EP0042927A1 - Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage - Google Patents

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EP0042927A1
EP0042927A1 EP81103110A EP81103110A EP0042927A1 EP 0042927 A1 EP0042927 A1 EP 0042927A1 EP 81103110 A EP81103110 A EP 81103110A EP 81103110 A EP81103110 A EP 81103110A EP 0042927 A1 EP0042927 A1 EP 0042927A1
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kept constant
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating

Definitions

  • the quantity referred to as the mill differential pressure (which is kept constant by the second control loop) is a measure of the material loading in the grinding chamber of the mill and in the downstream air flow classifier.
  • this second control loop is only effective if the amount of gas flowing through the mill and thus the gas velocity are kept constant. This is ensured by the first and third control loops, since the delivery volume of the fan is dependent on the static pressure increase and the gas temperature at constant speed or constant position of the control apparatus.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a control method of the type mentioned at the outset such that, in the event of fluctuations in consumption, the throughput of the mill is changed in such a way that the mill differential pressure and thus the quality of the end product are kept constant.
  • the hydraulically generated grinding force of the roller mill is reduced. This reduces the grinding, which leads to an increase in the internal material cycle and thus to an increase in the mill differential pressure.
  • the setpoint deviation of the mill differential pressure reduces the amount of material to be ground that is fed to the mill until the setpoint of the mill differential pressure is reached again.
  • the reduced fill level of the regrind storage silo causes an increase in the hydraulically generated grinding force of the roller mill. This increases the grinding, which leads to a decrease in the internal material cycle and thus to a lowering of the mill differential pressure.
  • the negative setpoint deviation of the mill differential pressure regulates the amount of the material to be ground that is fed to the mill until the setpoint is reached again.
  • the regulation according to the invention thus ensures approximately regardless of the respective consumption Constant level of the regrind storage silo for a constant internal material cycle between the mill and classifier, which has a positive effect on keeping the fineness of the end product constant.
  • the system contains a roller mill 1 with a hydraulically generated grinding force and pneumatic regrind, furthermore an air flow classifier 2 arranged above the roller mill 1, a dust separator 3, a regrind (end product) supply silo 4, a circulating air fan 5, a device 6 for Good job and a furnace 7 or another hot gas generator. Further elements of the system are explained in the description of the function.
  • the storage silo 4 is based on pressure cells 8, which are connected to a controller 9, which acts via an electric motor 10 on a pressure relief valve 11, which is in the hydraulic circuit for generating the grinding force of the roller mill 1.
  • the vacuum of the mill can be kept constant (and thus the amount of circulating air in the mill can be kept constant) in two different ways:
  • One possibility is to operate the mill air circulation fan 5 at a constant speed or fixed setting and to measure the negative pressure on the gas inlet side of the mill (line 12) by means of a pressure measuring element 13 and to keep it constant via a first control circuit. This can be done via a control flap 14 in the return air line 16 leading from the chimney (line 15) to the furnace 7 or via a fresh air flap (not shown) on the gas inlet side of the mill 1.
  • the other possibility for keeping the negative pressure of the mill constant is by measuring the amount of recirculated air with an orifice 17 and regulating the recirculated air fan 5 as a function of this measurement signal via a controller 18 (first control circuit).
  • the second control circuit which keeps the differential pressure between the gas inlet side (line 12) of the mill 1 and the gas outlet side (line 19) of the classifier 2 constant, comprises the pressure measuring elements 13 and 20 connected to the lines 12 and 19, respectively, which form the differential pressure and the actual signal with a controller 21 comparing a target value and a device 22 controlled by the controller 21 for influencing the quantity of the material to be ground fed to the mill 1.
  • the third control loop by means of which the gas temperature on the gas outlet side (line 19) of the classifier 2 is kept constant, contains a temperature measuring element 23, which acts on the furnace 7 via a controller in the exemplary embodiment shown.
  • the gas temperature can also be kept constant by means of a control flap in a hot gas supply line.
  • the fourth control circuit provided according to the invention is used to keep the fill level of the regrind storage silo 4 constant by changing the hydraulically generated grinding force of the roller mill 1.
