SU926474A1 - Способ автоматического регулировани процесса сушки сыпучих материалов - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматизации процессов сушки сыпучих материалов в конвективных сушильных установках, в которых сушка осуществляется путем обогрева сырого материала топочными газами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ автоматического регулирования процесса сушки путем измерения температуры отработанного сушильного агента, текущей влажности сырого и высушенного материала, определения разности между текущей влажностью сырого материала и заданным значением влажности высушенного материала, изменения расхода вторичного воздуха по полученной разности с коррекцией по текущей влажности высушенного материала и температуре отработанного сушильного агента и изменения расхода топлива £1 ]. ·

Недостатком способа является стабилизация влажности сухого материала изменением только расхода вторичного воздуха и, следовательно, низкое качество регулирования.

Цель изобретения - повышение точ-. ности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что расход топлива изменяют пропорционально полученной разности, которую сравнивают с заданным значением максимального расхода сушильного агента и при положительном знаке сравнения дополнительно регулируют расход сырого материала с коррекцией по его заданному значению, причем перед подачей на коррекцию расхода вторичного воздуха температуру отработанного сушильного агента дифференцируют.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит вращающийся барабан 1, по которому движется материал, попадающий в барабан по течке 2 с питателя 3 через весоизмеритель 4, разгрузочную камеру 5, через которую разгружается материал, и топку 6, в которой сгорает топливо, подаваемое по трубопроводу 7, трубопровод 8, по которому подается первичный воздух, обеспечивающий горение топлива, трубопровод 9, по которому подается вторичный воздух в камеру 10 смешения для обеспечения необходимого количества сушильного агента, дымосос 11 для эвакуирования су3 шильного агента, датчик 12 расхода топлива, установленный на трубопроводе 7, подключенный' на вход регулятора 13 соотношения, на второй вход которого подключен датчик 14 расхода первичного воздуха, установленный на 5 трубопроводе 8. Выход регулятора -13 соотношения, через исполнительный делитель 15, подключен к регулирующему органу 16, установленному на трубопроводе 8. Датчик 17 давления 10 подключен на вход регулятора 18 давления, который через исполнительный двигатель 19, подключен к регулируемому органу 20 дымососа 11, датчик 21 влажности сырого материала под- 15 ключей на вход блока 22 вычитания, на второй вход которого подключен выход задатчика 23 влажности высушенного материала, причем задатчик 23 влажности высушенного материала сво- 20 им выходом подключен также к корректирующему регулятору 24, на вход которого подключены выход датчика 25 влажности высушенного материала и термопары 26, через последовательно 25 включенный дифференцирующий блок 27, блок 22 вычитания через последовательно включенный управляемый усилитель 28 подключен на вход блока 29 выделения минимума и на вход блока .30 вычитания. ³⁰

На второй вход блока 29 выделения минимума и на второй вход блока, 30 вычитания подключен задатчик 31 максимального расхода сушильного аген- 35 та.

Выход блока 29 выделения минимума подключен на вход регулятора 32 расхода топлива и на вход регулятора . 33 расхода вторичного воздуха, на вто- 40 рой вход которого подключен выход корректирующего регулятора 24.

Выход регулятора 32 расхода топлива через исполнительный двигатель 34 подключен к регулирующему орга- 45 ну 35 подачи топлива, установленному на трубопроводе 7, а выход регулятора 33 расхода вторичного воздуха подключен через исполнительный двигатель. 36 к регулирующему органу jq 37 подачи вторичного воздуха, установленному на трубопроводе 9.

Выход блока 30 вычитания через последовательно включенный диод 38 .подключен на первый вход регулятора 55 расхода материала, на второй вход ³ которого подключен выход задатчика расхода материала, а на третий вход - датчик 41 веса, установленный на весоизмерителе 4.

Выход задатчика 40 расхода мате- ⁶⁰ риала подключен также на управляемый вход усилителя 28, а выход регулятора 39 расхода материала - к исполнительному двигателю 42, установленному на питателе 3. 65

Способ осуществляется следующим образом.

Сигнал датчика 17 подается на регулятор 18, который обеспечивает стабилизацию давления в топке 6, воздействуя через исполнительный двигатель 19 на регулирующий орган 20 дымососа 1 1 .

Сырой материал с питателя 3 через весоизмеритель 4 и течку 2 подается [внутрь вращающегося барабана 1, где он, обдуваемый сушильным агентом, отдает ему часть своей влаги. Отработанный агент удаляется дымососом 11, а высушенный материал разгружается в разгрузочную камеру 5.

