bekannte Apparaturen verwendet werden.
• Als Variante der Erfindung ist außerdem eine Regelanlage vorgesehen, bei der die aus der automatischen Litergewichtsbestimmung des Klinkers erfolgende Steuerung mit weiteren Impulsgebern, die vorzugsweise auf Änderungen des Brennstoffheizwertes und des 02 Gehalts im Ofen zurückgehen, funktionsmäßig gekoppelt ist. Veränderungen des Brennstoffes können während des Betriebes sowohl mengen- als qualitätsmäßig auftreten. In jedem Falle äußern sich dieselben, sei es infolge Änderung der zugeführten Brennstoffmenge oder infolge Heizwertänderung, in einer Änderung der im Ofen entwickelten Wärmemenge, die durch die Sinterzonentemperatur gekennzeichnet ist. Die Sinterzonentemperatur kann in bekannter Weise durch ein Pyrometer automatisch gemessen werden, und es lassen sich von diesem Pyrometer Steuerimpulse herleiten, die erfindungsgemäß über einen Regler und Servomotor gleichfalls auf den Brennstoffzuteiler gegeben werden. Durch Mischung oder Ausgleichschaltung der von den verschiedenen Impulsquellen herrührenden Impulsgaben in einem gemeinsamen Zwischenregler können in meßtechnisch bekannter Weise beliebig gewünschte resultierende Steuerimpulse erhalten werden, die in ihrem Endeffekt durch entsprechende Abgleichung dem Ofenbetrieb angepaßt sind.
• Weiterhin ist in der erfindungsgemäßen Kornbinationhilfsweiseeinautomatischwirkender02Geber mit vorgesehen, der in an sich bekannter Weise auf Luftüberschuß oder Luftmangel im Ofensystem, sei es infolge Heizwertänderung des Brennstoffes oder infolge Druckverlustes im Ofen, anspricht. Da sich jedoch bereits bei konstant bleibendem Luftüberschuß in gewissem Ausmaße 02 Schwankungen zeigen, ist der gemäß Erfindung vorgesehene 02 Geber funktionsmäßig derart gesperrt, daß er erst jeweils außerhalb des normalen 02-Schwankungsfeldes zu einer Steuerwirkung kommen kann, durch welch letztere zusätzlich die Gebläseleistung beeinflußt wird. An Stelle des Gebläses selbst kann natürlich auch eine demselben zugeordnete Drosseleinrichtung gesteuert werden.
• Sämtliche vorausgehenden Regelvorgänge beziehen sich auf den Fall, daß der Ofen mit gleichbleibender Leistung gefahren wird, wobei dieRegler und Steuerorgane auf diese Ofenleistung dauernd eingestellt sind. Ändert der Ofen seine Leistung. d. h. wird mehr oder weniger Rohmaterial aufgegeben, so kann gegebenenfalls eine mit vorgesehene automatische Gleichlaufsteuerung in Tätigkeittreten, durch die sich die Drehzahl bzw. die Fördergeschwindigkeit des ganzen Systems einschließlich Brennstoffzuteiler ändert und dem neuen Zustand automatisch anpaßt. Ebenso können auch die Regler-und Steuergeräte für verschiedene zu fahrende Leistungen im voraus abgestimmt sein und automatisch oder von Hand auf den jeweils veränderten Leistungszustand umgestellt werden.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regelvorrichtung zur automatischen Steuerung der Betriebsweise von Zementbrennöfen, und zwar speziell Drehöfen, gekennzeichnet durch ein Gerät, das während des Ofenbetriebes selbsttätig Proben fertig gebrannten Klinkers entnimmt, automatisch das Litergewicht bestimmt und mit einem Impulsgeber versehen ist, welcher aus dem jeweiligen Litergewicht Steuerimpulse herleitet und zur Beeinflussung einzelner Betriebsgrößen, vorzugsweise der Brennstoffzuteilung, des Ofens an die betreffenden Organe weitergibt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme von Klinkerproben und die Litergewichtsbestimmung fortlaufend oder nur in bestimmten Zeitintervallen erfolgt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme der Klinkerproben zwischen Drehofen, vorzugsweise zwischen dessen Sinterzone, und Kühler erfolgt. q..
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mittels der das Steuerorgan für die Regelung der Umlaufgeschwindigkeit des Drehofens durch die von dem Litergewicht hergeleiteten Steuerimpulse betätigt wird.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis q., gekennzeichnet durch Ferngeber, Zwischenregler und Empfänger, um die Steuerimpulse an ihrem Bestimmungsort wirksam zu machen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Zwischenregler, in welchem die Steuerimpulse auch anderer Impulsgeber berücksichtigt werden.
7. 7. Regelanlage unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch den von dem Litergewicht gesteuerten Brennstoffzuteiler die Leistung des Abgasexhaustors geregelt wird. B.
8. Regelanlage unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieRegler des Brennstoffzuteilers und Abgasgebläses oder der Umlaufgeschwindigkeit des Drehofens auch noch von Steuerimpulsen beeinflußt werden, die aus Änderungen des Brennstoffheizwertes oder des Sauerstoffgehalts der Abgase hergeleitet werden.
9. 9. Regelanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Änderungen des Brennstoffheizwertes hergeleitetenSteuerimpulse von mit Impulsgebern ausgerüsteten Pyrometern, die die Sinterzonentemperatur messen, ausgehen. io. Regelanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber aus der Sauerstoffüberwachung mit einer Sperrvorrichtung versehen ist, die verhindert, daß Steuerimpulse bei Schwankungen des Sauerstoffgehalts bei normalem Luftüberschuß abgehen.