способ управления работой барабанного холодильника

Формула изобретения

Способ управления работой барабанного холодильника, включающий регулирование плотности пульпы путем подачи воды, отличающийся тем, что дополнительно измеряют расход шихты в обжиговую печь и потребляемую ее двигателем мощность, анализируют кривую переходного процесса по мощности и стабилизируют расход воды в холодильник с коррекцией, пропорциональной содержанию влаги в шихте и пылевыносу, каждый раз в момент окончания переходного процесса, поддерживая постоянным соотношение "обожженная шихта - вода в холодильник".

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области автоматического регулирования работы барабанного холодильника и может быть использовано в цветной и черной металлургии при обогащении полезных ископаемых, в частности при переработке ванадийсодержащих шлаков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ управления работой барабанного холодильника, включающий регулирование плотности пульпы путем подачи воды /1/.

Однако способу присущи следующие недостатки.

Согласно технологии процесса обожженная в трубчатой вращающейся печи (D= 3,6 м, L = 75 м) шихта поступает в барабанный вращающийся холодильник, где охлаждается водой и в виде пульпы подается в стержневую мельницу, работающую в замкнутом цикле с гидроциклоном. При этом задача оператора (мельника) состоит в регулировании плотности пульпы на сливе холодильника путем подачи воды в загрузку холодильника.

Однако в условиях отсутствия возможности использования непосредственно датчика плотности последнюю оценивают визуально, т.е. косвенно, на разгрузочном конце холодильника, причем изменение расхода воды осуществляют вручную.

Субъективность такой оценки, зависящей от опытности оператора, и значительное время запаздывания, если учесть длину L=35 м холодильника, делает ее весьма неточной. Это, как показывает практика, ведет к резким колебаниям плотности и, как следствие, к значительным колебаниям циркулирующей нагрузки - песков гидроциклона. Все это ведет к перегрузке мельницы, забивке пескового отверстия и, как следствие, к сбросу некондиционного по крупности продукта в слив гидроциклона и, в конечном счете, к потере производительности измельчительного агрегата по вновь образованному готовому классу требуемой крупности.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации плотности пульпы, поступающей в стержневую мельницу из холодильника.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления работой барабанного холодильника, включающем регулирование плотности пульпы путем подачи воды, дополнительно измеряют расход шихты в обжиговую печь и потребляемую ее двигателем мощность, анализируют кривую переходного процесса по мощности и стабилизируют расход воды в холодильник с коррекцией, пропорциональной содержанию влаги в шихте и пылевыносу, каждый раз в момент окончания переходного процесса, поддерживая постоянным соотношение обожженная шихты - вода в холодильник.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что вместо визуальной (на глаз) оценки и ручной регулировки плотности путем подачи воды в холодильник применяют автоматическую, стабилизируя соотношение параметров "твердое - к жидкому", для измерения которых промышленностью выпускаются точные и надежно работающие датчики - весоизмерители и расходомеры. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Применение автоматических систем контроля и регулирования плотности, анализа кривой переходного процесса "потребляемая мощность - расход шихты", а также введение коррекции по величине влажности шихты и пылевыноса из печи заданного значения расхода воды в холодильник в моменты окончания переходных процессов позволило придать заявляемому способу новые существенно отличные от прототипа качества - повышение точности стабилизации плотности пульпы даже в условиях резких колебаний расхода обожженной шихты и, как следствие, повысить производительность измельчительного агрегата по готовому классу крупности. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия". При этом принципиальная трудность заключается в наличии значительного времени запаздывания, которое в данном конкретном случае составляет около двух часов и к тому же есть величина переменная. Таким образом, точность регулирования плотности пульпы зависит от того, на сколько точно будет определяться время запаздывания, т.е. время, прошедшее от момента поступления шихты в обжиговую печь до момента выхода обожженной шихты в барабанный холодильник, или, другими словами, время нахождения материала в печи.

Определить время нахождения материала в обжиговой печи можно, изучая динамику увеличения или уменьшения запаса материала в объекте. Для этой цели используется кривая переходного процесса зависимости "потребляемая двигателем мощность - расход шихты в печь". Съем необходимой информации производится с высокоточных и надежно работающих датчиков: E-849 - датчик активной и реактивной мощности и весоизмерителя типа "Шнек". Анализ кривой осуществляется программно с использованием известных теоретических и практических методов определения времени переходных процессов. Кроме того, программно учитываются и такие факторы, как влажность шихты и потери за счет пылевыноса. Все расчеты и управление осуществляются на базе УВК (управляющего вычислительного комплекса), состоящего из микропроцессорного контроллера типа ЛОМИКОНТ и персонального компьютера типа IBM PC. Все это позволяет с достаточной для практических целей точностью поддерживать постоянным соотношение "обожженная шихта - вода в холодильник" в условиях переменного расхода шихты, поступающей в обжиговую печь.

На чертеже представлена система, реализующая данный способ управления.

Система содержит датчик 1 расхода шихты, поступающей в обжиговую печь, регулятор 2 стабилизации расхода шихты, регулирующий орган 3 системы стабилизации, датчик 4 потребляемой двигателем обжиговой печи мощности, датчик 5 стабилизации расхода воды, подаваемой в холодильник, регулятор 6 стабилизации расхода воды, регулирующий орган 7 системы стабилизации расхода воды, управляющий вычислительный комплекс 8. Обжиговый комплекс состоит из вращающейся обжиговой печи 9 и вращающегося барабанного холодильника 10.

Система имеет контуры стабилизации производительности печи по шихте 1-2-3 и расхода воды в холодильник 5-6-7, которые поддерживают заданное соотношение "обожженная шихты - вода в холодильник".

Система работает следующим образом.

В установившемся режиме, когда приход шихты за вычетом влаги и пылевыноса будет равен расходу обожженной шихты на выходе печи и запас материала в объекте будет постоянным, вычислительное устройство вырабатывает такой величины корректирующее воздействие на вход регулятора 6 контура стабилизации расхода воды, что соотношение "обожженная шихта - вода в холодильник" будет также постоянным и равным заданному, т.е. плотность слива холодильника будет стабильной.

В случае изменения расхода шихты, например его увеличения, в печи начнется процесс накопления материала, который будет отображаться переходной характеристикой "потребляемая мощность - расход шихты". Согласно физической сути процесса промежуток времени от момента поступления начальной порции шихты до момента выхода кривой изменения мощности на новое возросшее установившееся значение и будет равен времени прохождения материала от загрузочного до разгрузочного конца. Вычислительное устройство 8 выработает новое значение сигнала коррекции системе стабилизации расхода воды такое, что соотношение "обожженная шихта - вода в холодильник" останется прежним, т.е. плотность пульпы на сливе холодильника не изменяется. При уменьшении расхода шихты произойдет цепь событий обратная рассмотренной выше, однако величина соотношения останется той же самой.

Источники информации:

1. Производство технической пятиокиси ванадия и феррованадия. Технологическая инструкция ТИ 127-Ф-06-89. Министерство черной металлургии СССР. НПО "Тулачермет", Тула, 1989 (прототип).