PT1543395E - Controlo de alimentação de materia solida - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "CONTROLO DE ALIMENTAÇÃO DE MATÉRIA SÓLIDA"

CAMPO DA INVENÇÃO A invenção refere-se a um método para controlar a alimentação de matéria sólida num processo que compreende, pelo menos, um ponto de descarga para matéria sólida, pelo menos, uma correia transportadora e, pelo menos, um ponto de alimentação para matéria sólida, a matéria sólida descarregada no ponto de descarga a partir do armazenamento de matéria sólida para uma correia transportadora, a qual é disposta para transportar a referida matéria sólida quer directamente ou através de, pelo menos, uma outra correia transportadora para o ponto de alimentação.

Além disso, a invenção refere-se a um aparelho para controlar a alimentação de matéria sólida num processo que compreende, pelo menos, um ponto de descarga para matéria sólida, pelo menos, uma correia transportadora e, pelo menos, um ponto de alimentação para matéria sólida, sendo a matéria sólida disposta para ser descarregada no ponto de descarga a partir do armazenamento de matéria sólida para uma correia transportadora, a qual é disposta para transportar a referida matéria sólida quer directamente ou através, pelo menos, de uma outra correia transportadora para o ponto de alimentação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os sistemas que tratam um fluxo de material de matéria sólida, que compreende um ou mais pontos de descarga onde um ou mais descarregadores que descarregam matéria sólida a partir do armazenamento para um ou mais transportadores que 2 transportam a referida matéria para um ponto de alimentação onde a referida matéria sólida é quer activamente conduzida com os dispositivos de alimentação separada e afastada do transportador para um ponto mais adiante no processo, quer onde a matéria sólida é passivamente descarregada a partir do transportador, são utilizados em ligação com um vasto número de processos diferentes. Tais sistemas de tratamento de um fluxo de material de matéria sólida são utilizados em, por exemplo, processos de tratamento de matérias-primas no fabrico de pasta química, em alimentação de combustível em fábricas de energia que utilizam combustível sólido e em fábricas que trituram pedra. 0 fabrico de pasta química utiliza um ou mais tipos ou graus de aparas, que normalmente são armazenados ao ar livre em montes ou armazenados em pilhas. A partir de tal armazenamento, as aparas são descarregadas para as correias transportadoras, que transportam as aparas para um silo de aparas que funciona como armazenamento intermédio, a partir do qual as aparas são alimentadas a uma velocidade desejada para um processo de elaboração da pasta química. Em fábricas de energia que utilizam matéria sólida, um combustível, tal como turfa ou aparas, a matéria sólida é descarregada a partir do armazenamento para os transportadores, que transportam o combustível até às caldeiras de potência de alimentação de combustível. A alimentação de combustível para as caldeiras de potência pode ser implementada numa pluralidade de formas, por exemplo de tal modo que existe um transportador em separado para a alimentação de cada caldeira de potência, ou esse combustível é alimentado para várias caldeiras de potência com um transportador, em que as caixas dos dispositivos de alimentação em separado são dispostas em ligação com o transportador para alimentação do combustível de cada caldeira de potência. Nas fábricas 3 que trituram pedra, o material de pedra é descarregado quer directamente no local da pedreira quer por um monte que serve de armazenamento intermédio para o transportador, o qual transfere a pedra extraída da pedreira para uma britadeira, de onde o material triturado é mais adiante transferido.

Um pré-requisito para o funcionamento eficiente de todos os processos acima mencionados e semelhantes é que a quantidade de matéria sólida a ser alimentada a partir do sistema de transporte para a frente, para o armazenamento intermédio de matéria sólida ou a quantidade de matéria sólida a ser alimentada a um processo de tratamento de matéria sólida seja correcto. Por exemplo, do ponto de vista do funcionamento apropriado de um processo de elaboração da pasta química, é importante para a superfície do silo de aparas permanecer ao nível correcto ou, pelo menos, dentro de um intervalo de variação permitido. De modo a garantir a eficiente produção de energia, a quantidade de combustível a ser alimentado à caldeira, por sua vez, não deve ser nem muito pequena nem muito grande. Igualmente, a quantidade de pedra extraída da pedreira a ser alimentada a um processo de trituração de pedra deve ser suficientemente grande para que a britadeira opere na sua máxima potência, mas ainda suficientemente pequena para não obstruir a britadeira. A quantidade de aparas a ser alimentada a um silo de aparas de um processo de elaboração de pasta química foi convencionalmente controlado pelo ajuste da velocidade da descarga de aparas a partir da pilha ou monte de armazenamento para uma correia transportadora com um controlador de nível baseado na medição do nível de 4 superfície do silo de aparas. Contudo, o problema com esta solução é que existe uma demora correspondente a todo o comprimento do sistema de transporte no circuito de controlo do controlador de nível, pelo que o controlo do circuito da alimentação de aparas é naturalmente muito lento. Também existem soluções nas quais o sistema de transporte é equipado com mecanismos de controlo, pelo que não só a velocidade da descarga de aparas mas também a velocidade dos transportadores pode ser controlada com a mesma mensagem que chega a partir do controlador de nivel e sendo baseada na medição do nível da superfície do silo de aparas. Contudo, devido aos mecanismos de controlo dos transportadores, a demora do comprimento do sistema de transporte varia, pelo que o fluxo de aparas a partir do sistema de transporte após a demora não corresponde ao fluxo de aparas no inicio do sistema de transporte. Adicionalmente, quando se utiliza um descarregador que se movimenta em paralelo com a direcção do movimento da correia transportadora, a variação do ponto de descarga de aparas causa uma demora variável. 0 problema com estas soluções em uso é ainda que promova perturbações na descarga de aparas, tal como variação na qualidade de aparas vindos da área de armazenamento, devido a aglomerados causados pelo arrefecimento das aparas, por exemplo, é realizado aos longos de todo o sistema de transporte sem ser debilitado. Além disso, com algumas combinações de aparelhos e exigências de desempenho, um satisfatório ou mesmo uma solução de controlo estável não pode ser encontrada para controlar a quantidade de aparas a ser alimentada para o silo de aparas.