Сушильный агент образуется при смешивании в камере 10 смешения вторичного воздуха, поступающего по трубопроводу 9, с топочными газами, образующимися в топке 6.

Для улучшения режима сгорания топлива, подача первичного воздуха в топку по трубопроводу 8 регулируется регулятором 13, на который поступают сигналы от датчиков 12”и 14.

В зависимости от расхода топлива, регулятор 13 изменяет подачу первичного воздуха, подключенный через исполнительный двигатель. 15 на регулирующий орган 16.

Влажность сырого материала, поступающего с питателя 3 в барабан 1, измеряется датчиком 21, от сигнала которого на блоке 22 вычитается сигнал задатчика 23.

Полученный разностный сигнал усиливается управляемым усилителем 28 и подается одновременно на блоки 29 и 30.

При величине сигнала на выходе усилителя 28 меньше сигнала от задатчика 31 на выходе блока 29 сигнал равен величине Сигнала, поступающего с усилителя 28.

Этот сигнал поступает на регуляторы 32 и 33.

Эти регуляторы, пропорционально разности влажности сырого материала и заданной влажности высушенного материала, устанавливают расход топлива и вторичного воздуха, воздействуя через исполнительные двигатели 34 и 36 на регулирующие органы 35 и 37.

Регулятор 39 стабилизирует загрузку барабана 1 материалом на уровне задания, определяемого сигналом задатчика 40, который сравнивается с сигналом датчика 41 и в зависимости от величины и знака рассогласования, регулятор 39 через исполнительный двигатель 42 изменяет подачу материала с питателя 3.

Сигнал с выхода блока 30 на регулятор 39 не проходит, так как величина сигнала н.а выходе усилителя 28 меньше величины сигнала от задатчика 31, и разностный сигнал на выходе блока 30 имеет отрицательный знак, что не позволяет ему пройти через диод 38 на регулятор 39.

Датчик 25 измеряет влажность материала на выходе из разгрузочной камеры 5, его сигнал -сравнивается 5 в корректирующем регуляторе 24 с сигналом от задатчика 23 и в зависимости от сигнала рассогласования, корректирующий регулятор 24 воздействует на регулятор 33, который черезЮ исполнительный двигатель 36 и регулирующий орган 37 изменяет подачу 1вторичного воздуха таким образом, чтобы влажность материала на выходе из барабана соответствовала задан- 15 ной задатчиком 23.

Термопара 26 измеряет температуру сушильного агента при выходе его из барабана, ее сигнал после прохождения через дифференцирующий блок 27 характеризует изменение влажности поступающего материала, так как при колебаниях влажности поступающего материала изменяется и температура сушильного агента на выходе из барабана. Этот сигнал позволяет корректирующему регулятору 24 с упреждением изменить расход вторичного воздуха.

Датчик 25 не мджет своевременно подать такой сигнал на корректирующий регулятор 24 из-за большого транспорт^® ного запаздывания вращающегося барабана.

Разностный сигнал на выходе блока 22 вычитания пропорционален количест-, ву влаги, которую необходимо выдепить*15 из материала, чтобы его высушить до заданной величины. Коэффициент пропорциональности определяется коэффициентом усиления управляемого усилителя 28, который устанавливается, 40 исходя из геометрических размеров барабана, и корректируется при изменении задания расхода материала сигналом от задатчика 40.

Этот сигнал подается на управля- 45 емый вход усилителя 28 и изменяет его коэффициент усиления таким образом, что большему сигналу с задатчика 40 соответствует больший коэффициент усиления. 50

При увеличении влажности поступающего с питателя 3 материала пропорционально увеличивается и количество сушильного агента, поступающего в барабан, однако расход топлива,а _ также скорость двигателя в барабане ·** сушильного агента ограничены, величина этого ограничения задается задатчиком 31.

При дальнейшем росте влажности поступающего материала сигнал на вы- 60 ходе усилителя 28 превысит сигнал с задатчика 31, а это приводит к тому, что на выходе блока 29 появится сигнал задатчика 31, в результате чего регуляторы 32 и 33 стабилизируют 65 расход воздуха и топлива на максимально допустимом уровне, а также на выходе блока 30 появится положительный сигнал, который пропускается диодом 38 и воздействует на ре,гулятор 39.

Регулятор 39 расхода материала уменьшает расход поступающего материала пропорционально разности текущей влажности сырого и заданного значения влажности высушенного материала, воздействуя на расход питателя 3 через исполнительный двигатель 42.

Корректирующий регулятор 24'в этом случае работает аналогично, т.е. в зависимости от сигналов датчика 25 ^влажности и термопары 26, корректирует подачу вторичного воздуха.

