SU972207A1

SU972207A1 - Method for automatically controlling thermal conditions of rotary kilns

Info

Publication number: SU972207A1
Application number: SU813270588A
Authority: SU
Inventors: Юрий Филимонович Гончаров; Аркадий Алексеевич Манжетов; Борис Иосифович Синчук; Михаил Ефремович Ятко; Николай Васильевич Барышников; Алексей Максимович Казбан; Абдужабар Катаев; Гиесидин Файезович Файезов; Анатолий Анатольевич Мыльцин; Анатолий Семенович Деревянко
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1981-04-13
Publication date: 1982-11-07

Description

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ(54) METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF THE HEAT MODE OF ROTATING FURNACE

1one

Изобретение относитс к автоматизации вращающихс печей дл обжига, сущки материалов и получени гранулированных материалов .This invention relates to the automation of rotary kilns, the substance of materials and the production of granular materials.

Известен способ управлени процессом обжига материалов в муфельных вращающихс печах, включающий стабилизацию температуры и количества подаваемых дл обогрева печи дымовых газов, скорости выхода из муфел технологических газов и стабилизацию температуры технологических газов путем изменени уровн стабилизации загрузки щихты. При этом уровень стабилизации температуры технологических газов измен ют по величине отклонени температуры материала, выгружаемого из печи, от заданной 1.A known method of controlling the firing process in muffle rotary kilns involves stabilizing the temperature and the amount of flue gases supplied to heat the furnace, the speed of the exit from the muffles of process gases and stabilizing the temperature of the process gases by changing the stabilization level of the charge. At the same time, the level of stabilization of the temperature of the process gases is varied by the magnitude of the deviation of the temperature of the material discharged from the furnace from the specified value 1.

Однако при данном способе управлени имеют место значительные отклонени температуры в печи (25°С) со стороны загрузки исходного сырь в переходном режиме, что отрицательно сказываетс на качестве материала , а это не позвол ет увеличить выход готовой продукции выще 55%.However, with this control method, there are significant temperature deviations in the furnace (25 ° C) on the side of loading the feedstock in a transient mode, which negatively affects the quality of the material, and this does not allow an increase in the yield of finished products higher than 55%.

Известен также способ автоматического регулировани процесса кальцинации во вращающихс содовых печах, осуществл емыйThere is also known a method for automatically controlling the calcination process in rotary soda furnaces, carried out

путем изменени расхода топлива, причем расход топлива на горелки, расположенные на начальном участке барабана со стороны загрузки бикарбоната, поддерживают посто нным, а расход топлива на горелки, расположенные в хвостовой части барабана, измен ют в зависимости, например, от расхода , состава карбоната натри и теплового удлинени барабана 2.by varying the fuel consumption, the fuel consumption of the burners located in the initial part of the drum from the bicarbonate loading side is kept constant, and the fuel consumption of the burners located in the tail end of the drum is changed depending on, for example, the consumption of sodium carbonate and thermal elongation of the drum 2.

Основным недостатком данного способа вл етс изменение температуры в пределах ±30°С со стороны выгрузки готового продукта из печи при изменении состава карбоната натри , что приводит к уменьшению выхода готовой продукции на 20%.The main disadvantage of this method is a change in temperature within ± 30 ° C from the discharge of the finished product from the furnace when the composition of sodium carbonate changes, which leads to a decrease in the yield of finished products by 20%.

Наиболее близким к предлагаемому по 15 технической сущности вл етс способ автоматического регулировани процесса кальцинации во вращающихс печах, заключающийс в изменении подачи топлива и воздуха в зависимости от температуры отход щих газов и подачи сырь , причем подачу ° сырь осуществл ют в зависимости от алгебраической суммы температур в зоне кальцинации и на выходе продукта 3.The closest to the proposed technical essence is the method of automatic control of the calcination process in rotary kilns, which consists in changing the supply of fuel and air depending on the temperature of the exhaust gases and the supply of raw materials, and the raw materials are supplied depending on the algebraic sum of temperatures calcification zone and product outlet 3.

