SE463178B - Foerfarande foer reglering av en anlaeggning foer vaermebehandling av material - Google Patents

Description

463 178 2 önskade värmedriftförhållandena för anläggningen. Vid exempelvis det ovan beskrivna kända, såsom utgångspunkt valda förfarandet för~reglering av värmebehandlingen kan temperaturen hos det värmeöverföringsmedel, som från brännkammaren strömmar in i anläggningens torkrum, ändras, när man ändrar bränsleförbruk- ningen för konstanthållning av värmeöverföringsmedlets tempera- tur vid utloppet, på grund av en ändring i utgångsmaterialets fysikaliska och kemiska egenskaper (exempelvis fukthalt, finför- delningsgrad, halt av organiska beståndsdelar o s v), varvid det inmatade värmeöverföringsmedlets temperatur kan bli högre än den tillåtna temperatur, som förinställes i beroende av anläggningens processtekniska driftförhållanden och tillåtna värmebelastning.

När det inmatade värmeöverföringsmedlets temperatur blir högre än nämnda tillåtna temperatur, störes processförhållan- dena, samtidigt som farliga driftförhållanden kan åstadkommas.

Vid exempelvis torkanläggningar med till varandra motströms ansluta överföringsrör för torkning av en fällning kan det material, som skall torkas, antändas i torkanläggningen, när inloppsarbetstemperaturen hos värmeöverföringsmedlet i över- föringsrörens förbränningskamrar är högre än 800°C.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för reglering av värmebehandlingen av material, som dels förhindrar att anläggningens värmedriftför- hållanden störes och dels säkerställer att anläggningen får högsta möjliga verkningsgrad; Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst ett förfarande för reglering av en anläggning för värmebehandling av material, vid vilket man mäter ett värmeöverföringsmedels temperatur vid utloppet från anläggningen, ändrar volymflödet hos bränsle, som tillförs för uppvärmning av värmeöverförings- medlet, och ändrar volymflödet hos det material, som inmatas i anläggningen för värmebehandling av detsamma, varvid man, enligt uppfinningen, mäter temperaturen hos det inmatade värmeöver- föringsmedlet vid anläggningens inlopp och ändrar bränslevolym- flödet i beroende av det inmatade värmeöverföringsmedlets temperatur så att denna hålls lika med ett förutbestämt värde, som ändras i beroende av ett värde med vilket värmeöverförings- 463 178 3 medlets temperatur vid utloppet överstiger en tillåten maximi- temperatur, på ett sådant sätt, att värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet inte kommer att vara högre än den tillåtna maximitemperaturen samt att materialets volymflöde hålls vid ett förutbestämt värde som ändras i beroende av ett värde, med vilket värmeöverföringsmedlets temperatur vid utlop- pet understiger en tillåten minimitemperatur, så att värmeöver- föringsmedlets temperatur vid utloppet inte kommer att vara lägre än den tillåtna minimitemperaturen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, som schematiskt visar en anordning för genom- förande av förfarandet enligt uppfinningen för reglering av värmebehandlingen av material samt en värmebehandlingsanlägg- ning.

Det värmebehandlingsförlopp, som är avsett att regleras medelst förfarandet enligt föreliggande uppfinning, består exempelvis i att materialet ifråga (exempelvis strömmande, pastaliknande material eller en lösning) införes i en ström av ett värmeöverföringsmedel, exempelvis en gas, som uppvärmts till en bestämd, för de ifrågavarande värmebehandlingsförhållandena erforderlig temperatur. I den så alstrade gassuspensionen sker värmeväxlings- och massabytesförlopp mellan gasen och materia- let, varigenom materialet finfördelas och torkas.

Förfarandet enligt uppfinningen för reglering av värme- behandlingen genomföres på följande sätt.

