DK145188B - Fremgangsmaade til regulering af en af varm ovnroeggas gennemstroemmet varmeveksler til forvarmning af et finkornet materialeisaer cementraamel - Google Patents

Description

145188

Opfindelsen angår en fremgangsmåde af den i kravets indledning angivne art.

I brændeanlæg til termisk behandling af et finkornet materiale, især anlæg til fremstilling af cementklinker, ledes til reduktion af varmeforbruget den varme røggas fra ovnen gennem en forvarmer, i hvilken det finkornede udgangsmateriale, det såkaldte cementrå-mel, opvarmes ved direkte kontakt med ovnens varme røggas. Herved afkøles røggassen, der forlader ovnen med en temperatur på tilnærmelsesvis 1100°C, til ca.

30G°C ved afgivelse af varme til cementråmelet i forvarmeren, hvorved cementråmelet opvarmes til tilnærmelsesvis 800-90QoC, hvorefter det forvarmede cement-råmel fra forvarmeren overføres til roterovnen.

Kvaliteten af den i roterovnen fremstillede cementklinker er hovedsageligt afhængig af en god styring af roterovnen, især en god styring af behandlingsprocessen i ovnens sintringszone.

Man har hidtil overvåget og reguleret sintringszonen ved hjælp af kendte ovnreguleringskredsløb, ved hvilke man hovedsageligt i afhængighed af sintringszonetemperaturen regulerer brændstoft ilførselen, ovnens omløbstal og eventuelt den i tidsenheden i ovnen indførte materialemængde. Men også et såvidt muligt konstant forhold mellem ovnrøggasmængden og materialemængden i forvarmeren er vigtigt til sikring af en vidtgående konstant sintringszonetemperatur i ovnen, fordi man kun med et sådant konstant forhold kan sikre, at temperaturen af det i ovnen indførte forvarmede materiale vidtgående holdes konstant.

Fra svensk patentskrift 138 869 kendes en fremgangsmåde og en termisk styring, ved hjælp af hvilke varmeudvekslingen mellem en opad strømmende gas og et pulverformet 145188 2 materiale skal reguleres i afhængighed af gassens tryk og strømningshastighed. De hertil nødvendige måleapparater til måling af trykket og strømningshastigheden (opdæmningsblende, venturirør m.m.) medfører imidlertid ikke blot en øget strømningsmodstand i forvarmerens rørledninger, for hvilken øgede modstand der skal kompenseres ved et tilsvarende øget energiforbrug, men medfører tillige på grund af materialepå-bagninger og afslidningsfænomener falske måleresultater, bortset fra, at et sådant måleapparatur er meget udsat for driftsforstyrrelser. Den omtalte kendte reguleringsindretning sikrer derfor hverken en tilstrækkelig nøjagtig tilpasning af gasmængden til materialet, der skal behandles, eller en under driften i praksis tilstrækkelig nøjagtig regulering til opretholdelse af en næsten konstant temperatur i det materiale, der forlader forvarmeren. Dette beror på, at man ved det kendte apparatur ikke kan opnå en repræsentativ registrering og regulering af temperaturen af ma-erialet, der forlader forvarmeren.

Det er foreliggende opfindelses formål at tilvejebringe en reguleringsmetode, ved hjælp af hvilken man undgår de ovennævnte mangler og uden nævneværdig forsinkelse kan tilpasse ovnrøggasmængden til det gennem forvarmeren passerende finkornede materiale på en sådan måde, at det forvarmede materiale, der forlader forvarmeren og indføres i den direkte til forvarmeren sluttede ovn, har en næsten konstant temperatur. Dette opnås ved de i kravets kendetegnende del angivne foranstaltninger.

Derved opnås nemlig uden nævneværdig forsinkelse en repræsentativ registrering af enhver temperaturændring i det fra forvarmeren fjernede materiale og en regulering af temperaturen svarende til den for processen i ovnen optimale temperatur. Ved hjælp af måle- og reguleringsmetoden ifølge opfindelsen opdages med minimal forsinkelse selv små temperatursvingninger i det forvar- 3 U5188 mede materiale. Sådanne temperatursvingninger udlignes automatisk, så at materialet, der indføres i ovnen, til stadighed har en næsten konstant temperatur.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende ved hjælp af tegningen, der skematisk viser et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

På tegningen ses en roterovn 1 til brænding af cement-råmel og en regnet i materialets fremføringsretning før denne anbragt varmeveksler 2 til forvarmning af materialet. Varmeveksleren kan f.eks. bestå af fire over hinanden anbragte cykloner, som via rørledninger er indbyrdes forbundet i serie og successivt passeres af den varme røggas fra ovnen 1 i retning nedefra og opad. Det cementråmel, der skal opvarmes i den af cyklonerne dannede varmeveksler, indføres i røggasrørledningen til den regnet i gassens strømningsretning sidste cyklon via et doseringsapparat 3, f.eks. en doseringsbåndvægt, og passerer trinvis modsat røggas-strømmens retning ind i roterovnen. Ovnens røggas, der afkøles ved varmeudvekslingen med det finkornede materiale, suges ved hjælp af en sugeblæser 5 via en røggasledning 4 ud af varmeveksleren. Efter blæseren passerer røggassen gennem et formalingsapparat 6 og/eller gennem en støvudskiller 7, f.eks. et elektrostatisk filter. Til trykudligning i ovn-varmeveksler-systemet er der efter filtret anbragt en yderligere sugeblæser 8.