Дальнейшее увеличение текущей влажности сырого материала будет приводить к снижению расхода материала, поступающего в барабан.

При снижении влажности сырого материала , требующем расход сушильного агента меньше максимально допустимого, процесс сушки осуществляется путем изменения подачи топлива и вторичного воздуха пропорционально разности текущей влажности сырого и заданного значения влажности высушенного материала, с коррекцией по сигналам от датчика 25 и термопары 26. При этом загрузка барабана осуществляется на уровне задатчика 40.

Это позволяет сушить материал с большим диапазоном изменения влажности, снижает динамическую ошибку и повышает точность стабилизации влажности материала на выходе барабана.

Технико-экономическиМи преимуществами предлагаемого способа являются:

1. Более широкий диапазон изменения влажности сырого материала, при которой он может быть высушен до заданной величины за счет того, что процесс сушки осуществляют из- менением сушильного агента, а достиг нув его предельного значения, дальнейшую сушку осуществляют уменьшением подачи сырого материала в барабан .

2. Более высокая точность стабилизации заданной влажности материала на выходе барабана за счет того, что измеряют влажность сырого материала, из этой влажности вычитают заданную влажность сухого материала, и пропорционально полученной разности изменяют подачу сушильного агента (топлива и вторичного воздуха) или подачу материала в барабан, при этом коэффициент пропорциональности корректируют в зависимости от задания расхода материала.

3. Более простая конструкция барабана и более высокая надежность систеда·· за счет того, что не требуется установка термопары на вращающемся барабане.