Na alimentação de aparas, é também conhecido o uso do controlo de 3 pontos, pelo que tanto o controlador de nivel 5 como o controlador de taxa de fluxo são utilizados para controlar a quantidade de aparas a ser alimentada ao silo de aparas. 0 controlador de nivel determina a diferença variável entre o nivel de superfície de aparas no silo e o valor de regulação do nível de superfície, e forma uma variável de saída com base nesta, a variável de saída a ser alimentada como uma variável de entrada para o controlador de taxa de fluxo. A variável de saída do controlador de taxa de fluxo é utilizada para ajustar a velocidade de descarga de aparas e/ou a velocidade dos transportadores. Uma segunda variável de entrada do controlador da taxa de fluxo é formada pela diferença entre o fluxo de aparas que entra no silo e 0 fluxo de aparas que se descarrega a partir do silo. 0 fluxo de aparas que se descarrega a partir do silo pode ser determinado com base na velocidade do descarregador no fundo do silo. Contudo , o fluxo de aparas que entra no silo a cada momento especifico não é conhecido com muita precisão devido à variedade de problemas mencionada acima, e desse modo não é possível implementar um controlo preciso da alimentação de aparas com o controlo de 3 pontos. A patente US 4,232,781 descreve um sistema para alimentação de matéria sólida a uma espessura constante predeterminada usando uma correia transportadora.

Além disso, a publicação SU 984 487 divulga um método para estabilizar a quantidade de material na câmara da britadeira de uma britadeira tendo como base a quantidade de material esmagado e a quantidade de material que vai para a britadeira. A publicação SU 697 981 divulga um método para controlar a alimentação de combustível em fábricas de energia com queima de carvão onde o combustível 6 é alimentado por um transportador de alimentação a partir de vários silos diferentes. De acordo com o método, o objectivo é regular a quantidade de combustível alimentada de diferentes silos de um tal modo que a superfície de combustível em silos diferentes fique ao mesmo nível ao mesmo tempo que o total de combustível alimentado no transportador de alimentação é mantido o desejável. Além disso, um método é conhecido no qual o objectivo é estabilizar a quantidade por peso do combustível alimentado através de um transportador. De acordo com a solução, a quantidade por peso do combustível no transportador é calculada com base no peso do combustível na correia transportadora e na velocidade do transportador. Por exemplo, se o peso de combustível varia, quando a mistura de combustível ou densidade se altera, a velocidade do transportador é alterada para que a quantidade por peso do combustível a ser alimentado permaneça constante. Uma condição prévia para o funcionamento do método é de que o transportador é fornecido com carregamento de células, por meio do qual o peso do combustível a ser alimentado é continuamente medido.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Um objectivo da presente invenção é fornecer uma solução de um novo modelo para controlar a alimentação de matéria sólida, devido ao qual a alimentação de matéria sólida pode ser controlada com maior precisão do que anteriormente em processos que compreendiam uma correia transportadora. 0 método de acordo com a invenção é definido na reivindicação 1. 7 0 aparelho de acordo com a invenção é definido na reivindicação 12.

De acordo com a ideia principal da invenção, num processo que compreende, pelo menos, um ponto de descarga de matéria sólida, pelo menos, uma correia transportadora e, pelo menos, um ponto de alimentação de matéria sólida e em que o ponto de descarga de matéria sólida é descarregado a partir do armazenamento de matéria sólida para uma correia transportadora disposta para transportar a referida matéria sólida para o ponto de alimentação quer directamente ou pelo menos através de uma outra correia transportadora, a alimentação de matéria sólida é controlada de um tal modo que um valor de regulação é determinado para as espessura da cama de material formada por matéria sólida descarregada para a correia transportadora; a descarga de matéria sólida para a correia transportadora é controlada no ponto de descarga de um tal modo que a espessura da cama de material segue o dito referido valor de regulaçao; e que a quantidade de matéria sólida alimentada no ponto de alimentação é controlada pelo controlo da velocidade da correia transportadora. A invenção compreende a definição, tendo como base as velocidades da correia transportadora e o descarregador, um perfil de cama de material que expressa a variação na espessura da cama de material de matéria sólida na correia transportadora na direcção longitudinal da correia transportadora. De acordo com uma forma de realização da invenção, a matéria sólida é alimentada no ponto de alimentação para armazenamento intermédio de matéria sólida ou reservatório de armazenagem ou um processo de tratamento de matéria sólida, a partir do qual o armazenamento intermédio ou o reservatório de armazenagem da dita matéria sólida é descarregada para tratamento 8 adicional, ou a referida matéria sólida descarrega passivamente para tratamento adicional, ou em que o processo de tratamento da referida matéria sólida é tratado mais adiante. De acordo com uma segunda forma de realização da invenção, a espessura da cama de material formada por matéria sólida é a massa da matéria sólida por unidade de comprimento da correia transportadora, o volume da matéria sólida por unidade de comprimento da correia transportadora ou a área de secção da cama de material formada por matéria sólida. De acordo com uma terceira forma de realização da invenção, o valor de regulação da espessura da cama de material formada de matéria sólida descarregada para a correia transportadora é um valor constante fixado permanentemente. Uma quarta forma de realização da invenção compreende a combinação de informação de tipo ou grau de matéria sólida com o referido perfil que expressa a variação na espessura da cama de material. De acordo com uma quinta forma de realização da invenção, a matéria sólida é formada por aparas e o armazenamento intermédio é um silo de aparas ou uma tremonha de aparas.