  • the signal supplied by the pressure transducers 8 is fed to the controller 9 which, in the event of a deviation from the desired value, transfers the hydraulic pressure of the roller mill 1 the pressure relief valve 11 adjusted by the motor 10 varies.
  • a fifth control circuit which keeps the fineness of the ground material constant by adjusting the classifier 2 (for example, by adjusting the guide vanes of a static classifier or the blades of a turbo-wind classifier).
  • This fifth control circuit contains a controller 24, to which, on the one hand, a corresponding actual value signal 25 is supplied by a device (not shown) that measures the fineness of the end product and, on the other hand, a fineness setpoint signal 26.
  • the output signal 27 this controller 24 is used to adjust the classifier 2.
  • a cement kiln is operated with a daily output of 3,000 t, whereby a coal dust quantity of approx. 20 t / h is required on the kiln.
  • the hydraulic pressure used to generate the grinding force on the roller mill is approximately 120 bar and the differential pressure of the mill is approximately 50 mbar.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage unter Verwendung von vier Regelkreisen, von denen ein Regelkreis den Füllstand des Mahlgut-Vorratssilos durch Änderung der Mahlkraft der Rollenmühle konstant hält. Hierdurch wird bei Schwankungen des Verbrauchs die Durchsatzleistung der Mühle so verändert, daß der Mühlen-Differenzdruck und damit die Qualität des Endproduktes konstant gehalten werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage, enthaltend eine Rollenmühle mit hydraulisch erzeugter Mahlkraft und pneumatischem Mahlgutaustrag, einen Sichter, einen Umluftventilator sowie ein Mahlgut-Vorratssilo, wobei
    • a) durch einen ersten Regelkreis der Unterdruck der Mühle konstant gehalten wird,
    • b) durch einen zweiten Regelkreis der Differenzdruck zwischen der Gaseintrittsseite der Mühle und der Gasaustrittsseite des Sichters durch Änderung der Menge des der Mühle zugeführten Gutes konstant gehalten wird,
    • c) durch einen dritten Regelkreis die auf der Gasaustrittsseite des Sichters herrschende Gastemperatur konstant gehalten wird.
  • Es ist bekannt, eine Mahlanlage entsprechend dem vorstehend genannten Verfahren zu regeln. Dabei ist die als Mühlendifferenzdruck bezeichnete Größe (die durch den zweiten Regelkreis konstant gehalten wird) ein Maß für die Materialbeladung im Mahlraum der Mühle und im nachgeschalteten Luftstromsichter. Dieser zweite Regelkreis ist jedoch nur dann wirkungsvoll, wenn gleichzeitig die durch die Mühle strömende Gasmenge und damit die Gasgeschwindigkeit konstant gehalten wird. Dieses wird durch den ersten und dritten Regelkreis sichergestellt, da das Fördervolumen des Ventilators bei konstanter Drehzahl bzw. konstanter Stellung des Leitapparates von der statischen Druckerhöhung und der Gastemperatur abhängig ist.
  • Dieses auf der Verwendung von drei Regelkreisen beruhende bekannte Verfahren ergibt für eine bestimmte Durchsatzleistung der Mühle einen konstanten Mühlenbetrieb. Schwankungen der auf der Verbraucherseite benötigten Mahlgutmenge müssen hierbei vom Mahlgut- (Endprodukt) Vorratssilo aufgenommen werden. Dies begrenzt einerseits die bei konstanter Mühlenleistung zulässigen Schwankungen des Verbrauchs und bringt außerdem den weiteren Nachteil mit sich, daß das Mahlgut-Vorratssilo u.U. längere Zeit mit niedrigem Füllstand betrieben werden muß, was beispielsweise bei einem Kohlenstaub-Vorratssilo aus Gründen des Explosionsschutzes unerwünscht ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Regelverfahren der eingangs genannten Art dahin weiterzuentwickeln, daß bei Schwankungen des Verbrauchs die Durchsatzleistung der Mühle so verändert wird, daß hierbei der Mühlen-Differenzdruck und damit die Qualität des Endproduktes konstant gehalten werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
    • d) durch einen vierten Regelkreis der Füllstand des Mahlgut-Vorratssilos durch Änderung der Mahlkraft der Rollenmühle konstant gehalten wird.
  • Verrringert sich der Verbrauch und steigt dadurch der Füllstand des Mahlgut- (Endprodukt-) Vorratssilos über den Sollwert ( der möglichst nahe dem größtmöglichen Füllstand liegt), so wird die hydraulisch erzeugte Mahlkraft der Rollenmühle verringert. Dadurch verringert sich die Ausmahlung, was zu einem Ansteigen des inneren Gutkreislaufes und damit zu einer Erhöhung des Mühlen-Differenzdruckes führt. Die Sollwertabweichung des Mühlen-Differenzdruckes verkleinert die der Mühle zugeführte Menge des zu mahlenden Gutes, bis der Sollwert des Mühlen- Differenzdruckes wieder erreicht ist.
  • Bei größerem Verbrauch bewirkt demgegenüber der verringerte Füllstand des Mahlgut-Vorratssilos eine Erhöhung der hydraulisch erzeugten Mahlkraft der Rollenmühle. Dadurch vergrößert sich die Ausmahlung, was zu einem Absinken des inneren Gutkreislaufes und damit zu einer Erniedrigung des Mühlen-Differenzdruckes führt. Die negative Sollwertabweichung des Mühlen-Differenzdruckes regelt in diesem Falle die Menge des der Mühle zugeführten, zu mahlenden Gutes so weit hoch, bis der Sollwert wieder erreicht ist.
