DK166819B1 - Fremgangsmaade og arrangement til styring af et anlaeg til fremstilling af cementklinker - Google Patents

Description

DK 166819 B1

Den foreliggende opfindelse angår fremstilling af cementklinker i anlæg som omfatter en roterovn forsynet med en brænder i sin klinkerudløbsende og en klinkerkøler forbundet til ovnens klinkerudløbsende via en røgkappe, kaldet udløbskappe (fr. : 5 capot de chauffe) , over hvilken brænderen er monteret, og i hvilken den varme luft, som kommer fra køleren, cirkulerer hen imod ovnen modsat klinkerne, som falder fra ovnen ned i køleren.

I sådanne anlæg styres ovnens driftsparametre (tilsætning af 10 råstoffer, rotationshastighed, tilførsel af brændstof til brænderen, osv.) enten manuelt eller automatisk på en sådan måde, at der fremstilles klinker med en given kvalitet og så ensartede som muligt, Især søger man at holde indholdet af fri kalk i klinkerne indenfor snævre grænser. Uheldigvis er denne 15 størrelse ikke nem at måle kontinuerligt og på en pålidelig måde på klinkerne, som kommer ud fra ovnen. Den bestemmes generelt ved en analyse af klinkerne ved deres afgang fra køleren og i betragtning af opholdstiden i køleren og den tid, det tager at lave analysen, kan man ikke anvende resultaterne af 20 denne til at styre ovnen, fordi en korrektion af ovnens driftsparametre ikke kan sinkes af denne analyse og vente til efter forløbet af den relativ lange tidsperiode, der går fra en ændring i driften er opstået og til analyseresultatet foreligger.

25 I almindelighed og f.eks. som beskrevet i US patentskrift nr. 3.483.363 styrer man driften af ovnen som funktion af temperaturen i brændingszonen, hvis variationer giver et godt billede af variationerne i klinkernes indhold af frit kalk. Men det er ikke muligt at måle denne temperatur præcist, fordi det kun 30 kan gøres med et apparat, f.eks. et optisk pyrometer, placeret i ovnens udløbskappe, og målingen forstyrres ofte af stråling fra brænderens flamme og af støv, som er suspenderet i luften, som tilføres fra køleren til ovnen. På grund af den manglende præcision er det ikke muligt at realisere en optimal styring 35 af ovnens drift ud fra måling af denne temperatur.

DK 166819 B1 2

Det er formålet med den foreliggende opfindelsen at muliggøre en optimal drift af ovnen. Opfindelsen bygger på den iagttagelse, at en måling af den varmeenergi, som udstråles af klinker, som falder ned fra ovnen, ved hjælp af et apparat, som 5 placeres tæt ved væggen i udløbskappen over for ovnmundingen, under alle omstændigheder giver et godt billede på klinkernes indhold af frit kalk.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen til styring af et anlæg til fremstilling af cementklinker, som beskrevet i indledningen, 10 er ejendommelig ved, at man gennem atmosfæren i udløbskappen måler den varmeenergi, som udstråles af klinker, mens klinkerne falder ned fra ovnen, at man sammenligner den målte værdi med en forudbestemt værdi, og man regulerer mindst en af driftsparametrene for ovnen som funktion af forskellen mellem 15 disse to værdier. I anlæg, hvor de forudbestemte værdier for forskellige driftsparametre bestemmes af en kalkulator eller en datamat ud fra en matematisk model, kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes til at korrigere de beregnede værdier for en eller flere parametre.

20 Til at udøve denne fremgangsmåde anvender man et måleapparat, især et optisk pyrometer, eller et infrarødt kamera, der anbringes på udløbskappens væg, således at det vender imod ovnens munding under brænderen og lige over mod den øvre del af strømmen af klinker, som falder ned fra ovnen.

25 Den følgende beskrivelse refererer til de ledsagende tegninger, som viser to udførelsesformer ifølge opfindelsen. På tegningen viser fig. 1 udløbsenden af en roterovn til fremstilling af cementklinker og den dertil hørende klinkekøler, og 30 fig. 2 et diagram af anlægget.

Den i fig. 1 viste roterovn 10, hvor klinkerne fremstilles, DK 166819 B1 3 udmunder i udløbskappen 12, som er forbundet til klinkerkølerens afskærmning eller kasse. Den viste klinkerkøler er af ris-tetypen. Risten 16 er underkastet en kontinuerlig eller alternerende bevægelse, som sikrer forskydningen af det af klinker 5 dannede lag på risten, fra den ende af køleren, som støder op til ovnen, og hen til den anden ende af køleren. Under sin forskydning afkøles klinkerne af den luft, som blæses ind under risten af ventilatorerne 18. Luften, som opvarmes ved at passere tværs gennem laget af klinker, anvendes i hvert fald 10 delvis som sekundær luft i ovnen for at fortynde de gasser, som frembringes af brænderen 20.

