АСУ цементной вращающейся печи (охлаждение клинкера в колосниковом холодильнике)

АСУ цементной вращающейся печи (охлаждение клинкера в колосниковом холодильнике)

Автоматизация процесса обжига цементного клинкера. Система автоматического контроля и регулирования работы колосникового холодильника. Устройство контроля температуры и регулирования давления воздуха. Регулирование разрежения в горячей головке печи.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Характеристика портландцементного клинкера для обжига во вращающейся печи. Анализ процессов, протекающих при тепловой обработке. Устройство и принцип действия теплового агрегата. Расчёт процесса горения природного газа, теплового баланса вращающейся печи.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.02.2016

Анализ состояния автоматизации технологического процесса обжига цементного клинкера. Требования к автоматизированным системам контроля и управления. Выбор технических средств автоматизации: датчик и регулятор температуры, исполнительный механизм.

курсовая работа [902,0 K], добавлен 14.10.2009

Автоматизация контроля процесса обжига клинкера в печах, работающих по сухому способу. Применение аппаратуры для измерения давлений. Контроль скорости движения и продольного порыва ленты конвейера. Регулирование работы колосникового холодильника.

курсовая работа [212,6 K], добавлен 07.02.2016

Расчет трехкомпонентной сырьевой смеси, а также топлива для установки. Составление материального и теплового баланса цементной вращающейся печи для производства клинкера. Пути рационализации процесса спекания с целью снижения удельного расхода топлива.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 02.07.2014

Автоматизация процесса обжига извести во вращающейся печи. Спецификация приборов и средств автоматизации. Технико-экономические показатели эффективности внедрения системы автоматизации процесса обжига извести во вращающейся печи в условиях ОАО «МЗСК».

дипломная работа [263,1 K], добавлен 17.06.2012

Технология производства прокалки кокса в трубчатой вращающейся печи. Параметры контроля и управления. Описание приборов и средств контроля. Датчики расхода. Датчики давления. Преобразователь термоэлектрический ТСП. Обозначение метрологической поверки.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 31.07.2008

Рассмотрение применения вращающейся печи в огнеупорной промышленности для обжига глины на шамот. Характеристика физико-химических процессов, происходящих в печи. Подбор сырья и технологических параметров. Расчет процесса горения газа и тепловой расчёт.

Разработка АСР температуры обжига цементного клинкера с циклонным теплообменником

Эффективность работы вращающихся печей цементной промышленности в немалой степени зависит от наладки технологического оборудования, процесса обжига клинкера и режима эксплуатации печей при выпуске клинкера высокой активности, минимальном расходе топлива и высоких технико-экономических показателях.

Комплекс процессов, происходящих во вращающихся печах под воздействием тепловой энергии, весьма обширен и сложен. Процессы горения топлива, движения газов и материала, теплообмена и физико-химических превращений сырьевой смеси тесно связаны между собой и каждый из них имеет решающее значение. Они и определяют основные мероприятия при проведении наладки: подбор оптимального химического и минералогического состава клинкера в сырьевой смеси, обеспечивающего необходимые условия для высокоэффективной работы печи и стабильности процесса; выбор рациональной конструкции теплообменных устройств для интенсивного теплообмена и снижения потерь теплоты; отработка рационального режима сжигания топлива, обеспечивающего экономное его расходование и интенсивность высокотемпературных процессов; выбор оптимальных режимных параметров и отработка методов управления процессами.

Производительность печей, удельный расход топлива зависят не только от конструктивных и технологических исходных характеристик, но и от режима работы. Форсирование режима до известного предела повышает производительность, но увеличивает унос материала, температуру отходящих газов, удельный расход теплоты. Дальнейшее форсирование может привести к сокращению производительности из-за большого уноса при одновременном резком увеличении удельного расхода теплоты. Уменьшение нагрузок печей против оптимальных также расстраивает их работу: происходит смещение зон, пересушка материала и т.д.

Выбор и поддержание оптимальных нормативов, показателей и параметров технологического процесса оказывает решающее влияние на получение продукции заданного качества, а также на экономику предприятия.

Обжиг клинкера — самый сложный, важный и энергоемкий передел. Общие энергозатраты на производство цемента распределяются примерно следующим образом: подготовка сырья — 10%, обжиг клинкера — 79%, помол цемента — 10%, прочие — 1%. Поэтому наладка процесса обжига, снижение энергозатрат, прежде всего затрат топлива приобретают исключительное значение.

В основе наладочных работ лежит анализ процессов, происходящих в печи при многочисленных изменяющихся факторах. Не следует полагать, что проведение обычных наладочных работ обеспечит полную оптимизацию процесса обжига клинкера. Каждый оптимальный режим может быть рассчитан только с применением средств вычислительной техники на основании достаточно обширной и точной технической и химико-технологической информации, что требует специальных исследований.

Совершенствование организаций и методов наладки, испытаний технологического оборудования, безусловно, способствует повышению технической культуры его эксплуатации, повышению эффективности цементного производства и ускорению освоения проектных мощностей предприятий.

Интенсивное развитие цементной промышленности в последние годы, внедрение печных установок большой единичной мощности, вовлечение в производственный процесс сырьевых материалов более низкого качества ставят перед цементным производством новые проблемы.