  • Die erfindungsgemäße Regelung sorgt damit unabhängig vom jeweiligen Verbrauch bei annähernd konstant gehaltenem Füllstand des Mahlgut-Vorratssilos für einen gleichbleibenden inneren Materialkreislauf zwischen Mühle und Sichter, was sich günstig auf das Konstanthalten der Feinheit des Endproduktes auswirkt.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung veranschaulicht.
  • Die Anlage enthält eine Rollenmühle 1 mit hydraulisch erzeugter Mahlkraft und pneumatischem Mahlgut-Austrag, ferner einen über der Rollenmühle 1 angeordneten Luftstromsichter 2, einen Staubabscheider 3, ein Mahlgut-(Endprodukt-)Vorräts- silo 4, einen Umluftventilator 5, eine Einrichtung 6 zur Gutaufgabe sowie eine Feuerung 7 bzw. einen sonstigen Heißgaserzeuger. Weitere Elemente der Anlage werden bei der Beschreibung der Funktion erläutert.
  • Das Vorratssilo 4 stützt sich auf Druckmeßdosen 8 ab, die mit einem Regler 9 in Verbindung stehen, der über einen Elektromotor 10 auf ein Druckbegrenzungsventil 11 wirkt, das in dem Hydraulikkreis zur Erzeugung der Mahlkraft der Rollenmühle 1 liegt.
  • Die Konstanthaltung des Unterdruckes der Mühle (und damit die Konstanthaltung der Menge der Mühlenumluft) kann auf zwei verschiedene Weisen erfolgen:
  • Die eine Möglichkeit besteht darin, den Mühlenumluft-Ventilator 5 mit konstanter Drehzahl bzw. fester Einstellung zu betreiben und den Unterdruck auf der Gaseintrittsseite der Mühle (Leitung 12) mittels eines Druckmeßelementes 13 zu messen und über einen ersten Regelkreis konstant zu halten. Dies kann über eine Regelklappe 14 in der vom Kamin (Leitung 15) zur Feuerung 7 führenden Rückluftleitung 16 oder über eine (nicht dargestellte) Frischluftklappe auf der Gaseintrittsseite der Mühle 1 erfolgen.
  • Die andere Möglichkeit zur Konstanthaltung des Unterdruckes der Mühle (und damit zur Konstanthaltung der Menge der Mühlenumluft) erfolgt durch Messung der Umluftmenge mit einer Blende 17 und Regelung des Umluftventilators 5 in Abhängigkeit von diesem Meßsignal über einen Regler 18 (erster Regelkreis).
  • Der zweite Regelkreis, der den Differenzdruck zwischen der Gaseintrittsseite (Leitung 12) der Mühle 1 und der Gasaustrittsseite (Leitung 19) des Sichters 2 konstant hält, umfaßt die an die Leitungen 12 bzw. 19 angeschlossenen Druckmeßelemente 13 bzw. 20, einen den Differenzdruck bildenden und das Istsignal mit einem Sollwert vergleichenden Regler 21 sowie eine vom Regler 21 gesteuerte Einrichtung 22 zur Beeiflussung der der Mühle 1 zugeführten Menge des zu mahlenden Gutes.
  • Der dritte Regelkreis, durch den die Gastemperatur auf der Gasaustrittsseite (Leitung 19) des Sichters 2 konstant gehalten wird, enthält ein Temperatur-Meßelement 23, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Regler auf die Feuerung 7 wirkt. Statt dessen kann die Konstanthaltung der Gastemperatur auch durch eine Regelklappe in einer Heißgas-Zuführungsleitung erfolgen.
  • Der erfindungsgemäß vorgesehene vierte Regelkreis dient zur Konstanthaltung des Füllstandes des Mahlgut-Vorratssilos 4 durch Änderung der hydraulisch erzeugten Mahlkraft der Rollenmühle 1. Das von den Druckmeßdosen 8 gelieferte Signal wird dem Regler 9 zugeführt, der bei einer Abweichung vom Sollwert den Hydraulikdruck der Rollenmühle 1 über das vom Motor 10 verstellte Druckbegrenzungsventil 11 variiert.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist schließlich noch ein fünfter Regelkreis vorgesehen, der die Feinheit des Mahlgutes durch Verstellen des Sichters 2 (beispielsweise durch Verstellen der Leitschaufeln eines statischen Sichters oder der Flügel eines Turbo-Windsichters) konstant hält. Dieser fünfte Regelkreis enthält einen Regler 24, dem einerseits von einer (nicht dargestellten) die Feinheit des Endproduktes messenden Einrichtung ein entsprechendes IstwertSignal 25 und andererseits ein Feinheits-Sollwertsignal 26 zugeführt wird. Das Ausgangssignal 27 dieses Reglers 24 dient zur Verstellung des Sichters 2.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene folgendes Beispiel:
  • Ein Zementbrennofen wird mit einer Tagesleistung von 3 000 t betrieben, wobei eine Kohlenstaubmenge von ca. 20 t/h am Ofenbrenner benötigt wird. Hierbei sei bei einer Mühlenleistung von 20 t/h der zur Erzeugung der Mahlkraft an der Rollenmühle dienende Hydraulikdruck ca. 120 bar und der Differenzdruck der Mühle ca. 50 mbar.
  • Bei einer Reduzierung der Ofenleistung auf 2 000 t/Tag werden noch ca. 13 t/h Kohlenstaub am Ofenbrenner benötigt. Die Reduzierung der Kohlenstaubentnahme aus dem Vorratssilo führt zu einer Erhöhung des Füllstandes bei unveränderter Mühlenleistung. Diese Füllstandserhöhung führt über einen Regler zur Senkung des Hydraulikdruckes bzw. der Mahlkraft, was eine schlechtere Ausmahlung und damit eine Erhöhung des Mühlendifferenzdruckes zur Folge hat. Dies resultiert in einer Verminderung der Mühlenaufgabegabemenge. Dieser Ausgleichs- bzw. Regelvorgang hält so lange an, bis der als Sollwert vorgegebene Füllstand im Vorratssilo wieder erreicht ist und konstant bleibt. Dabei ist dann die Mühlenleistung 13 t/h bei einem Differenzdruck von 50 mbar und einem Hydraulikdruck von ca. 80 bar.

