1. Общая часть

1.1. Краткая характеристика цементной обжиговой печи

На цементном заводе АО «Central Asia Cement», процесс обжига клинкера реализуется в двух печных агрегатах – вращающихся печах.

Вращающаяся печь – это полый барабан, сваренный из стальных обечаек, выложенный изнутри огнеупорной футеровкой. Корпус печи, расположенный наклонно (4⁰) к горизонту, вращается вокруг продольной оси со скоростью 1 оборот за 38 секунд и более в зависимости от требуемой производительности печи. Длина каждой из печей составляет 100 метров, диаметр 3,6 метра.

В верхнюю (загрузочную) часть печи подаётся сырьевая смесь – шлам, а в нижнюю (разгрузочную) – головку подаётся через горелку природный газ, служащий основным видом топлива для данной печи. Благодаря вращению и наклону корпуса сырьевая смесь движется по направлению к разгрузочной головке печи, по пути оседает и выпаривается на цепной завесе, далее обжигается при высокой температуре и через систему рекуператоров попадает на транспортёрную линию. Далее полученный клинкер. следует на перемалывание с добавками и получение цемента.

Так же печной агрегат, помимо печи, включает в себя:

- питатель шлама, с помощью которого в печь непрерывно подаётся сырьевая смесь;

- дымосос, преодолевающий аэродинамическое сопротивление всего газового тракта агрегата и обеспечивающий оптимальную тягу, при которой процессы испарения, подогрева и обжига материала протекают с необходимой интенсивностью;

- пылеулавливающие устройства – пылеосадительную (пыльную) камеру и электрофильтр, которые обеспечивают требуемую степень обеспыливания печных газов перед выбросом в атмосферу;

- систему привода во вращение – редуктор, опорные подшипники, электродвигатель;

- систему смазки и охлаждения;

- контрольно-измерительные и регулирующие приборы и аппаратуру, которые позволяют с одного пункта контролировать процессы, протекающие в отдельных механизмах, устройствах, частях и зонах печи, а так же регулировать интенсивность этих процессов и управлять всем печным агрегатом на дистанции из указанного пункта;

- автоматику безопасности, предназначенную для автоматической отсечки топлива (газа поступающего на горелку печи), при возникновении аварийной ситуации.

Централизованное управление печными агрегатами и вспомогательными механизмами осуществляется с рабочего места машиниста, на котором установлены щиты с контрольно-измерительными приборами и регулирующей аппаратурой. Машинист следит за процессами, протекающими в печи, и при необходимости, предпринимает меры для их оптимизации.

1.2. Функциональная схема системы кип обжиговой печи

Система КИП процесса обжига це­ментного клинкера во вращающейся печи базируется на качест­венном контроле параметров процесса, который осуществляется специальными или серийно изготавливаемыми средствами.

Разработанные и испытанные в цементной промышленности системы автоматического регулирования, построены на использо­вании косвенной информации о технологическом состоянии мате­риала в различных зонах печи по его температуре.

Схемы систем КИПиА вращающихся печей во многом зависят от способа производства, вида топлива, типов агрегатов и габаритов печей. Кроме того, технологические и теп­лотехнические процессы, протекающие во вращающихся печах, характеризуются многообразием и сложной взаимосвязью, что су­щественно затрудняет создание эффективной схемы автоматизации [2].

Основные возмущения, влияющие на протекание процесса об­жига, вызываются изменениями расхода, физических свойств и хи­мического состава сырьевой смеси, топлива и воздуха, поступаю­щего на его горение. Изменение свойств и состава сырьевой смеси и топлива зависят от работы подготовительных участков, поэтому для автоматического регулирования процесса обжига необходимо предварительно максимально ограничить диапазон изменения этих возмущений, во всяком случае, обеспечить их значения, ограни­ченные пределами, указанными в технологической карте завода [3].

Функциональная схема системы КИП обжиговой печи цементного завода АО «Central Asia Cement», изображена на рисунке 1. Схема обеспечивает контроль и регулирование технологических параметров, предусматривает возможность дистанционного управле­ния механизмами, обеспечивающими поддержание заданного температурного режима.

Рис. 1 Функциональная схема системы КИП обжиговой печи цементного завода АО «Central Asia Cement»,

При работе вращающихся печей контролируют следующие па­раметры:

- температуру в зоне кальцинирования, за цепной завесой, в пылеосадительной (пыльной) камере, газов перед электрофильтрами (в левом и правом карманах пыльной камеры), отходящих газов (перед дымососом);

- разрежение в головке печи, в пыльной камере, перед жалюзями дымососа;

- расход и давление газа;

- давление масла в системе смазки редуктора;

- расход шлама (сырья).

Измерение температур осуществляется при помощи первичных преобразователей (датчиков) - термопар и термосопротивлений. Измерение давлений и разрежений – с помощью преобразователей давления в унифицированный электрический сигнал. Расход газа – при помощи дифференциального манометра.

Измерение и регулирование расхода шлама реализуется при помощи электромагнитного расходомера и ПИД-регулятора, который воздействует на исполнительный механизм, находящийся в зацеплении с подвижным гусаком.

Показывающие и регистрирующие приборы, подключенные к датчикам и находящиеся на расстоянии, являются вторичными.

Схема предусмат­ривает:

- автоматическое переключение системы смазки редуктора с одного маслонасоса на другой при понижении либо повышении давления масла;

- автоматику безопасности - отсечку (отключение) газа при снижении его давле­ния ниже допустимого значения, при недопустимом снижении разрежения перед дымососом, при полной остановке дымососа, либо при возникновении прочих аварийных ситуаций.

В приведённой схеме отсутствует све­товая и звуковая сигнализация, извещающая об отклонении от заданного значения технологических параметров, что отрицательно сказывается на работе печей – машинист несвоевременно принимает меры для устранения возникшей неисправности.