Uma vantagem da invenção é que quando o objectivo é manter a espessura da cama de material de matéria sólida constante nos transportadores, a quantidade de matéria a ser alimentada pode ser fácil e precisamente controlada apenas pela alteração da velocidade dos transportadores. 0 ajuste da espessura da cama de material para ser constante elimina, ao mesmo tempo, demoras no sistema transportador, e perturbações debilitantes produzidas conjuntamente por todo o sistema de transporte. 0 perfil do da cama de material formado por matéria sólida em transportadores permite a determinação do fluxo de material de matéria sólida em pontos aleatórios no transportador, pelo que, 9 quando o fluxo de material é formado de material de vários tipos diferente e/ou graus, as relações entre tipos diferente e/ou graus da matéria sólida são conhecidos em pontos aleatórios no transportador.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A invenção será agora descrita em maior detalhe nos desenhos anexos, nos quais A Figura 1 mostra esquematicamente um processo no qual a solução apresentada para controlar a alimentação de matéria sólida é utilizada; e A Figura 2 mostra esquematicamente um detalhe de um membro de cálculo utilizado numa forma de realização da solução apresentada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A Figura 1 mostra esquematicamente um processo no qual é utilizada a solução apresentada para controlar a alimentação de matéria sólida. 0 processo mostrado na

Figura 1 é um processo de alimentação de aparas em ligação com o fabrico de pasta química. 0 processo de acordo com a Figura 1 compreende descarregadores (1 e 1') ou dispensadores (1 e 1' ) , que descarregam ou dispensam as aparas armazenadas em monte ou armazenadas em pilha num ponto de descarga (UP) para os transportadores (2 e 2'). Para melhor compreensão, o referido armazenamento em monte ou em pilha ou o próprio material de aparas não é mostrado na Figura 1. Os descarregadores (1 e 1') são tipicamente descarregadores de rosca, que podem ser, dependendo da forma do local de armazenagem das aparas, quer descarregadores que se deslocam em paralelo na direcção do local de armazenagem, quer descarregadores que rodam sobre 10 a sua própria extremidade. As aparas a serem descarregadas nos transportadores (2 e 2') podem ser, por sua vez, ou do mesmo tipo de madeira, ou o seu tipo pode diferir umas das outras; por outras palavras, as aparas no local de armazenagem podem ser do mesmo tipo de madeira ou de diferentes tipos de madeira. Além disso, as aparas a serem descarregadas nos transportadores (2 e 2') podem ser de diferentes tipos, por exemplo, de um tal modo que uma parte das aparas são aparas serradas e outra parte são aparas da própria linha de aparas do processo. A partir dos transportadores (2 e 2') as aparas são descarregadas para um transportador comum (3), no qual as aparas de diferentes transportadores são misturadas umas com as outras e a partir do qual o fluxo de aparas misturadas é transferido para um transportador de alimentação (5) que transporta as aparas para um ponto de alimentação (SP), onde as aparas são alimentadas a partir do transportador para um silo de aparas (6) que funciona como local de armazenagem intermédio para as aparas. Entre o transportador comum (3) e o transportador de alimentação (5), é mostrada uma instalação de crivagem (4), a qual separa, a partir do fluxo de aparas, aquelas aparas que têm um tamanho muito grande para o fabrico da pasta química a ser retratada. No fundo do silo de aparas (6), há um descarregador (7), o qual descarrega as aparas do silo (6) para diante para a linha de fabrico da pasta química. Os transportadores (2, 2', 3 e 5) são tipicamente correias transportadoras semelhantes a calhas, os rolos laterais os quais normalmente têm uma inclinação de 30 a 45°. Na Figura 1, a direcção do deslocamento dos transportadores é mostrado pelas setas (A) e o avanço do fluxo das aparas no processo é mostrado pelas setas (B). 11

De modo a ser melhor compreendido, a Figura 1 mostra apenas dois pontos descarga (UP) de aparas, mas na prática podem existir um ou mais locais de armazenagem de aparas e pontos de descarga (UP) dependendo do tipo de pasta química a ser fabricada. Os motores que fazem funcionar os descarregadores e os transportadores são geralmente identificados por (M) , embora os tipos e as potências dos motores normalmente se desviem uns dos outros. Embora a Figura 1 mostre vários descarregadores e transportadores, o processo pode, no seu modo mais simples, compreender um só descarregador e um só transportador.