Claims (3)

1. Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage, enthaltend eine Rollenmühle mit hydraulisch erzeugter Mahlkraft und pneumatischem Mahlgutaustrag, einen Sichter, einen Umluftventilator sowie ein Mahlgut-Vorratssilo, wobei
a) durch einen ersten Regelkreis der Unterdruck der Mühle konstant gehalten wird,
b) durch einen zweiten Regelkreis der Differenzdruck zwischen der Gaseintrittsseite der Mühle und der Gasaustrittsseite des Sichters durch Änderung der Menge des der Mühle zugeführten Gutes konstant gehalten wird,
c) durch einendritten Regelkreis die auf der Gasaustrittsseite des Sichters herrschende Gastemperatur konstant gehalten wird,

dadurch gekennzeichnet, daß
d) durch einen vierten Regelkreis der Füllstand des Mahlgut-Vorratssilos durch Änderung der Mahlkraft der Rollenmühle konstant gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung eines auf Druckmeßdosen angeordneten Vorratssilos, wobei das von den Druckmeßdosen gelieferte Meßsignal einem Regler zugeführt wird, der bei einer Abweichung vom Sollwert den Hydraulikdruck der Rollenmühle über ein elektrisch verstellbares Druckbegrenzungsventil ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen fünften Regelkreis die Feinheit des Mahlgutes (Endproduktes) durch Einstellung des Sichters konstant gehalten wird.
EP81103110A 1980-06-26 1981-04-24 Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage Expired EP0042927B1 (de)

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