EP0068176A2

EP0068176A2 - Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage

Info

Publication number: EP0068176A2
Application number: EP82104933A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Dipl.Ing. Henne; Lutz Dipl.Ing. Schneider; Gotthard Ing. Grad. Blasczyk
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1981-06-23
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1983-01-05
Also published as: ZA823961B; ES513367A0; EP0068176A3; DE3124649A1; ES8304810A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage, bei dem das aus einer Mühle ausgetragene gemahlene Gut gesichtet und die hierbei anfallende Grießmenge erneut der Mühle zugeführt wird. Dadurch wird unabhängig von Schwankungen des Durchsatzes und der Mahlbarkelt die Feinheit des gemahlenen Gutes auf einfache Weise auf einem vorgegebenen Wert gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage, bei der das aus einer Mühle ausgetragene gemahlene Gut gesichtet und die hierbei anfallende Grießmenge erneut der Mühle zugeführt wird.
Es ist bekannt, bei Mahlanlagen, insbesondere bei mit Kugelmühlen ausgerüsteten Luftstrom-Mahlanlagen, die Aufgabemenge der Mühle über den (Luftstrom-) Differenzdruck der Mühle und/oder über den Füllungsgrad der Mühle (letzterer gemessen über den Schalldruck der Mühle) zu regeln und auf diese Weise in der Mühle optimale Bedingungen für den Mahlvorgang aufrechtzuerhalten. Ist beispielsweise das Mahlgut sehr weich, so wird die Mühle mit großer Durchsatzmenge betrieben und demgemäß häufig an-und abgeschaltet. Ist das Mahlgut sehr hart, so läßt man die Mühle länger laufen oder nimmt eine verringerte Durchsatzmenge in Kauf. Zum Ausgleich dieser Schwankungen der Mahlbarkeit und der Durchsatzmenge ist der Mahlanlage meist ein Pufferbunker nachgeschaltet.
Es gibt jedoch auch Fälle, in denen einerseits auf solche Pufferbunker verzichtet werden soll, die Mühle andererseits jedoch im Hinblick auf die Anforderungen des nachgeschalteten Prozesses, für den das Gut gemahlen wird, mit unterschiedlicher Durchsatzmenge betrieben werden muß. In derartigen Fällen erweist es sich als schwierig, eine bestimmte vorgegebene Feinheit des gemahlenen Gutes einzuhalten. Im allgemeinen wird bei einer zu großen Mahlkapazität . das gemahlene Gut feiner als gewünscht und umgekehrt.
Man könnte nun daran denken, die Feinheit des Mahlgutes kontinuierlich zu messen (beispielsweise den Rückstand auf einem bestimmten Sieb zu ermitteln) und durch einen entsprechenden Eingriff in die Mahlanlage (beispielsweise eine veränderte Einstellung des Sichters) die Feinheit wieder auf den gewünschten Wert zu bringen. Eine solche Methode erweist sich jedoch in der Praxis als außerordentlich umständlich und ist auch mit einer beträchtlichen Totzeit behaftet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, das es gestattet, unabhängig von Schwankungen des Durchsatzes und der Mahlbarkeit die Feinheit des gemahlenen Gutes auf einfache Weise auf einem vorgegebenen Wert zu halten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grießmenge gemessen und die Mühlendrehzahl derart geregelt wird, daß das Verhältnis von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge konstant bleibt.
Wie eingehende Untersuchungen zeigten,kann man in der Praxis davon ausgehen, daß bei konstantem Verhältnis von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge auch die Feinheit des gemahlenen Gutes konstant ist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung seien die verschiedenen Varianten des Verfahrens zunächst anhand der Schemadarstellung gemäß Fig.1 beschrieben.
Die Mahlanlage gemäß Fig.1 enthält eine Mühle 1, einen Sichter 2 und eine Einrichtung 3 zur Rückführung und Messung der Grießmenge.
Zur Erläuterung der Erfindung anhand einiger einfacher mathematischer Beziehungen seien folgende Abkürzungen eingeführt:

_A = _Mühlenaufgabemenge [t/h]
S_A = Sichteraufgabemenge [t/h]
SG = Sichtergrießmenge [t/h]
_SF = _Sichterfertigmenge [t/h] = Mühlenaufgabemenge
N = Leistungsaufnahme der Mühle [kW]
n = Drehzahl der Mühle [U/min]
N_sp = spezifische Mahlbarkeit [kWh/t]

Es bestehen folgende Abhängigkeiten:

Bleibt der am Sichter gemessene Umlauffaktor (UF) konstant, so bleibt auch die Feinheit der Sichterfertigmenge (SF) konstant.