No exemplo da Figura 1, a solução para controlo a alimentação de aparas é ligada a um controlo de 3 pontos utilizado em ligação com o silo de aparas (6) . 0 controlo de 3 pontos compreende um controlador de nível (9), o qual determina uma diferença variável ASL entre um nível de superfície de aparas SL medido por um sensor que mede níveis (8) em ligação com o silo de aparas (6) e um valor de regulação SLSp do nível de superfície. Na base da diferença variável ASL, o controlador de nível (9) determina uma variável de produção SLCo, a qual é alimentada como uma variável de entrada para um controlador de taxa de fluxo (10) . Uma segunda variável de entrada do controlador de taxa de fluxo (10) é formada por uma diferença variável ACF, determinada num membro de cálculo (11), entre um fluxo de aparas CIF vindo do silo de aparas (6) e um fluxo de aparas COF que sai do silo de aparas (6). O fluxo de aparas COF que sai do silo (6) é determinado com na base na velocidade do descarregador (7) no fundo do silo (6), no fluxo de aparas CIF vindo do silo (6) sendo determinado com base na velocidade do transportador de 12 alimentação (5) e na espessura da cama de aparas base no transportador na parte final do transportador. 0 controlador de fluxo (10) determina, com base nas variáveis ACF e SLC0, uma quantidade alvo CUSp para descarregamento de aparas, com base na qual a descarga de aparas é controlada. Assim, a variável CUSp é, ao mesmo tempo, um valor de regulação para a quantidade de aparas a serem alimentadas ao silo de aparas (6).

De acordo com a solução, a descarga de aparas é controlada com base na variável CUSP que expressa a quantidade alvo para a descarga de aparas de tal modo que o objectivo é manter a espessura da cama de aparas a ser descarregada para os transportadores (2 e 2') constante a todo o momento. Assim, a espessura da cama de aparas que se transporta na direcção de cada transportador no sistema de transporte mantém-se constante, pelo que a quantidade de aparas a ser alimentada para o silo de aparas (6) pode ser em primeiro lugar controlada pela alteração da velocidade do transportador de alimentação (5) . O que se segue a partir de uma alteração na velocidade do transportador de alimentação (5) é, por sua vez, que a velocidade de ambos os transportadores e os descarregadores (1 e 1') possam ser alterada correspondentemente para manter constante a espessura da cama de aparas descarregada para os transportadores. Assim, se a quantidade de aparas requerida para o silo de aparas (6) aumentar, a velocidade do transportador de alimentação (5) é aumentada, com base em que também a velocidade dos transportadores (2, 2') e do transportador comum (3) seja aumentada de tal modo que a espessura da cama de aparas nos transportadores permaneça constante. De um modo correspondente, se a quantidade de aparas requeridas para o silo diminuir, a velocidade do 13 transportador de alimentação (5) é diminuída, mas ao mesmo tempo, também a velocidade dos transportadores (2, 2') e do transportador comum (3) bem como a velocidade dos descarregadores (1 e 1') é diminuída de tal modo que a espessura da cama de aparas nos transportadores permaneça constante. Assim, de acordo com a solução, o sistema de transporte é considerado como um tubo no qual as aparas formam o que é chamado um escoamento de tampões, o qual preenche todo o volume do tubo, pelo que o fluxo de aparas, isto é, a alimentação de aparas para o silo de aparas (6) pode ser controlado com precisão pelo controlo da velocidade dos transportadores. Uma vez que as aparas de diferentes tipos podem ser transportadas nos transportadores (2 e 2'), é completamente possível que a velocidade de descarga dos descarregadores (1 e 1') e/ou as velocidades dos transportadores (2 e 2') sejam diferentes.

Neste exemplo, a espessura de uma cama de material formada por matéria sólida, isto é, aparas, refere-se à massa da matéria sólida por unidade de comprimento do transportador, onde a unidade de espessura é por exemplo [kg/m] , mas a espessura de uma cama de material formada por matéria sólida também pode referir-se ao volume do material por unidade de comprimento [m3/m] do transportador, isto é, de facto, a área de secção [m2] da cama de material. A velocidade S dos transportadores (2 e 2'), o transportador comum (3) e o transportador de alimentação (5) é assim controlado com base na variável CUSp que expressa a quantidade alvo para a descarga de aparas, que é, ao mesmo tempo, um valor de regulação para a quantidade de aparas a serem alimentadas no silo de aparas (6). Assim, a Figura 1 mostra em ligação com cada transportador um 14 controlador (13), o qual determina com base na variável CUSp uma variável de controlo de velocidade SCo especifica para o transportador em questão, de acordo com a qual a velocidade do motor M é controlada, de uma tal forma, que a quantidade de aparas a serem alimentadas para o silo (6) corresponde à quantidade alvo CUSp para a descarga de aparas. Uma vez que os transportadores (2 e 2'), o transportador comum (3) e o transportador de alimentação (5) estão situados em pontos diferentes do processo e transportam quantidades diferentes de aparas, é evidente que o funcionamento interno dos controladores (13) mostrados na Figura 1 difere uns dos outros, porque para cada transportador deve ser calculada uma variável de controlo de velocidade SCo que corresponda a esse transportador em particular. Contudo, para melhor compreensão, os controladores são identificados com a mesma referência numérica (13), porque os seus princípios de funcionamento e objectivos correspondem um ao outro. Correspondentemente, também a velocidade de descarga SU dos descarregadores (1 e 1') é assim controlada com base na variável CUSp que expressa a quantidade alvo para a descarga de aparas. Para esta finalidade, a Figura 1 mostra, em ligação com ambos os descarregadores (1 e 1'), um controlador (14), o qual é disposto para determinar a variável de controlo SUCo da velocidade de descarga SU do descarregador, de um tal modo, que independentemente da velocidade do transportador para o qual as aparas são descarregadas, uma cama de aparas de espessura constante é formada no transportador em questão; por outras palavras, quando se altera a velocidade S do transportador, também a velocidade de descarga SU do descarregador é alterada. 0 valor de regulação CSp da espessura da cama de aparas a ser descarregada para os transportadores (2 e 2') é determinado 15 com base na quantidade total de aparas a serem alimentadas no silo de aparas (6), e a quantidade de pasta química a ser fabricada. 0 valor de regulação CSp da espessura da cama de aparas pode variar de vez em quando devido a diferentes áreas de controlo de velocidade dos transportadores, por exemplo, mas também pode ser um valor constante fixado permanentemente, o qual é, por exemplo, determinado fixamente dentro do controlador (14) . É óbvio que, uma vez que os descarregadores (1 e 1') podem descarregar tipos ou graus de aparas diferentes uns dos outros, a quantidade de aparas descarregadas com os descarregadores (1 e 1') podem ser diferente de um para o outro. Contudo, para melhor compreensão, os controladores são identificados com a mesma referência numérica (14), porque os seus princípios de funcionamento e objectivos correspondem um ao outro.