Ovnens forskellige driftsparametre: mængden af brændstof, som tilføres brænderen, rotationshastigheden, mængden af tilført råstoffer, osv., reguleres for at holde kvaliteten af de frem-15 stillede klinker så konstant som mulig og i overensstemmelse med de gældende normer. Ifølge den foreliggende opfindelse anvender man til dette formål de indikationer, som tilføres af en strålingsmåler 22, f.eks. et optisk pyrometer eller et infrarødt kamera, placeret på væggen 21 i udløbskappen og 20 vendende imod ovnmundingen og orienteret til at vende imod den øvre del af strømmen af klinker 23, som falder ned fra ovnen.

Alle fluktuationer i atmosfærens transmissionskoefficient på grund af variationer i støvindholdet af den luft, som strømmer gennem udløbskappen, og som kommer fra køleren, modificerer 25 værdien for størrelsen af den målte stråling. Man ved imidlertid, at dette indhold afhænger af procentdelen af ikke brændte klinker og følgelig af deres indhold af frit kalk. Størrelsen af den stråling, som måles af apparatet 22, vil da være et billede på klinkernes indhold af frit kalk. Denne størrelse er 30 ikke repræsentativ for klinkernes temperatur.

I det viste eksempel anvendes den måling, som tilføres af apparatet 22, til at regulere tilførslen af brændstof til brænderen 20. En reguleringsanordning 24 sammenligner den målte værdi med en referenceværdi og i tilfælde af en difference DK 166819 B1 4 ændres den givne værdi for en brændstofregulator 26. Anordningen 24 styrer også motoren 28, som bringer ovnen i rotation, og modificerer dens hastighed, når man detekterer en ændring i den energi, som måles af apparatet 22, hvilket kan ledsages af 5 en ændring af drivkoblingen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan også anvendes til ved en tilbagekobling og i sand tid at korrigere de givne værdier for mængden Q2 af brændstof, som tilføres brænderen 20, af rotationshastigheden N for ovnen, af mængden af tilførte råstoffer 10 Q3 osv., beregnet i en direkte kobling ud fra en styringsmodel af en kalkulator eller datamat 15. Skemaet for denne regulering er vist i fig. 2, hvor 1^, T2 er temperaturerne af gassen ved afgangen fra prækalcineringskammeret 4 og fra cyklonen 5, M-l er koncentrationen af nitrogenoxider i afgangsgassen fra 15 ovnen, M2 er temperaturen i klinkerdannelseszonen, M3 er temperaturen af afgangsgassen· fra ovnen, M4 er drivmomentet af ovnens motor, M5 er mængden af kaliumoxid i substansen i højde med ovnens røgkammer, Mg er energimængden, som måles af apparatet 22 og Qlx er mængden af brændstof, som tilføres prækal-20 cineringskammeret 4.

Denne fremgangsmåde har den store fordel i forhold til de kendte fremgangsmåder, baseret på en senere analyse af klinkernes indhold af frit kalk, at den tillader, at man øjeblikkeligt tager hensyn til udvikling af indholdet af frit kalk og 25 med det samme udvirke en foregribende korrektion ved en tendensanalyse .

I modsætning til den kendte metode med direkte at måling af temperaturen i klinkerdannelseszonen udnytter denne fremgangsmåde en ændring i målingen af den varmestråling, som udsendes 30 fra klinkerne ved afgangen fra ovnen på grund af opstigning af støv, som middel til at detektere en afvigelse i klinkekvali-teten og dermed som en styreparameter.

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til at styring af et anlæg til fremstilling af cementklinker omfattende en roterovn (10) forsynet med en 5 brænder (20) i sin klinkerudløbsende og med en klinkerkøler (14) forbundet til denne ende af ovnen gennem en udløbskappe (12) , hvorpå brænderen er monteret, og i hvilken den varme luft, som tilføres fra køleren, cirkulerer imod ovnen i den modsatte retning af klinkerne, som falder ud af ovnen, k e n-10 detegnet ved, at man gennem atmosfæren i udløbskappen (12) måler den varmeenergi, som udstråles fra klinkerne, idet klinkerne falder ned fra ovnen (10), at man sammenligner den målte værdi med en forudbestemt værdi (en referenceværdi eller en forud beregnet værdi for denne energi, og at man regulerer 15 i hvert fald en af ovnens driftsparametre som funktion af afvigelsen mellem den målte værdi og den forudbestemte værdi.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at referenceværdierne for i hvert fald visse af ovnens driftsparametre bestemmes af en kalkulator eller datamat ud fra en 20 matematisk model, og at disse referenceværdier korrigeres som funktion af afstanden mellem den værdi, der er tværs gennem udløbskappens atmosfære, for den varmeenergi, som udstråles af klinkerne, idet klinkerne falder ned fra ovnen, og en forudbestemt værdi for denne energi. 25

3. Arrangement til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det omfatter et apparat (22) til måling af den energi, som udstråles af klinkerne, hvilket apparat er placeret på væggen (21) af udløbskappen, således at apparatet vender imod ovnens munding, under brænd-3 0 eren (20) , og er rettet imod den øvers te del af strømmen af klinker (23), mens klinkerne falder ned fra ovnen.