Definitionsgemäß ist UF = SA SF = const. = c Am Sichter gilt: SG + SF = SA. Daraus folgt: _UF = SG + SF SF = const. = c Hieraus ergibt sich: SG = SF (c-1) oder
Diese Beziehung besteht somit bei konstanter Feinheit des Sichterfertiggutes.
Für den Fall eines konstanten Durchsatzes besteht folgende Abhängigkeit:
Schließlich besteht noch folgende empirisch gefundene Abhängigkeit zwischen der Leistungsaufnahme einer Mühle und ihrer Drehzahl:
Der Betrieb einer solchen Mahlanlage kann nun in mehreren Varianten erfolgen:

Variante 1:

Mühlenaufgabemenge A und Durchsatz = konstant. Spezifische Mahlbarkeit (N ) = variabel. Feinheit des Fertiggutes = konstant.

Aus (4) und (5) ergibt sich
Aus (3) und (7) folgt schließlich
In diesem Fall ist die Mühlendrehzahl somit lediglich eine Funktion der veränderten spezifischen Materialmahlbarkeit.
Die Mühlenaufgabemenge und die Feinheit des Fertiggutes werden entsprechend den Erfordernissen des Verbrauchers eingestellt. Das Verhältnis von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge hat dann einen bestimmten Wert (C₁). Wird nun die Mahlbarkeit des Gutes schlechter, so verläßt das zu mahlende Gut die Mühle gröber als zuvor. Im Sichter wird daher eine größere Grießmenge abgeschieden, die zur Mühle zurückgeführt wird. Diese Meßgröße (Grießmenge) wird in Verhältnis zur Aufgabemenge gesetzt und zur Regelung der Drehzahl der Mühle herangezogen. Indem die Mühlendrehzahl nun auf den Wert n₂ vergrößert wird, erhöht sich die Feinheit des Mahlgutes, das die Mühle verläßt. Die Mühlendrehzahl wird dabei solange angehoben, bis das Verhältnis von Grießmenge zu Mühlenaufgabemenge wieder den ursprünglichen Wert erreicht. Die Mahlanlage liefert damit (bei verschlechterter spezifischer Mahlbarkeit) die vorgegebene Durchsatzmenge mit gleichbleibender Feinheit.

Variante 2:

Durchsatz und Mühlenaufgabemenge = variabel (gewählt).
Mahlbarkeit = konstant.
Feinheit des Fertiggutes = konstant.
sowie
Aus (2) folgt

Aus (3) sowie (9) bis (12) läßt sich ableiten
In diesem Falle ist die Mühlendrehzahl somit lediglich eine Funktion der veränderten Grießmenge, wobei die Grießmenge direkt proportional der Aufgabemenge ist. Die Drehzahlregelung der Mühle erfolgt also entsprechend der sich mit der Aufgabemenge ändernden Grießmenge, bis wieder das ursprüngliche Verhältnis von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge hergestellt ist.

Variante 3:

Durchsatz und Aufgabemenge = variabel. Materialmahlbarkeit = variabel. Feinheit des Fertiggutes = konstant.
Dies ist der in der Praxis am häufigsten gegebene Fall, in dem die Mühle mit unterschiedlichem Durchsatz und veränderlicher Materialmahlbarkeit bei geforderter konstanter Feinheit des Fertiggutes betrieben werden soll.
Auch hier wird die Mühlendrehzahl so geregelt, daß das Verhältnis von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge konstant bleibt.
Eine Zusammenfassung der obigen Beziehungen liefert für diesen Fall
Die Mühlendrehzahl ist also eine Funktion der veränderten Grießmenge (SG₂) und der veränderten _Materialmahlbarkeit (Nsp2)'
Falls die Mühle mit stark veränderlichen Durchsatzleistungen und stark schwankenden Materialmahlbarkeiten betrieben werden soll, kann es zweckmäßig sein, den Sollwert des Verhältnisses von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge entsprechend anzupassen. Das kann entweder automatisch oder nach einem bestimmten Programm erfolgen.
Variante 4:

Soll bei gegebenem Durchsatz und gegebener Materialmahlbarkeit die Feinheit des Fertiggutes geändert werden, so muß hierfür ein neues Verhältnis von Grießmenge (SG) und Mühlenaufgabemenge (A) ermittelt werden. Aus dem oben für die drei erstgenannten Varianten konstant gehaltenen C₁ wird damit ein neues Sollwert-Verhältnis C₂. Dieses Verhältnis wird dann - wie oben für die drei vorhergehenden Varianten beschrieben - durch Regelung der Mühlendrehzahl konstant gehalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die verschiedensten Typen von Mühlen und Mahlsystem geeignet, so insbesondere für Luftstrommühlen und Mühlen mit mechanischem Gutaustrag, ferner für Kugel- und Rollenmühlen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch die unterschiedlichsten Typen von Sichtern eingesetzt werden, etwa statische Sichter, Turbosichter, Zyklonumluftsichter usw. Generell sind für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens alle Mahlanlagen geeignet, bei denen man davon ausgehen kann, daß bei konstantem Verhältnis von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge die Feinheit des Fertiggutes etwa konstant bleibt.
Die Messung der Grießmenge kann erfolgen über Bandwaagen, Durchlaufmeßgeräte, Nuklearwaagen oder durch Bestimmung der Leistungsaufnahme von Fördergeräten, wie Bändern, Schnecken und dgl.
In die Regelkreise kann ferner auch die Menge des vom Systemventilator erzeugten Gasstromes, der das Gut durch die Mahlanlage fördert, einbezogen und den geänderten Durchsatzleistungen, Mahlbarkeiten und Feinheiten angepaßt werden.
Ebenso kann zur Regelung der Feinheit des Fertiggutes eine entweder automatisch oder von Hand erfolgende Einstellung des Sichters mit herangezogen werden.
Fig.2 zeigt in schematischer Form die wesentlichen Bestandteile einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Mühle 1 ist über eine Rohrleitung 4 mit dem Sichter 2 verbunden, dessen Grieße über eine hier als Förderbandwaage ausgebildete Einrichtung 3 gemessen und zur Gutaufgabeseite der Mühle 1 zurückgeführt werden.
Das zu mahlende Gut wird von einem Vorratsbehälter 5 über eine Dosierbandwaage 6 der Mühle 1 zugeführt. Ein Regler 7 steuert die Dosierbandwaage 6 in Abhängigkeit von einem Signal (Pfeil 8), das vom Verbraucher des gemahlenen Gutes geliefert wird.
Das Fertiggut gelangt vom Sichter 2 zu einer Filteranlage 9, in der das Fertiggut abgeschieden wird (Pfeil 10), während der Luftstrom durch einen Ventilator 11 abgezogen wird. Ein Teil dieses Luftstromes kann über die Leitungen 12, 13 und 14 der Luftstrom-Ausstragsseite der Mühle 1 bzw. (zusammen mit einem weiteren Heißgasstrom, vgl. Pfeil 15) der Gutaufgabeseite der Mühle 1 zugeführt werden.
Ein Regler 16 erhält einerseits vom Regler 7 ein Signal (Pfeil 17), das der momentanen Mühlenaufgabemenge (Frischgutmenge) entspricht, andererseits ein Signal (Pfeil 18), das von der Einrichtung 3 geliefert wird und der vom Sichter 2 zur Mühle 1 rückgeführten Grießmenge entspricht. Aus diesen beiden Werten bildet der Regler 16 ein Ist-Signal und vergleicht es mit einem einstellbaren SollwertSignal (Pfeil 20), das ein Maß für die gewünschte Feinheit des Fertiggutes ist. Entsprechend der Abweichung des Istwertes vom Sollwert liefert der Regler 16 ein Regelsignal (Pfeil 21) an einen Antrieb 22 der Mühle 1. Dieser drehzahlgeregelte Antrieb kann beispielsweise durch einen Gleichstrommotor oder eine untersynchrone Stromrichterkaskade gebildet werden.

Claims

1. Verfahren zur Regelung einer Mahlanlage, bei der das aus einer Mühle ausgetragene gemahlene Gut gesichtet und die hierbei anfallende Grießmenge erneut der Mühle zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Grießmenge gemessen und die Mühlendrehzahl derart geregelt wird, daß das Verhältnis von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge konstant bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Verhältnisses von Grießmenge zur Mühlenaufgabemenge in Abhängigkeit von der gewünschten Feinheit des Fertiggutes einstellbar ist.