Основным недостатком известного способа вл етс то, что основное регулирующее воздействие осуществл етс по отклонению температуры в печи со стороны загрузки исходного материала. Вращающа с печь по каналу изменени температуры в печи со стороны загрузки при изменении производительности или температуры в печи со стороны выгрузки вл етс объектом с большой величиной посто нной времени (пор дка 20 мин), поэтому управление по отклонению температуры приведет к уменьшению выхода готовой продукции на 20%. Цель изобретени - повышение выхода гранулированного готового продукта. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу автоматического управлени тепловым режимом вращающейс печи путем подачи сырь , изменени подачи топлива и воздуха в зависимости от температуры отход щих газов, суммарный заданный расход воздуха поддерживают изменением расхода вторичного воздуха, подаваемого в печь со стороны выгрузки, с коррекцией суммарного заданного расхода воздуха по величине отклонени температуры от заданного значени в печи со стороны загрузки . Температура в печи со стороны выгрузки поддерживаетс изменением расхода топлива и первичного воздуха на его горение, а со стороны загрузки - изменением расхода вторичного воздуха, т. е. температура в печи со стороны загрузки зависит от количества и температуры отход щих газов. Схема управлени температурой в печи со стороны загрузки построена таким образом , что регулирование температурой в печи со стороны выгрузки не вызывает изменени температуры в печи со стороны загрузки. Это достигаетс тем, что поддерживаетс заданный суммарный расход воздуха. При изменении расхода первичного воздуха регул тор суммарного расхода воздуха измен ет расход вторичного воздуха, при этом суммарный расход воздуха остаетс заданный , т. е. количество отход щих газов не измен етс . Дл компенсации колебаний неконтролируемых параметров (состав влажности исходного продукта и др.), а также временного дрейфа параметров, например коэффициента теплоотдачи, износа футеровки и других , вли ющих на температуру в печи со стороны загрузки, суммарный заданный расход воздуха корректируют по температуре в печи со стороны загрузки. Экспериментально показано, что при изменении температуры в печи со стороны выгрузки на ±30°С, например при изменении калорийности топлива, температура в печи со стороны загрузки изменитс на ±25°С. Колебание температур в указанном диапазоне приводит к понижению выхода товарной фракции на 20%. На чертеже изображено устройство, по сн ющее предлагаемый способ. Пример. В соответствии с технологическими требовани ми в процессе гранул ции влажный исходный продукт (паста) поступает в печь 1, где t 200°С, а готовые товарные фракции выгружаютс из печи 1 при t 800°С. Тепловой режим вращающейс печи 1 определ етс в основном температурой в печи со стороны выгрузки и загрузки. Дл управлени температурой в печи 1 со стороны выгрузки максимальный расход газа составл ет 80 и расход первичного воздуха 800 , а дл управлени температурой со стороны загрузки максимальный расход вторичного воздуха составл ет 1000 . Суммарный расход воздуха при этом составит 1800 мз/ч. При изменении, например уменьшении, температуры в печи 1 со стороны выгрузки на 10°С на вход регул тора 2 температуры поступает сигнал с измерител 3 температуры , выход с регул тора 2 через регулирующий клапан 4 увеличивает расход газа примерно на 3 . При этом сигнал с измерител 5 расхода газа и измерител 6 расхода первичного воздуха поступает на вход регул тора 7 соотношени расходов газ-первичный воздух. Сигнал с выхода регул тора 7 соотношени через регулирующий клапан 8 увеличивает расход первичного воздуха на 30 . При этом температура в печи 1 со стороны выгрузки возвращаетс к заданному значению. Сигналы с измерителей б и 9 расхода первичного воздуха и вторичного воздуха соответственно поступают на вход сумматора 10. Сигнал с сумматора 10 поступает на вход регул тора 11 суммарного воздуха, соединенного также с измерителем 12 температуры. Сигнал с выхода регул тора 11 суммарного расхода воздуха поступает на регулирующий клапан 13 и уменьшает расход вторичного воздуха на 30 . Тем самым суммарный расход воздуха возвращаетс к заданному значению и температура в печи со стороны загрузки не измен етс . При увеличении температуры в печи 1 со стороны выгрузки на 10°С соответственно уменьщаетс расход газа примерно на 3 , первичного воздуха на 30 . и увеличиваетс расход вторичного воздуха на 30 мз/ч. При изменении, например, уменьшении, температуры в печи 1 со стороны загрузки на 10°С на вход регул тора 11 суммарного воздуха поступает корректирующий сигнал с измерител 12 температуры, сигнал с выхода регул тора 11 через регулирующий клапан 13 увеличивает расход вторичного воздуха на 50 . При этом суммарное количество воздуха увеличиваетс на 50 и температура в печи 1 со стороны загрузки возвращаетс к заданному значению, так как зависит от количества и температуры отход щих газов.The main disadvantage of the known method is that the main regulating influence is carried out by the deviation of the temperature in the furnace from the loading side of the source material. A rotary kiln through the channel temperature changes in the kiln from the loading side when the output or temperature in the kiln is changed from the discharge side is an object with a large constant time value (about 20 minutes), therefore, the control on temperature deviation will reduce the yield of finished products to 20%. The purpose of the invention is to increase the yield of the granulated finished product. The goal is achieved by the fact that according to the method of automatic control of the thermal mode of a rotary kiln by supplying raw materials, changing