Изобретение использовано в аппа- 5 ратуре комплексной автоматизации сушильного отделения обогатительной фабрики. Его применение позволит получить экономический эффект от внедрения одного комплекта аппарату- 10 ры до 175 тыс. рублей в год.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к автомати зации процессов сушки сыпучих материалов в ко.нвективных сушильных установках , в которых сушка осуществл етс  путем обогрева сырого материала топочными газами. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  сп соб автоматического регулировани  процесса сушки путем измерени  температуры отработанного сушильного агента, текущей влажности сырого и высушенного материала, определени  разности между текущей влажностью сырого материала и заданным значением влажности высушенногх) материала , изменени  расхода вторичного во духа по полученной разности с корре цией по текущей влажности высушенно го материала и температуре отработа ного сушильного агента и изменени  расхода топлива . Недостатком способа  вл етс  стабилизаци  влажности сухого материала изменением только расхода вторичного воздуха и, следовательно, низкое качество регулировани . Цель изобретени  - повышение точности регулировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что расход топлива измен ют пропорционально полученной разности, которую сравнивают с заданным значением максимального расхода сушильного агента и при положительном знаке сравнени  дополнительно регулируют расход сырого материсьла с коррекцией по его заданному значению, причем перед подачей на коррекцию расхода вторичного воздуха температуру отработанного сушильного агента дифференцируют. На чертеже представлена блок-схема устройства дл  осуществлени  способа . Устройство содержит вращающийс  барабан 1, по которому движетс  материал , попадающий в барабан по течке 2 с питател  3 через весоизмеритель 4, разгрузочную камеру 5, через которую разгружаетс  материал, и топку 6, в которой сгорает топливо, подаваемое по трубопроводу 7, трубопровод 8, по которому подаетс  первичный воздух, обеспечивающий горение топлива, трубопровод 9, по которому подаетс  вторичный воздух в камеру 10 смешени  дл  обеспечени  необходимого количества сушильного агента , дымосос 11 дл  эвакуировани  сушильного агента, датчик 12 расхода топлива, установленный на трубопрово де 7, подключенный на вход регул тора 13 соотношени , на второй вход ко торого подключен датчик 14 расхода первичного воздуха, установленный на трубопроводе 8. Выход регул тора -13 соотношени , через исполнительный делитель 15, подключен к регулирующему органу 16, установленному на трубопроводе 8. Датчик 17 давлени  подключен на вход регул тора 18 давлени , который через исполнительный двигатель 19, подключен к регулируемому органу 20 дымососа 11, датчик 21 влажности сьзрого материала подключен на вход блока 22 вычитани , на второй вход которого подключен выход задатчика 23 влажности высушен ного материала, причем эадатчик 23 влажности высушенного материала своим выходом подключен также к корректирующему регул тору 24, на вход которого подключены выход датчика 25 влажности высушенного материала и термопары 26, через последовательно включенный дифференцирующий блок 27, блок 22 вычитани  через последовательно включенный управл емый усилитель 2В подключен на вход блока 29 выделени  минимума и на вход блока 30 вычитани . На второй вход блока 29 выделени минимума и на второй вход блока 30 вычитани  подключен задатчик 31 мак симального расхода сушильного агента . Выход блока 29 выделени  минимум подключен на вход регул тора 32 рас хода топлива и на вход регул тора .3 расхода вторичного воздуха, на второй вход которого подключен выход корректируюадего регул тора 24. Выход регул тора 32 расхода топлива через исполнительный двигатель 34 подключен к регулирующему органу 35 подачи топлива, установленному на трубопроводе 7, а выход регул тора 33 расхода вторичного воздуха подключен через исполнительный двигатель.36 к регулирующему органу 37 подачи вторичного воздуха, установленному на трубопроводе 9. Выход блока 30 вычитани  через последовательно включенный диод 38 . подключен на первый вход регул тора 39расхода материала, на второй вхо которого подключен выход задатчика 40расхода материала, а на третий вход датчик 41 веса, установленный на весоизмерителе 4. Выход задатчика 40 расхода материала подключен также на управл емый вход усилител  28, а выход рег л тора 39 расхода материала - к исп нительному двигателю 42, установлен ному на питателе 3. Способ осуществл етс  следующим образом, Сигнал датчика 17 подаетс  на регул тор 18, который обеспечивает стабилизацию давлени  в топке 6, воздейству  через исполнительньлй двигатель 19 на регулирующий орган 20 дымососа 1 1 . Сырой материал с питател  3 через весоизмеритель 4 и течку 2 подаетс  внутрь вращающегос  барабана 1, где он, обдуваемь 1 сушильным агентом, отдает ему часть своей влаги. Отработанный агент удал етс  дымососом 11, а высушенный материал разгружаетс  в разгрузочную камеру 5. Сушильный агент образуетс  при смешивании в камере 10 смешени  вторичного воздуха, поступающего по трубопроводу 9, с топочными газами, образующимис  в топке 6, Дл  улучшени  режима сгорани  топлива , подача первичного воздуха в топку по трубопроводу 8 регулируетс  регул тором 13, на который поступают сигналы от.датчиков 14. В зависимости от расхода топлива, регул тор 13 измен ет подачу первичного воздуха, подключенный через исполнительный двигатель 15 на регулирующий орган 16. Влажность сырого материала, поступающего с питат.ел  3 в барабан 1, измер етс  датчиком 21, от сигнала которого на блоке 22 вычитаетс  сигнал задатчика 23. Полученный разностный сигнал усиливаетс  управл емым усилителем 28 и подаетс  одновременно на блоки 29 и 30. При величине сигнала на выходе усилител  28 меньше сигнала от задагчика 31 на выходе блока 29 сигнал равен величине сигнала, поступающего с усилител  28. Этот сигнал поступает на регул торы 32 и 33. Эти регул торы, пропорционально разности влажности сырого материала и заданной влажности высушенного материала , устанавливают расход топлива и вторичного воздуха, воздейству  через исполнительные двигатели 34 и 36 на регулирующие органы 35 и 37. Регул тор 39 стабилизирует загрузку барабана 1 материалом на уровне задани , определ емого сигналом задатчика 40, который сравниваетс  с сигналом датчика 41 и в зав симости от величины и знака рассогласовани , регул тор 39 через исполнительный двигатель 42 измен ет подачу матери-, ала с питател  3. Сигнал с выхода блока 30 на регул тор 39 не проходит, так как величина сигнала н.