Desuden er der i møllekredsløbet sædvanligvis anbragt en tilsvarende blæser for returluft.

Til gennemførelse af reguleringsmetoden ifølge opfindelsen er der i røggasledningen 4 anbragt en temperaturføler 9, fortrinsvis et termoelement med et tyndt beskyttelsesrør, for at holde tidsforsinkelsen for temperaturmålingen så lille som muligt. Temperaturfølerens målesignal ledes via en måleomformer 10 til en røggas- 145188 4 temperaturregulator 11. Den målte værdi, der repræsenterer røggassens faktiske temperatur, sammenlignes med en forud fastlagt referenceværdi i regulatoren. Når den målte temperaturværdi er mindre end referenceværdien, øges sugeblæseren 5's omløbstal, medens dette tal reduceres, såfremt den målte værdi er højere end referenceværdien.

Den beskrevne røggasreguleringskreds tilpasses ovnens reguleringskreds, der regulerer sinterzonen, ved automatisk ændring af referenceværdien for røggastempe-raturregulatoren 11. Udgående fra den erkendelse, at reguleringsindgrebene i ovnens reguleringskreds, hvilke indgreb først og fremmest medfører en ændring af brændselstilførselen, tillige medfører en ændring af O^-indholdet i ovnrøggassen, er der i røggasstrømmen efter ovnen anbragt et organ 12 til måling af 02~mæng-den. Organet 12 er hensigtsmæssigt indskudt efter sugeblæseren 5, fordi der på dette sted i rørledningen på grund af indvirkningen af sugeblæseren 8 efter elek-trofiltret enten er trykligevægt med atmosfæren eller et svagt overtryk, hvorved udtagningen af gasprøver lettes. Gasmåleorganets signal tilføres en regulator 13 til ændring af referenceværdien. Regulatoren 13 er fortrinsvis indrettet som grænseværdiindikator.

Signalet sammenlignes i regulatoren 13 med referenceværdien eller med grænseværdierne for ovnrøggassens O^-indhold. Afviger de målte 02-mængder fra de forud fastlagte værdier, overlejres den indstillede referenceværdi i røggastemperaturregulatoren 11 med signalet fra regulatoren 13, idet overlejringsværdien enten adderes eller subtraheres svarende til den nødvendige ændring af referenceværdien. Herved er det muligt, at referencetemperaturværdien øges, når 02-koncentrationen i ovnrøggassen når ned under en forud fastlagt mindste værdi, eller sænkes, når 02-koncentrationen i ovnrøggassen når op over en forud bestemt maksimal værdi, 145188 5 hvorved sugeblæseren 5's omløbstal og dermed den i tidsenheden gennem forvarmeren passerende røggas-mængde henholdsvis øges eller mindskes.

Under driften fås ved denne reguleringskreds følgende virkninger:

Til modstyring i tilfælde af temperaturfald i ovnens sinterzone øges ved hjælp af den kendte ovnreguleringskreds brændselsmængden, så at røggastemperaturen stiger, hvorved driften bliver uøkonomisk. Via røggastem-peraturreguleringskredsen opnås inden for givne grænser en reduktion af røggasmængden og en tilsvarende reduktion af luftoverskuddet. Herved fremmes en hurtigere opvarmning af sinterzonen. Overskrides herved en mindsteværdi for luftoverskuddet, bestemt efter ovnrøggassens 02~koncentration ved ovnens udløb, eller, som vist på tegningen, efter varmeveksleren, forhøjes referenceværdien ved hjælp af den automatiske regulering af denne ved regulatoren 13 for røggastemperaturen, hvorved den i tidsenheden gennem forvarmeren passerende røggasmængde øges.

En tilsvarende regulering finder sted, når kalkandelen i råmelet mindskes. Da denne mindskelse har til følge, at materialet er lettere at brænde og der kræves mindre varme til afsyring af råmelet, stiger temperaturen i det af ovnen og varmeveksleren dannede system, så længe brændstofmængden holdes konstant. Røggastemperatur reguleringskredsen reducerer nu røggasmængden og understøtter herved i den rigtige virkningsretning den af ovnreguleringskredsen tilvejebragte reducering af brændstofmængden.

Ved hjælp af disse to eksempler kan det endvidere konstateres, at røggastemperaturreguleringskredsen også reagerer rigtigt i tilfælde af ændringer af rekuperati- 145188 6 onsgraden i en pi tegningen vist klinkerkøler 14, der er sluttet til roterovnens materialeudleb. Eksemplerne viser endvidere, at det af roterovnen og varmeveksleren dannede brændesystem med henblik på trykket hensigtsmæssigt skal være koblet fra såvel systemet til køling af den færdigbrændte klinker som fra de efter brændesystemet anbragte apparater til fjernelse af støv og/eller til formaling af materialet, d.v.s. at der både ved forbindelsesstedet mellem roterovnen og kølesystemet og ved forbindelsesstedet til støvudskil-lelsesapparatet og/eller formalings- og tørreapparatet skal finde en trykudligning med atmosfæren sted. Mangler denne trykudligning, vil der være fare for, at indvirkningerne fra disse apparater på gasstrømningen forfalsker gasmængdebestemmelsen ved hjælp af temperatur-målingen.

Det beskrevne reguleringskredsløb er ikke blot anvendeligt i forbindelse med cementbrændeanlæg, men kan med fordel anvendes i forbindelse med beslægtede anlæg, f.eks. anlæg til fremstilling af aluminiumoxid.