the supply of fuel and air depending on the temperature of exhaust gases, the total specified air flow rate is maintained by changing the flow rate of secondary air supplied to the kiln from the discharge side, with correction the total predetermined air flow rate according to the magnitude of the temperature deviation from the predetermined value in the furnace on the loading side. The temperature in the furnace on the discharge side is maintained by changing the fuel consumption and the primary air for its combustion, and on the loading side it is maintained by changing the secondary air flow, i.e. the temperature in the furnace on the loading side depends on the quantity and temperature of the exhaust gases. The furnace temperature control scheme on the load side is designed in such a way that temperature control in the kiln on the discharge side does not cause a temperature change in the kiln on the load side. This is achieved by maintaining a predetermined total air flow. When the primary air flow rate changes, the total air flow controller changes the secondary air flow rate, while the total air flow rate remains fixed, i.e., the amount of exhaust gases does not change. To compensate for the fluctuations of uncontrolled parameters (the composition of the moisture content of the initial product, etc.), as well as temporal drift of parameters, such as heat transfer coefficient, liner wear, and other parameters affecting the temperature in the furnace from the charge side, the total specified air flow is adjusted by the temperature in the furnace side boot. It was experimentally shown that when the temperature in the furnace changes on the discharge side by ± 30 ° C, for example, when the caloric content of the fuel changes, the temperature in the furnace on the charge side changes by ± 25 ° C. Fluctuation of temperatures in the specified range leads to a decrease in the yield of the product fraction by 20%. The drawing shows a device explaining the proposed method. Example. In accordance with the technological requirements of the granulation process, the wet starting material (paste) enters the furnace 1, where t is 200 ° C, and the finished product fractions are discharged from furnace 1 at t 800 ° C. The thermal conditions of the rotary kiln 1 are determined mainly by the temperature in the furnace on the discharge and charge side. For controlling the temperature in the furnace 1 on the discharge side, the maximum gas flow is 80 and the primary air flow is 800, and for temperature control on the load side the maximum secondary air flow is 1000. The total air flow in this case will be 1800 m3 / h. When the temperature in the furnace 1 changes, for example, from the discharge side by 10 ° C, the input from the temperature controller 2 receives a signal from the temperature meter 3, and the output from the controller 2 through the control valve 4 increases the gas flow by about 3. In this case, the signal from the gas flow meter 5 and the primary air flow meter 6 is fed to the input of the regulator 7 of the ratio of gas flow rates to the primary air. The signal from the output of the regulator 7 ratio through the control valve 8 increases the flow rate of primary air by 30. In this case, the temperature in the furnace 1 on the discharge side returns to the set value. Signals from meters b and 9 of the primary air flow rate and secondary air, respectively, are fed to the inlet of the adder 10. The signal from the adder 10 is fed to the inlet of the total air regulator 11, also connected to the temperature meter 12. The signal from the output of the regulator 11 total air flow enters the control valve 13 and reduces the flow of secondary air by 30. Thus, the total air flow returns to the desired value and the temperature in the furnace on the loading side does not change. With an increase in temperature in the furnace 1 on the discharge side by 10 ° C, the gas flow rate decreases by approximately 3, of the primary air by 30. and the secondary air flow rate is increased by 30 m3 / h. When changing, for example, a decrease in the temperature in the furnace 1 from the loading side by 10 ° C, a correction signal from the temperature gauge 12 is sent to the input of the total air regulator 11, the signal from the output of the regulator 11 through the control valve 13 increases the secondary air flow by 50. In this case, the total amount of air increases by 50 and the temperature in the furnace 1 on the loading side returns to the desired value, since it depends on the quantity and temperature of the exhaust gases.

При увеличении температуры в печи 1, со стороны загрузки на 10°С соответственно уменьшаютс расход вторичного воздуха на 50 и суммарный расход воздуха на 50 мз/ч.When the temperature in the furnace 1 increases, from the loading side by 10 ° C, the flow rate of secondary air is reduced by 50 and the total air flow rate by 50 m3 / h.

Проверка предлагаемого способа в опытно-промышленных услови х подтверждает возможность стабилизации температурного режима вращающейс печи с точностью ± 1,5%, что позвол ет увеличить выход продукта -заданного грансостава с 55 до 75%.Verification of the proposed method in experimental-industrial conditions confirms the possibility of stabilizing the temperature regime of a rotating furnace with an accuracy of ± 1.5%, which allows increasing the yield of the product specified composition from 55 to 75%.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 408124, cl. From 22 to 43/00, 1972.

2. USSR author's certificate number 385914, cl. F 27 B 7/00, 1971.

3. USSR author's certificate

No. 444928, cl. F 27 B 7/00, G 05 D 27/00, 1971.