Man mäter temperaturen hos ett värmeöverföringsmedel, som inmatas i anläggningens arbetsrum, och jämför den med en förutbestämd temperatur, som bestämmes av dels den tillåtna högsta värmebelastningen 463 178 9 på rörledningan.genom vilka värmeöverföringsmedlet överföres, och dels de processtekniska värmebehandlingsförhållandena. Om den upp- mätta_temperaturen avviker från den förutbestämda, ändrar man vo- lymflödet hos bränsle, som införes i anläggningen för uppvärmning av värmeöverföringsmedlet, på ett sådant sätt, att det inmatade värmeöverföringsmedlets temperatur blir lika med den förutbestämda, varvid bränsleförbrukningen ökas eller minskas, när värmeöverförings- medlets temperatur blir lägre respektive högre än den förutbestämda.

Det är klart, att om värmebehandlingsanläggningen är försedd med minst två kanaler, i vilka materialet är avsett att blandas med värmeöverföringsmedlet,mäter man värmeöverföringsmedlets tempe- ratur vid inloppet i varje kanal, varvid den förutbestämda tempera- turen jämföres med det högsta av de uppmätta temperaturvärdena.

För att upprätthålla den optimala koncentration av gassuspen- sionen i anläggningens arbetsrum, som möjliggör det mest intensiva värmeväxlings- och massabytesförloppet mellan materialet och värme- överföringsmedlet, mäter man värmeöverföringsmedlets volymflöde, exempelvis genom mätning av tryckfallet i anläggningens arbetsrum, varvid man i beroende av det uppmätta volymflödet hos värmeöver- föringsmedlet ökar eller minskar materialets volymflöde vid utloppet, när värmeöverföringsmedlets volymflöde ökar respektive minskar.

Samtidigt mätes värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet, vilken temperatur indirekt karakteriserar det behandlade materialets kvalitet, exempelvis dess fukthalt, om värmebehandlingen genomföres för torkning av materialet, eller dess finfördelningsgrad, om värme- behandlingen sker för krossning av materialet, varvid man bestämmer om den uppmätta temperaturen är högre än den tillåtna maximitempera- turen. Värmeöverföringsmedlets tillåtna maximitemperatur vid utloppet förinställes i överensstämmelse med ettdera gränsvärdet av det be- handlade materialets aktuella parameten exempelvis dess minimala fukthalt eller maximala finfördelningsgrad, om torkning respektive krossning skall utföras.

Om värmeöverföringsmedlets uppmätta temperatur vid utloppet är högre än den tillåtna maximitemperaturen, minskar man det in- matade värmeöverföringsmedlets temperatur genom att i motsvarande grad minska bränsleförbrukningen tills värmeöverföringsmedlets tempe- ratur vid utloppet sjunker till den tillåtna maximala. Om värmeöver- föringsmedlets uppmätta temperatur vid utloppet inte är högre än den tillåtna maximala, ändras bränsleförbrukningen inte, varvid den för- blir i motsvarighet till det inmatade värmeöverföringsmedlets maxi- gu 5 D 465 178 mitemperatur.

Det inmatade.värmeöverföringsmedlets temperatur korrigeras alltså-kontinuerligt i beroende av det värde, med vilket värmeöver- föringsmedlets temperatur vid utloppet överstiger dess tillåtna maxi- mitemperatur.

Enligt en möjlig utföringsform av förfarandet enligt uppfin- ningen begränsar man,för att det behandlade materialets parametrar skall kunna upprätthållas inom bestämda gränser, värmeöverförings- medlets lägsta temperatur vid utloppet genom att denna jämföres med dess tillåtna minimitemperatur, som även förinställes genom att man utgår från det andra gränsvärdet av det behandlade materialets ifråga- varande parameter (d v s dess maximala fukthalt eller minimala fin- fördelningsgrad, om torkning respektive krossning skall utföras). Om värmeöverföringsmedlets uppmätta temperatur vid utloppet blir lägre än den tillåtna minimala, minskar man volymflödet hos det material, som skall behandlas så, att värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet ökar till den tillåtna maximala.

Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna förfarandet kan genomföras medelst en på ritningen visad anordning för automatisk reglering och användas vid exempelvis en anläggning med motriktade strålar för torkning av en fällning av avloppsvatten. Anläggningen innefattar axiellt anordnade brännkamrar 1, i vilka luft och bränsle inmatas, överföringsrör 2, en matarbehållare 3 för det material, som skall torkas, en utmatningskammare 4, en sorteringsanordning 5 och en cyklon 6. Bränsle är avsett att inmatas i brännkamrarna 1 för upp- värmning av ett gasformígt värmeöverföringsmedel medelst en manöver- anordning 7. Det material, som skall torkas, inmatas från matarbe- hållaren 3 i överföringsrören 2 genom en manöveranordning 8.

Anordningen för genomförande av förfarandet enligt uppfin- ningen innefattar dels en i ett parti mellan sorteringsanordningen 5 och cyklonen 6 anordnad temperaturgivare 9 för det utmatade värme- överföringsmedlet (d v s det utnyttjade värmeöverföringsmedlet), dels temperaturgivare 10 för det inmatade värmeöverföringsmedlet, vilka är anordnade vid inlopp i överföringsrören 2 framför de ställen, vid vilka materialet införes i rören 2, dels en givare 11 för avkänning av ett tryckfall, exempelvis över cyklonen 6, dels en volymflödesregu- lator 12 för materialet, dels en temperaturregulator 13 för det in- matade värmeöverföringsmedlet, dels en korrektionsregulator lä för reglering av materialets volymflöde, dels en korrektionsregulator 15 för reglering av det inmatade värmeöverföringsmedlets temperatur, 463 178 6 dels en förinställningsgivare 18 för förinställning av.värmeöver- föringsmedlets maximitemperatur vid utloppet, dels en förinställnings- givare_19 för förinställning av värmeöverföringsmedlets miminitempe- ratur vid utloppet, dels diodceller 20, 21 och dels ett väljarorgan 22. * Temperaturgivaren 9 för det utmatade värmeöverföringsmedlet är kopplad till första ingångar hos adderare 16 och 17, vilkas andra in- i gångar är kopplade till förinställningsgivarna 18 respektive 19.

Adderarens 16 utgång är genom diodcellen 20 kopplad till korrektions- temperaturregulatorns 15 ingång, medan adderarens 17 utgång genom diodcellen 21 år kopplad till ingången hos korrektionsregulatorn 14 för reglering av materialets volymflöde. Diodcellernas 20 och 21 in- kopplingspolaritet är så vald, att korrektionsregulatorns 14 ingång endast matas med en signal, när värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet är lägre än dess minimala, av utsignalen från förin- ställningsgivaren 19 förinställda temperatur, och att korrektionsre- gulatorns 15 ingång endast matas med en signal, när värmeöverförings- medlets temperatur vid utloppet är högre än dess maximala, av sig- nalen från förinställningsgivaren 18 förinställda temperatur.

Temperaturgivarna 10 för det inmatade värmeöverföringsmedlet är genom väljarorganet 22 kopplade till en första ingång hos temperatur- regulatorn 13 för reglering av det inmatade vårmeöverföringsmedlets temperatur, medan regulatorns 13 andra ingång är kopplad till ut- gången från korrektionsregulatorn 15 för reglering av det inmatade värmeöverföringsmedlets temperatur, vilken korrektionsregulator 15 är avsedd att ändra regulatorns 13 förinställningsläge. Regulatorns 13 utgång är kopplad till manöveranordningen 7, som är avsedd att inmata bränsle i brännkamrarna 1.

Tryckfallsgivaren 11, som kan utgöras av exempelvis en differen- tíaltryckmätare, är kopplad till en första ingång hos volymflödes- regulatorn 12 för materialet, varvid regulatorns 12 utgång är kopplad till manöveranordningen 8, genom vilken det material, som skall torkas, inmatas i överföringsrören 2. Korrektionsregulatorn 14 för reglering av materialets volymflöde, vars utgång år kopplad till den andra in- gången hos volymflödesregulatorn 12 för materialet, är avsedd att ändra regulatorns 12 förinstållningsläge.