Uma vantagem da solução é que é simples e fácil de implementar, porque quando o objectivo é manter a espessura da cama de aparas constante nos transportadores, a quantidade de aparas a serem alimentadas no silo de aparas (6) pode ser controlada apenas pela alteração da velocidade dos transportadores no processo de tratamento das aparas, porque então a quantidade de aparas a ser alimentada no silo de aparas (6) é directamente proporcional à velocidade dos transportadores. 0 ajuste da espessura da cama de aparas ser também constante elimina as demoras no sistema de transporte, porque a quantidade de aparas a ser alimentada pode ser rápida e precisamente controlada pela alteração da velocidade dos transportadores. Uma vez que alterar a espessura da cama de aparas é, relativamente ao controlo de nível do silo de aparas (6), uma perturbação, o ajuste da espessura da cama de aparas para ser constante, 16 também enfraquece estas perturbações realizadas ao longo do sistema de transporte.

Na solução anterior, é assumido que os coeficientes de eficiência dos descarregadores (1 e 1') permanecem constantes todo o tempo, por outras palavras, que os descarregadores (1 e 1') descarregam continuamente, uma tal quantidade de aparas de acordo com as suas variáveis de controlo SUco. Contudo, uma vez que o coeficiente de eficiência dos descarregadores pode variar por várias razões diferentes, bem como devido ao à possibilidade de as aparas se aglomerarem no Inverno, também o peso medido das aparas descarregadas nos transportadores pode ser tido em conta no controlo de velocidade dos descarregadores (1 e 1') . Na solução da Figura 1, isto é implementado por meio de correias que pesam (15) dispostas em ligação com os transportadores (2 e 2'). As correias que pesam (15) medem o peso Mcu das aparas que se movimentam nos transportadores (2 e 2'), sendo esta variável levada ao controlador (14) que controla a espessura da cama de aparas. Se o peso das aparas medido MCu não corresponde ao valor que deveria estar na base da variável de velocidade SUCo do descarregador, o funcionamento dos descarregadores (1 e 1') pode ser controlado com base no peso medido MCu da cama de aparas, de um tal modo que a espessura da cama de aparas corresponde ao valor desejado.

Quando é desejado que a quantidade de aparas que entra no silo de aparas (6) num futuro próximo seja conhecido com antecedência, a espessura da cama de aparas nos transportadores pode ser determinada com base na relação das velocidades dos descarregadores (1 e 1') e dos transportadores (2, 2', 3 e 5) . A espessura da cama das 17 aparas nos transportadores (2, 2', 3 e 5) é armazenada num perfil de cama de aparas (PROF) que expressa a variação na espessura da cama de aparas que acontecem na direcção longitudinal do transportador, cujo o perfil (PROF) é continuamente actualizado e enrolado com o mesmo ritmo que o dos transportadores. 0 cálculo do perfil é executado num membro de cálculo (16). A Figura 2 mostra esquematicamente a estrutura interna do membro de cálculo (16) utilizado no cálculo do perfil da cama de aparas nos transportadores (2 e 2')· 0 membro de cálculo (16) compreende uma memória amortecedora (17), na qual o perfil (PROF) é armazenado e onde o perfil (PROF) é enrolado para a frente com o mesmo ritmo que o transportador. A Figura 1 mostra, em ligação com cada transportador, um membro de cálculo (16), o qual determina o perfil da cama de aparas que se transporta no transportador em questão. A informação do perfil sobre a cama de aparas correspondente a cada transportador é transferida para o transportador que está próximo de cada tempo particular na direcção do movimento do fluxo de aparas. Por exemplo, a informação do perfil sobre a cama de aparas nos transportadores (2 e 2') é utilizada para determinar o perfil da cama de aparas que se movimenta no transportador comum (3), o qual, por sua vez, é utilizado para determinar o perfil da cama de aparas que se movimenta no transportador de alimentação (5). Novamente, para melhor compreensão, os membros de cálculo que calculam os perfis da cama de aparas que se movimentam nos diferentes transportadores são identificados com a mesma referência numérica (16) na Figura 1, porque os seus objectivos correspondem um ao outro, embora seja naturalmente óbvio que os seus funcionamentos internos sejam um pouco diferentes uns dos outros, dependendo dos seus locais no sistema de transporte. 18 0 perfil da cama de aparas determinado no membro de cálculo (16) também pode ser corrigido tendo como base a medição de resultados dados pela correia que pesa (15). Tal correcção do perfil da cama de aparas pode ser implementado nos membros de cálculo (18) mostrados na Figura 1. 0 perfil da cama de aparas no transportador de alimentação (5) é determinado com base no peso de aparas Mc medido pela correia que pesa (15) posicionada na extremidade inicial do transportador. 0 perfil determinado é posteriormente utilizado com a velocidade do transportador de alimentação para determinar o fluxo de aparas na extremidade inicial do transportador de alimentação (5). 0 fluxo de aparas na extremidade inicial do transportador de alimentação (5) é determinado no membro de cálculo (19). Por meio do perfil da cama de aparas o fluxo de aparas conhecido na extremidade final do transportador de alimentação (5) é utilizado, por sua vez, para expressar o fluxo de aparas que entra para o silo de aparas (6).

