12. Разработка схем автоматизации сушильных установок

Сушильные установки – объекты автоматизации. Особенности динамических свойств объектов. Факторная взваимосвязь комплекса топка-сушильный агрегат. Принципы разработки схемы автоматизации топок и сушильных барабанов. Схемы автоматизации сушильніх авгрегатов.

12.1 Особенности сушильных установок как объектов управления

Сушильные установки обогатительных фабрик состоят из двух частей – топочного устройства с дутьевыми установками, служащего для выработки газообразного теплоносителя, и собственно сушилок с загрузочными и разгрузочными устройствами, системами пылеулавливания и дымососами.

На сушильных установках в качестве сушильного агента используются топочные газы, которые получают в топках при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива. Наиболее простыми в управлении являются топочные устройства с газообразным либо жидким топливом. Однако их применение ограничивается в связи с дефицитом таких топлив. На обогатительных фабриках наиболее часто применяют топки со слоевым сжиганием твердого топлива, которые являются более сложными в эксплуатации и автоматизации.

Процесс термической сушки чаще всего осуществляется в трубах-сушилках или барабанных сушильных установках, а в некоторых случаях – в сушилках кипящего слоя.

Целью автоматизации процесса сушки является стабилизация (или оптимизация) конечной влажности продуктов обогащения с максимальной производительностью сушильных агрегатов при минимальных расходах топлива, а также обеспечить условия для безопасной эксплуатации сушильных агрегатов и топок.

К основным особенностям сушильных установок как объектов автоматизации можно отнести:

• инерционность, свойственная протеканию тепловых процессов;

• стохастичность процесса термической сушки при значительном уровне случайных возмущений и слабой взаимосвязи основных переменных;

• сложность получения основного регулирующего воздействия, представительно отражающего изменения конечной влажности угля вследствие того, что сушильные отделения перерабатывают большие массы мелкокускового неоднородного продукта, влажность которого определяется как усредненная величина, характеризующая продукт статистически;

• взрывоопасность, обусловливающая необходимость создания систем защиты, контроля и сигнализации.

Автоматизация сушильной установки должна обеспечивать:

• контроль основных технологических параметров; защиту установки от аварийно-опасных режимов работы;

• автоматическое регулирование основных факторов, обеспечивающих рациональные режимы работы установок;

• управление процессом сушки и горения топлива, а также контроль основных параметров безопасности.

Технологически топочное устройство и сушильный агрегат представляют собой единый комплекс (рис. 12.1), в котором топка решает задачу подготовить необходимое количество теплоносителя (Q_т) с заданной температурой (Т_т), а сушильный агрегат – обеспе-чить требуемую влажность сушонки (W_с).

К управляющим пара-метрам топочного устройства относятся количество поступающего топлива (G_т) и количество подаваемого воз-духа на горение (Q_в). Основным возмущением на данный агрегат является теплота сгорания подаваемого топлива, определяемая его характеристиками (q_т).

.

К промежуточному выходному параметру следует отнести разряжение в топке (Р_т), являющееся показателем сбалансированной работы тягодутьевых аппаратов и безопасности эксплуатации топки

Главные выходные факторы топки, они же являются входными для сушильного агрегата – количество и температура теплоносителя (Q_т и Т_т).

К входным (управляемым) факторам сушилки следует отнести нагрузку на агрегат по подсушиваемому материалу (G_м) и количество подаваемого в загрузочную камеру воздуха на разбавление теплоносителя (Q_р). Возмущениями на данный объект могут быть влажность исходного материала (W_м) и его ситовый состав (С_м). К промежуточным выходным факторам отнесем разряжение в агрегате (Р_с) и температура газа в его выгрузной камере (Т_в).

Рассмотрим подробнее принципы автоматизации сушильных комплексов.