Regulatorn 12 och korrektionsregulatorerna 14, 15 är exempelvis av proportionaltyp, medan regulatorn 13 är av proportional-integral- typ.

Den ovan beskrivna anordningen för genomförande av förfarandet ? 463 'i78 enligt uppfinningen fungerar på följande sätt.

Samtidigt som bränsle införes i brännkamrarna 1 (där det för- brännes), alstrar det en önskad arbetstemperatur och en önskad strömningshastighet hos värmeöverföringsmedlet i överföringsrören 2. Det material, som skall värmebehandlas, införes från matarbe- hållaren 3 genom manöveranordningen 8 i motriktade gasströmmar. Sam- tidigt som materialet träffas av gasströmmarna, finfördelas och tor- kas det. Sedan de motriktade strömmarna träffats, strömmar gassuspen- sionen genom utmatnings- eller utloppskammaren 4 in i sorteringsan- ordningen 5, där en grövre, otillräckligt torkad fraktion i fast fas avskiljes från en fin sådan.

Gassuspensionen med den torkade fina fraktionen strömmar från sorteringsanordningen 5 in i cyklonen 6, där det torkade materialet avskiljes från värmeöverföringsmedlet, som utmatas ur anläggningen.

Den av sorteringsanordningen 5 avskilda grövre, otillräckligt torkade (s k undertorkade) fraktionen blandas med utgângsmaterialet i matar- behållaren 3 och återinföres i överföringsrören 2.

Volymflödet hos det material, som införes i överföringsrören 2, styres i beroende av det av tryckfallsgivaren 11 uppmätta volymflödet hos den genom anläggningen strömmande gassuspensionen. Det önskade volymflödet hos det från matarbehållaren 3 utströmmande materialet förinställes medelst volymflödesregulatorn 12 och påverkningsanord- ningen 8, varvid volymflödet ökas eller minskas, när tryckfallet ökar respektive minskar, på ett sådant sätt, att den önskade halten fast fas i gassuspensionen upprätthålles i anläggningens arbetsrum.

Det från kamrarna 1 utströmmande värmeöverföringsmedlets tempe- ratur mätes av givarna 10 och hålles lika med den förutbestämda medelst regulatorn 13, som är avsedd att styra manöveranordningen 7, med vars hjälp bränsleförbrukningen ändras. Väljarorganet 22 överför den ena av de båda, av givarna 10 avgivna signalerna, som motsvarar den högre temperaturen, till regulatorns 13 ingång, vilket förhindrar att temperaturen hos det inmatade värmeöverföringsmedlet i något av överföringsrören 2 blir avsevärt högre än den förutbestämda. Om värme- överföringsmedlets temperatur i någotdera överföringsröret 2 blir högre eller lägre än den förutbestämda, minskar respektive ökar re- gulatorn 13 bränsleförbrukningen så, att det inmatade värmeöverförings medlets temperatur blir lika med den förutbestämda. Regulatorns 13 förinställningsläge ändras medelst temperaturgivaren 9 för det ut- matade värmeöverföringsmedlet, adderaren 16, förinställningsgivaren 18 för det utmatade värmeöverföringsmedlets maximitemperatur, diod- 465 178 8 cellen 20 och korrektionsregulaborn 15. Adderaren 16 är avsedd att be- stämma en avvikelse hos värmeöverföringsmedlets momentantemperatur vid utloppet från det av förinställningsgivaren 18 förinställda värdet.

Diodcellen 20 släpper i detta fall endast igenom en sådan signal från adderaren 16 till korrektionsregulatorn 15, som motsvarar att värme- överföringsmedlets temperatur är högre än den av förinställningsgiva- ren 18 förinställda temperaturen. När signalen matas till ingången hos korrektionsregulatorn 15, ändrar denna temperaturregulatorns 13 förinställningsläge tills värmeöverföringsmedlets temperatur vid ut- loppet_sjunker till den förinställda tillåtna maximitemperaturen. Om signalen inte uppträder över korrektionsregulatorns 15 ingång, ändrar regulatorn 15 inte förinställningsläget hos regulatorn 13, som upp- rätthåller det inmatade värmeöverföringsmedlets förinställda maximi- temperatur.

