2. Автоматизация обжига клинкера во вращающейся печи
Система автоматического регулирования обеспечивает стабилизацию качества обжига и снижение расхода топлива при заданной производительности. Иначе говоря, эта система предназначена для поддержания температур в различных зонах печи, а также температуры отходящих газов. Обязательным условием нормальной работы системы является стабилизация входных параметров — питания печи шламом и давления газа. Для регулирования указанных величин в системе применены регуляторы температуры зоны кальцинирования, зоны спекания, отходящих газов, а также регуляторы питания печи шламом и давления газа. При этом подача шлама в печь, как уже указывалось, синхронизируется со скоростью вращения печи.
В курсовой работе рассмотрим печи большего размера (4,5x170 и 5x185) оснащаются колосниковыми холодильниками. Системы автоматизации современных мощных печей производительностью 50 и 70 т/ч, оснащенных колосниковыми холодильниками, имеют некоторые особенности, которые определяются в основном системой охлаждения клинкера.
Назначение этой системы состоит в стабилизации процесса обжига во вращающейся печи, обеспечении минимального расхода топлива, увеличении срока стойкости футеровки, повышении производительности печи и качества клинкера.
Система автоматического регулирования настроена так, что действие каждого регулятора при появлении возмущения в предшествующей зоне сводится к своевременной компенсации отклонения в процессе только до уровня, при котором существенно не нарушается протекание процесса в последующей по ходу движения материала зоне печи.
Регулирование теплового режима производится по температуре материала в конце зоны сушки и температуре материала на подходе к зоне кальцинирования. В качестве датчиков температур используют термопары, сигналы которых подаются на автоматические самопишущие и показывающее потенциометры. Регулирующее
воздействие производится на поворотную заслонку форсунки топлива.
В зоне кальцинирования температура регулируется позиционным регулятором. Как указывалось, температура материала в этой зоне сохраняется в определенных пределах, причем материал поступает в нее подготовленным, и требуется лишь незначительное изменение подачи топлива, чтобы получить хорошее качество обжига клинкера. В связи с этим позиционный регулятор начинает действовать только при понижении температуры материала ниже установленного предела.
В зоне кальцинирования температура измеряется с помощью термопары, установленной в кармане. Внутренняя поверхность кармана очищается специальными скребками в виде двух полудуг, которые вращаются вокруг оси. Скребки жестко скреплены с рычагом, находящимся снаружи кармана; на рычаге укреплен груз. При вращении печи рычаг с грузом поворачивается вокруг точки закрепления, вместе с рычагом вращаются и полудуги; при каждом обороте печи в карман поступает новая порция материала.
Термопара установлена в кармане так, чтобы при погружении в материал ее показания соответствовали температуре последнего. При работе печи на термопару оказывают влияние факторы, искажающие ее показания (отвод тепла вдоль защитного чехла, снижающего показание, и излучение тепла футеровкой и частицами пыли в газе), повышающие показания термопары по сравнению с истинным значением температуры материала. По мере погружения термопары в карман ошибка в ее показаниях из-за отвода тепла уменьшается, а за счет излучения растет; на определенной глубине погружения эти противоположные по знаку ошибки компенсируются и именно в этот момент термопара фиксирует действительную температуру материала.
Аэродинамический режим регулируется по величине перепада давления в пылеосадительной камере (относительному изменению количества дымовых газов) путем изменения положения шибера дымососа. В качестве датчика перепада давления применен колокольный дифманометр, сигнал с которого подается на регулятор. При изменении ввода топлива в печь соответственно изменяется количество вторичного воздуха (соотношение топливо - воздух).
В газопроводе давление перед диафрагмой расходомера газа стабилизируется регулятором давления, для чего используются пилотные регуляторы прямого действия. Для обеспечения минимального расхода топлива в системе имеется блокирующая цепь, которая ограничивает расход газа в зависимости от содержания кислорода в отходящих газах: если оно ниже предела, определенного условием полного сжигания топлива, то подача топлива не увеличивается; при повышенном содержании кислорода в отходящих газах подача топлива не снижается. Регулятор работает так, что при нижнем пределе, когда кислорода меньше 0,8%, он не разрешает добавлять топливо, а при 3% поступление топлива в печь не уменьшается.
Стабилизация разрежения в головке печи осуществляется изменением количества воздуха, поступающего в горячую камеру.
В качестве прибора для замера разрежения в головке печи применяется дифманометр колокольного типа. Сигнал от него поступает на электронный регулирующий прибор, который воздействует на шибер воздуха, подаваемого в горячую камеру колосникового холодильника.
Для устойчивой и эффективной работы системы автоматического регулирования необходимо строго соблюдать требования, предъявляемые технологическим процессом и прежде всего к шламу и топливу. Необходимо обеспечить непрерывность подачи шлама и топлива, причем их качество должно быть стабильным.
Требуется также обеспечить непрерывную работу дымососа и соблюдать технологические нормы при приготовлении шлама.
Вращающаяся печь с циклонными теплообменниками состоит из циклонов, соединенных последовательно друг с другом и расположенных один над другим, вращающегося цилиндра печи и колосникового холодильника.
В печи с циклонными теплообменниками имеются механизмы следующих трех групп:
а) механизмы питания печи сырьем, обжига и охлаждения,
б) тягодутьевые механизмы;
в) механизмы пылеулавливания и транспортирования уловленной пыли.
Для управления этими механизмами предусмотрено дистанционное
управление с блокировкой со щита машиниста печи, являющееся основным видом управления, и местное управление (без блокировки), которым пользуются только при проведении наладочных и ремонтных работ.
На период розжига печи для всех механизмов печного агрегата предусмотрено деблокированное управление отдельными механизмами печного агрегата (в том числе главным приводом печи и вентилятором первичного воздуха). С деблокированного управления на блокированное переходят на ходу без остановки механизмов.
Работа главного привода печи сблокирована с работой системы смазки. Вспомогательный привод печи используют только при ремонтных работах. Для него применено местное управление.
Управляют встряхивающими механизмами электрофильтров и включают высоковольтные агрегаты электрофильтров со щита управления подстанции электрофильтров с одновременной сигнализацией об их работе на щите машиниста печи. При этом встряхивание электродов электрофильтров производится автоматически по заданной программе в соответствии с режимом встряхивания.
Блокировочной зависимостью связаны только механизмы, которые взаимодействуют между собой по технологии. В блокировку не включены те механизмы, пуск или остановка которых не влияет на ход технологического процесса. К ним относятся механизмы управления шиберами на входах в горячую и холодную камеру холодильника, механизмы вентилятора острого дутья, а также станция густой смазки. Пуск указанных механизмов осуществляется в строго определенной последовательности.
При нарушении нормальной работы системы смазки автоматичесьси включается резервный маслонасос; если после включения резервного насоса нормальная работа смазки не восстанавливается, то через некоторое время отключается электродвигатель привода печи. Электродвигатели винтовых конвейеров (шнеков) под фильтрами останавливаются при снижении давления ниже заданного в магистралях сжатого воздуха к пневмовинтовому насосу. При повышении уровня сырья в бункере выше заданного прекраш;ается подача его из отделения смесительных силосов.
Отдельные механизмы печного агрегата имеют гибкую блокировку. К ним относятся механизмы колосникового холодильника и пылеулавливающей установки. Их блокировка приведена при описании автоматизации холодильников.