а выходе усилител  28 меньше величины сигнала от задатчика 31, и разностный сигнал на выходе блока 30 имеет отрицательный знак, что не позвол ет ему пройти через диод 38 на регул тор 39. Датчик 25 измер ет влажность материала на выходе из разгрузочной камеры 5, его сигнал -сравниваетс  в корректирующем регул торе 24 с сигналом от задатчика 23 и в зависимости от сигнала рассогласовани , корректирующий регул тор 24 воздействует на регул тор 33, чер исполнительный двигатель 36 и регулирующий орган 37 измен ет подачу Ьторичного воздуха таким образом, чтобы влажность материала на выходе из барабана соответствовала заданной задатчиком 23. Термопара 26 измер ет температуру сушильного агента при выходе его из барабана, ее сигнал после прохрждени  через дифференцирующий блок 27 характеризует изменение влажности поступающего материала, так как при колебани х влажности поступающего материала измен етс  и температура сушильного агента на выходе из барабана . Этот сигнал позвол ет корректи рующему регул тору 24 с упреждением изменить расход вторичного воздуха. Датчик 25 не может своевременно подать такой сигнал на корректирующи регул тор 24 из-за большого транспор ного запаздывани  вращающегос  барабана . Разностный сигнал на чыходе блока 22 вычитани  пропорционален количест ву влаги, которую необходимо выделит из материала, чтобы его высушить до заданной величины. Коэффици-ент пропорциональности определ етс  коэффициентом усилени  управл емого усилител  28, который устанавливаетс , исход  из геометрических размеров барабана, и корректируетс  при изменении задани  расхода материала сигналом от задатчика 40. Этот сигнал подаетс  на управл емый вход усилител  28 и измен ет его коэффициент усилени  таким образом , что большему сигналу с задатчика 40 соответствует больший коэффициент усилени . При увеличении влажности поступаю щего с питател  3 материала прюпорционально увеличиваетс  и к рличество сушильного агента, поступающего в барабан, однако расход топлива,а. также скорость двигател  в барабане сушильного агента ограничены, величи на этого ограничени  задаетс  задатчиком 31. При дальнейшем росте влажности поступающего материала сигнал на выходе усилител  28 превысит сигнал с задатчика 31, а это приводит к тому что на выходе блока 29 по витс  сигнал задатчика 31, в результате чего регул торы 32 и 33 стабилизируют расход воздуха и топлива на максимально допустимом уровне, а также на выходе блока 30 по витс  положительный сигнал, который пропускаетс  диодом 38 и воздействует на регул тор 39. Регул тор 39 расхода материала уменьшает расход поступающегоматериала пропорционально разности текущей влажности сырого и заданного значени  влажности высушенного материала , воздейству  на расход питател  3 через исполнительный двигатель 42. Корректирующий регул тор 24 в этом случае работает аналогично, т.е. в зависимости от сигналов датчика 25 ;Влажности и термопары 26, корректирует подачу вторичного воздуха. Дальнейшее увеличение текущей влажности сырого материала будет приводить к снижению расхода материала , поступ ощего в барабан. При снижении влажности сырого материала , требующем расход сушильного агента меньше максимально допустимого , процесс сушки осуществл етс  путем изменени  подачи топлива и вторичного воздуха пропорционально разности текущей влажности сырого и заданного значени  влажности высушенного материала, с коррекцией по сигналг1М от датчика 25 и термопары 26, При этом загрузка барабана осуществл етс  на уровне задатчика 40. Это позвол ет сушить материал с большим диапазоном изменени  влажности , снижает динамическую с аибку и повышает точность стабилизации влажности материала на выходе барабана . Технико-зкономически преимуществами предлагаемого способа  вл ютс : 1.Более широкий диапазон изме-нени  влажности сырого материала, при которой он может быть вы1:ушен до заданной величины за счет того, что процесс сушки осуществл ют из- . менением сушильного агента, а достиг нув его предельного значени , дальнейшую сушку осуществл ют уменьшением подачи сырого материала в барабан .
2. 2.Более вьтсоха  точность стабилизации заданной влажности материала на выходе барабана за счет того, что измер ют влажность сырого материала , из этой влажности вычитают заданную влажность сухого материала, и пропорционально полученной разности .измен ют подачу сушильного агента (топлива и вторичного воздуха) или подачу материала в барабан, при этом коэффициент пропорциональности корректируют в зависимости от зал ани  расхода материала.
3. 3. Более проста  конструкци  бар бана и более высока  надежность сис за счет того, что не требуетс  установка термопары на вращающемс  барабане. Изобретение использовано в аппаратуре комплексной автоматизации су шильного отделени  обогатительной фабрики. Его применение позволит получить экономический эффект от внедрени  одного комплекта аппарату ры до 175 тыс, рублей в год. Формула изобретени  Способ автоматического регулиров ни  процесса сушки сыпучих материалов путем измерени  температуры отработанного сушильного агента, текуадей влажности сырого и высушенного материала, определени  разности между текущей влажностью сырого мат риала и заданным значением влажност высушенного материала, изменени  расхода вторичного воздуха по полученной разности с коррекцией по текущей влажности высушенного материала и температуре отработанного сушильного агента и изменени  расхода топлива , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани , расход топлива измен ют .пропорционально полученной разности, которую сравнивают с заданным значением максимального расхода суидильного агента и при положительном экаке сравнени  дополнительно регулируют расход сырого материала с коррекцией по его заданному значению, причем перед подачей на коррекцию расхода вторичного воздуха температуру отработанного сушильного агента, дифференцируют. Источники информации,. прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 294531, кл. Р 26 В 25/22, 1969.