För att förhindra att fukthalten i det färdiga torkade mate- rialet ökar avsevärt, exempelvis genom ökning i fukthalten i det ma- terial, som från matarbehållaren 3 inmatas i anläggningen, vilket kan leda till att värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet blir lägre än den tillåtna minimitemperaturen, ökar anordningen värmeöver- föringsmedlets temperatur vid utloppet genom minskning av den mängd material, som inmatas i anläggningen. Begränsningen av värmeöverförings- medlets minimitemperatur vid utloppet i överensstämmelse med den högsta fukthalten i det medelst anläggningen behandlade materialet genomföras medelst en krets, som innefattar dels adderaren 17, som är avsedd att matas med utsignalen från temperaturgivaren 9 för det utmatade värme- överföringsmedlet, dels förinställningsgivaren 19, vars utsignal är avsedd att förinställa värmeöverföringsmedlets tillåtna minimitempera- tur vid utloppet, dels diodcellen 21 och dels korrektionsregulatorn 12 för materialets volymflöde, genom ändring av förinställningsläget hos volymflödesregulatorn 12 för materialet. Adderaren 17 bestämmer en avvikelse i värmeöverföringsmedlets momentantemperatur vid utloppet från det av förinställningsgivaren 19 förinställda minimivärdet.

Korrektionsregulatorn 1Ä mottager via diodcellen 21 utsignalen från adderaren 17 endast när den av givaren 9 uppmätta temperaturen är lägre än det av förinställningsgivaren 19 förinställda värdet. När signalen uppträder över korrektionsregulatorns 1H ingång, ändrar regulatorn 14 förinställningsvärdet hos volymflödesregulatorn 12 för materialet tills värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet blir lika med det av förinställningsgivaren 19 förinställda värdet. Ifall signalen inte överföres från diodcellen 21 till korrektionsregulatorns 1Ä ingång,

Claims (1)

1. 465 178 9 ändrar regulatorn 14 inte föringställningsläget hos regulatorn 12, som upprätthåller denönskade halten fast fas i i gassuspen- sioñen i anläggningen. Förfarandet enligt uppfinningen säkerställer alltså att anläggningen arbetar funktionssäkert med maximiverkningsgraden och bidrar samtidigt till högre värmebehandlingskvalitet genom minskning av spridningen i det behandlade materialets paramet- rar. Anordningen för automatisk reglering, som är avsedd för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen, kan utföras med konventionella komponenter för automatisk reglering samt med inom datortekniken användbara komponenter. P a t e n t k r a v Förfarande för reglering av en anläggning för värmebehand- ling av material, vid vilket man mäter ett värmeöverförings- medels temperatur vid utloppet från anläggningen, ändrar volym- flödet hos bränsle, som tillförs för uppvärmning av värmeöver- föringsmedlet, och ändrar volymflödet hos det material, som inmatas i anläggningen för värmebehandling av detsamma, k ä n - n e t e c k n a t a v att man mäter temperaturen hos det inmatade värmeöverföringsmedlet vid anläggningens inlopp och ändrar bränslevolymflödet i beroende av det inmatade värmeöver- föringsmedlets temperatur så att denna hålls lika med ett förutbestämt värde, som ändras i beroende av ett värde med vilket värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet över- stiger en tillåten maximitemperatur, på ett sådant sätt, att värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet inte kommer att vara högre än den tillåtna maximitemperaturen samt att materia- lets volymflöde hålls vid ett förutbestämt värde som ändras i beroende av ett värde, med vilket värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet understiger en tillåten minimitempera- tur, så att värmeöverföringsmedlets temperatur vid utloppet inte kommer att vara lägre än den tillåtna minimitemperaturen.