Com base no perfil (PROF) e na velocidade momentânea do transportador, um fluxo de aparas pode ser determinado num ponto aleatório do transportador, mesmo que a velocidade do transportador tenha entretanto sido alterada. Utilizando um perfil (PROF) que expressa a variação na espessura da cama de aparas é particularmente vantajoso quando o valor de regulação da espessura da cama de aparas deve ser alterado por determinada razão. Do mesmo modo, a quantidade de aparas que se transporta no transportador comum pode ser calculada no ponto de encontro dos transportadores com base nos perfis dos fluxos de paras nos transportadores (2 e 2'). Por meio dos perfis de fluxo de aparas (PROF) uma demora no controlo do nível do silo de aparas (6) é 19 eliminada, porque o fluxo de material na extremidade final do sistema de transportador pode ser determinado por meio dos perfis (PROF). Quando não existe demora, não existe um problema de estabilidade, e o controlo pode ser estruturado para ser rápido. 0 perfil da cama de aparas (PROF) que expressa a variação na espessura da cama de aparas, isto é, a variação na quantidade de aparas no transportador na direcção longitudinal do transportador. Uma vez que os tipos e graus de aparas a serem descarregadas para os transportadores pode variar, a informação sobre o tipo e/ou grau de aparas que se transporta no transportador podem ser combinadas com o perfil da cama de aparas (PROF) que expressa a variação na espessura da cama de aparas no transportador, neste caso a inter-relação dos diferentes tipos e/ou graus de aparas é conhecido a todo o momento num ponto aleatório do transportador. 0 exemplo da Figura 1 refere-se ao controlo da alimentação de matéria sólida de acordo com a invenção num processo de tratamento de aparas para o fabrico de pasta química, mas a invenção pode ser correspondentemente utilizada em outros processos de tratamento de um fluxo de matéria sólida. Um exemplo de um tal processo é a alimentação de combustível sólido para uma caldeira de potência em fábricas de energia que utilizam combustível sólido. Um segundo exemplo pode ser a alimentação de material de pedra, betão, asfalto ou material semelhante para um processo de trituração ou crivagem, armazenamento ou mistura de processos, onde os manterias de pedra triturados que têm inúmeros diferentes tamanhos de grão são misturados entre si. A trituração pode ser realizada com uma máquina de trituração a qual 20 compreende, por exemplo, uma britadeira primária compreendendo um triturador de mandíbula ou uma britadeira giratória primária e/ou uma segunda britadeira compreendendo uma britadeira de impacto ou cone. No processo de crivagem, a crivagem do material triturado pode ser realizada por, por exemplo, por um crivo de tambor, ou de vibração, enquanto os silos de armazenamento podem ser utilizados para armazenar. Por exemplo, em vez de uma correia de transporte, pode ser utilizado um transportador de fundo móvel para o tratamento de pedra. As vantagens da solução na alimentação de caldeiras de potência e nos processos de trituração e/ou de crivagem de material de pedra bem como no armazenamento correspondente aqueles alcançados num processo de tratamento de aparas apresentado no exemplo.

Tudo considerado, a solução apresentada possibilita um controlo muito preciso de um fluxo de material de matéria sólida na extremidade final do sistema de transporte. É também vantajoso mostrar o perfil do fluxo de material no visor utilizado pelo operador que monitoriza o sistema de transporte. Assim, o visor mostra graficamente a estrutura do sistema de transporte, pelo que o procedimento do fluxo de material no sistema de transporte pode ser facilmente ilustrado para o operador do sistema, o que facilita 0 trabalho do operador quando o processo é iniciado e finalizado e quando ocorrem perturbações. Além disso, o controlo de casos especiais, tais como alterações na velocidade do fluxo de material ou perturbações que ocorrem no descarregamento, tornam-se mais fáceis e é percebido em parte devido à estrutura de controlo. 21

Os desenhos e a descrição relacionada devem ser apenas destinadas a ilustrar a ideia da invenção. Os detalhes da invenção podem variar dentro do âmbito das reivindicações. Assim, embora de acordo com a Figura 1 todos os controladores e membros de cálculo sejam dispositivos descentralizados e unidades separadas umas das outras, é óbvio que as suas funções podem ser combinadas para serem implementadas com dispositivos comuns, mesmo que para tal, se requerido, uma extensão de todo o sistema de transporte e de descarregadores possa ser controlado e monitorizado através de um computador de processamento centralizado. 0 processamento da informação de medição e a determinação das variáveis de controlo requeridas para a solução são de um modo preferido executadas com software, embora as soluções implementadas meramente a nivel de hardware também possam ser usadas. Além disso, é óbvio que embora no exemplo acima a solução para controlar a matéria sólida seja ligada a um controlo de 3 pontos de um silo de aparas, a solução pode naturalmente ser usada também com outros princípios de controlo.

Lisboa, 24 de Outubro de 2006

Claims (22)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um método para controlar a alimentação de matéria sólida num processo que compreende, pelo menos, um ponto de descarga (UP) para matéria sólida, pelo menos, uma correia transportadora (2, 2', 3, 5) e, pelo menos, um ponto de alimentação (SP) para a matéria sólida, as matérias sólidas ao serem descarregadas no ponto de descarga (UP) a partir do local de armazenagem de matéria sólida para uma correia transportadora (2, 2'), a qual está disposta para transportar a referida matéria sólida quer directamente quer através de, pelo menos, uma outra correia transportadora (3, 5) para o ponto de alimentação (SP), o dito método que compreende: a determinação de um valor de regulação para a espessura de uma cama de material formada por matéria sólida a ser descarregada para a correia transportadora (2, 2'); o controlo da descarga da matéria sólida para a correia transportadora (2, 2') no ponto de descarga (UP) , de tal modo que a espessura da cama de material siga o referido valor de regulação; o controlo no ponto de alimentação (SP) da quantidade de matéria sólida a ser alimentada, através do controlo da velocidade (S) da correia transportadora (2, 2', 3, 5); caracterizado pelo facto de compreender ainda: a determinação de um perfil da cama de material (PROF) que exprima a variação na sua espessura da cama de material na direcção longitudinal da correia transportadora (2, 2', 3, 5) ; a determinação do fluxo de material que se desloca na correia transportadora (2, 2', 3, 5) com base no referido perfil (PROF). 2

2. Um método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a alimentação de matéria sólida no ponto de alimentação (SP) ao local de armazenagem de matéria sólida intermédio, o reservatório de armazenagem ou um processo de tratamento da matéria sólida, a partir dos quais, o local de armazenagem intermédio ou o reservatório de armazenagem, é descarregada a referida matéria sólida para tratamento adicional, ou a referida matéria sólida é descarregada passivamente para tratamento adicional, ou durante esse processo de tratamento a referida matéria sólida é adicionalmente tratada.

3. Um método de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a espessura da cama de material formada por matéria sólida ser a massa da matéria sólida por unidade de comprimento da correia transportadora (2, 2', 3, 5), o volume da matéria sólida por unidade de comprimento da correia transportadora (2, 2', 3, 5), ou a área da secção da cama de material formada por matéria sólida.

4. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por determinar uma quantidade alvo (CUSp) para a matéria sólida a ser alimentada ao local de armazenagem intermédio, ao reservatório de armazenagem ou o processo de tratamento, com base na quantidade de matéria sólida descarregada a partir do local de armazenagem intermédio ou da quantidade de matéria sólida tratada no processo de tratamento; controlar a quantidade de matéria sólida a ser alimentada no ponto de alimentação (SP) com base na quantidade alvo para a matéria sólida pelo ajustamento da velocidade(S)da correia transportadora (2, 2', 3, 5) com base na quantidade alvo (CUSp) para a matéria sólida, e 3 controlar a velocidade de descarga (SU) da matéria sólida descarregada para a correia transportadora (2, 2') no ponto de descarga (UP) com base na velocidade (S)da correia transportadora (2, 2'), de tal modo que a espessura da cama de material formada por matéria sólida descarregada na correia transportadora (2, 2') segue o valor de regulação determinado para a espessura da cama de material.

5. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o valor de regulação da espessura da cama de material da matéria sólida descarregada para a correia transportadora (2, 2') ser um valor constante fixado permanentemente.

6. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por definir um perfil de cama de material (PROF) que expressa a variação na espessura da cama de material da matéria sólida na correia transportadora (2, 2', 3, 5) na direcção longitudinal da correia transportadora (2, 2', 3, 5) com base na velocidade (S)da correia transportadora (2, 2', 3, 5) e na velocidade (SU) do descarregador (1, 1').

7. Um método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por definir a variável (Mcu, Mc) que expressa o peso da matéria sólida na correia transportadora (2, 2', 3, 5) ; e que actualiza o perfil (PROF) da cama de material formada por matéria sólida num ponto especifico da correia transportadora (2, 2', 3, 5) com base na variável (Mcu, Mc) que expressa o peso da matéria sólida na correia transportadora. 4

8. Um método de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por combinar o tipo de matéria sólida e/ou o grau de informação com o perfil da cama de material (PROF) exprimindo a variação na espessura da cama de material de matéria sólida na correia transportadora (2, 2', 3, 5) na direcção longitudinal da correia transportadora (2, 2', 3, 5) .

9. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a matéria sólida ser aparas e 0 local de armazenagem intermédio ser um silo de aparas (6) .

10. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a matéria sólida ser combustivel sólido e o processo de tratamento da matéria sólida ser uma caldeira de potência, onde a matéria sólida é combustada para produzir energia.

11. Um método de acordo com as reivindicações 1 a 8, caracterizado por a matéria sólida ser pedra, betão e/ou asfalto e o processo de tratamento da matéria sólida ser um processo de trituração, crivagem e/ou uma mistura de processos.

12. Um aparelho para controlar a alimentação de matéria sólida num processo que compreende, pelo menos, um ponto de descarga (UP) para matéria sólida, pelo menos, uma correia transportadora (2, 2', 3, 5) e, pelo menos, um ponto de alimentação (SP) para a matéria sólida, a matéria sólida ser disposta para ser descarregada no ponto de descarga (UP) a partir do local de armazenagem de matéria sólida para uma correia transportadora (2, 2'), a qual está disposta para transportar a referida matéria sólida quer 5 directamente quer através de, pelo menos, uma outra correia transportadora (3, 5) para o ponto de alimentação (SP), em que o aparelho é disposto para determinar um valor de regulação para a espessura de uma cama de material formada por matéria sólida a ser descarregada para a correia transportadora (2, 2'); para controlar a descarga da matéria sólida para a correia transportadora (2, 2') no ponto de descarga (UP) , de tal modo que a espessura da cama de material segue o referido valor de regulação; para controlar a quantidade de matéria sólida a ser alimentada no ponto de alimentação (SP), através do controlo da velocidade (S)da correia transportadora (2, 2', 3, 5) ; caracterizado pelo facto de ainda ser disposto para determinar um perfil da cama de material (PROF) que expressa a variação na espessura da cama de material na direcção longitudinal da correia transportadora (2, 2', 3, 5) ; para determinar o fluxo de material que se desloca na correia transportadora (2, 2', 3, 5) com base no referido perfil (PROF).

13. Um aparelho de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de no ponto de alimentação (SP) a matéria sólida ser disposta para ser alimentada ao local de armazenagem de matéria sólida intermédio, ao reservatório de armazenagem ou um processo de tratamento a partir dos quais, o local de armazenagem intermédio da referida matéria sólida é disposto para esta ser descarregada, ou a referida matéria sólida é disposta para descarregar passivamente para posterior tratamento, ou no qual o 6 processo de tratamento da referida matéria sólida é disposta para ser ainda tratada.

14. Um aparelho de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo facto de a espessura da cama de material formada por matéria sólida ser a massa da matéria sólida por unidade de comprimento da correia transportadora (2, 2', 3, 5), o volume da matéria sólida por unidade de comprimento da correia transportadora (2, 2', 3, 5), ou a área da secção da cama de material formada por matéria sólida.

15. Um aparelho de acordo com as reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo facto de o aparelho ser disposto para determinar uma quantidade alvo (CU sp) para a matéria sólida a ser alimentada ao local de armazenagem intermédio ou o processo de tratamento, com base na quantidade de matéria sólida que sai a partir do local de armazenagem intermédio ou do reservatório de armazenagem, ou da quantidade de matéria sólida tratada no processo de tratamento; o aparelho ser disposto para controlar a quantidade de matéria sólida a ser alimentada no ponto de alimentação (SP) pelo ajustamento da velocidade (S)da correia transportadora (2, 2', 3, 5) com base na quantidade alvo (CUSp) para a matéria sólida, e pelo facto de o aparelho ser disposto para controlar a velocidade de descarga (SU) da matéria sólida descarregada para a correia transportadora (2, 2') no ponto de descarga (UP) com base na velocidade (S)da correia transportadora (2, 2'), de tal modo que a espessura da cama de material formada por matéria sólida descarregada na correia transportadora (2, 7 2') segue o valor de regulaçao determinado para a espessura da cama de material.

16. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo facto de o valor de regulação da espessura da cama de material da matéria sólida descarregada para a correia transportadora (2, 2') ser um valor constante fixado permanentemente.

17. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo facto de o aparelho ser ainda disposto para definir um perfil de cama de material (PROF) que expressa a variação na espessura da cama de material da matéria sólida na correia transportadora (2, 2', 3, 5) na direcção longitudinal da correia transportadora (2, 2', 3, 5) com base na velocidade (S)da correia transportadora (2, 2', 3, 5) e na velocidade (SU) do descarregador (1, 1').

18. Um aparelho de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo facto de o aparelho compreender meios para determinar uma variável (Mc, MCu) que expressa o peso da matéria sólida na correia transportadora (2, 2', 3, 5); e pelo facto de o aparelho ser disposto para actualizar o perfil (PROF) da cama de material formada por matéria sólida num ponto especifico da correia transportadora (2, 2', 3, 5) com base na variável (MCu, Mc) que expressa o peso da matéria sólida na correia transportadora.

19. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 ou 18, caracterizado pelo facto de o aparelho ser disposto para combinar o tipo de matéria sólida e/ou o grau de informação com o perfil da cama de 8 material (PROF) exprimindo a variaçao na espessura da cama de material de matéria sólida na correia transportadora (2, 2', 3, 5) .

20. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 19, caracterizado pelo facto de a matéria sólida ser formada por aparas e por o local de armazenagem intermédio ser um silo de aparas (6] ) .

21. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 19, caracterizado pelo facto de a matéria sólida ser combustível sólido e pelo facto de o processo de tratamento da matéria sólida ser uma caldeira de potência, onde a matéria sólida é disposta para ser combustada para produzir energia.

22. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 19, caracterizado pelo facto de a matéria sólida ser pedra, betão e/ou asfalto e por o processo de tratamento da matéria sólida ser um processo de trituração, crivagem e/ou uma mistura de processos. Lisboa, 24 de Outubro de 2006