1 Анализ современного состояния автоматизации технологического процесса обжига цементного клинкера

1.1 Анализ литературных источников

При обжиге сухих сырьевых смесей используют печи с циклонным теплообменниками. Размеры таких печей намного меньше размеров печей, работающих по мокрому способу, так как процессы подготовки сырья вынесены здесь в запечные агрегаты с интенсивным конвективным теплообменом, обеспечивающим эффективное использование теплоты отходящих газов. Высокая экономичность, малые размеры и низкие капитальные затраты при сооружении таких печей обеспечили им широкое распространение. Благодаря высокой степени декарбонизации сырьевой муки, поступающей в печь, улучшается ее текучесть и снижается тепловая нагрузка на печь. Эти особенности в сочетании с простотой регулирования позволяют легко управлять режимом обжига и обеспечивать надежную работу печного агрегата. На цементных заводах сухого способа производства успешно эксплуатируются печи с размерами 4х60, 5х75, 7/6,4х95 м.

Печи для обжига сухих сырьевых смесей при равной производительности примерно вдвое короче печей для обжига шлама. Это достигается тем, что часть процессов выносится из печи в запечные теплообменные устройства. В России для обжига сухих смесей в основном используют печи с циклонными теплообменниками и с конвейерными кальцинаторами (печи "Леполь").

В основу конструкции печей с циклонными теплообменниками положен принцип теплообмена между отходящими газами и сырьевой мукой во взвешенном состоянии. Уменьшение размера частиц обжигаемого материала, значительное увеличение его поверхности и максимальное использование этой поверхности для контакта с теплоносителем интенсифицируют процесс теплообмена. Сырьевая мука в системе циклонных теплообменников движется навстречу потоку отходящих из вращающейся печи газов с температурой 900. 1100°С. Средняя скорость движения газов в газоходах составляет 15. 20 м/с, что значительно выше скорости витания частиц сырьевой муки. Поэтому поступающая в газоход между верхними I и II ступенями циклонов сырьевая мука увлекается потоком газов в циклонный теплообменник I ступени. Поскольку диаметр циклона намного больше диаметра газохода, скорость газового потока резко снижается и частицы выпадают из него. Осевший в циклоне материал через затвор-мигалку поступает в газоход, соединяющий II и III ступени, а из него выносится газами в циклон II ступени. В дальнейшем материал движется в газоходах и циклонах III и IV ступеней. Таким образом, сырьевая мука опускается вниз, проходя последовательно циклоны и газоходы всех ступеней, начиная от относительно холодной ( I ) и кончая горячей ( IV ). При этом процесс теплообмена на 80% осуществляется в газоходах и только 20% приходится на долю циклонов. Время пребывания сырьевой муки в циклонных теплообменниках не превышает 25. 30 с. Несмотря на это, сырьевая мука не только успевает нагреваться до температуры 700. 800°С, но полностью дегидратируется и на 25. 35% декарбонизируется.

Рис. 1. Схема теплового агрегата для обжига клинкера по сухому способу .

Перспективность применения сухих печей обусловлена тепловой экономичностью, высокой удельной производительностью, простотой конструкции, малыми размерами и низкими капитальными затратами. Недостатки печей этого типа высокий расход электроэнергии и относительно низкая стойкость футеровки. Кроме того, они чувствительны к изменению режима работы печи и колебаниям состава сырья. Поскольку степень декарбонизации цементной сырьевой муки, поступающей из циклонного теплообменника в печь, не превышает 35%, материал должен оставаться в печи продолжительное время для завершения процесса обжига. Для интенсификации процесса разработаны системы трехступенчатого обжига, принцип которого заключается в том, что между циклонным теплообменником и вращающейся печью встраивается специальный реактор — декарбонизатор. Сжигание топлива и декарбонизация материала в таком реакторе происходят в вихревом потоке газов.

Рис. 2. Модель и реальный вид циклонного теплообменника с декарбонизатором .

После прохождения циклонных теплообменников сырьевая мука с температурой 720. 750 °С поступает в декарбонизатор. Частицы сырьевой муки и распыленное топливо диспергируются и перемешиваются. Теплота, выделяющаяся в результате сгорания топлива, немедленно передается частицам сырьевой муки, которые нагреваются до температуры 920. 970°С. Материал в системе "циклонный теплообменник — декарбонизатор" находится лишь 70. 75 с и за это время декарбонизируется на 85. 95%. Установка декарбонизатора позволяет повысить съем клинкера с 1 м3 внутреннего объема печи в 2,5. 3 раза. Удельный расход теплоты снижается до 3,0. 3,1 МДж/кг клинкера. Кроме того, в декарбонизаторе можно сжигать низкокачественное топливо, а также бытовые отходы. Стоимость сооружения установки с декарбонизатором на 10% ниже стоимости установки с циклонным теплообменником той же производительности. Размеры установки невелики, и она может использо­ваться не только при строительстве новых заводов, но и при модернизации действующих печей.

Принципиальная схема автоматизации процесса обжига цементного клинкера

Воронежский ГАСУ;
Кафедра АТПиП;
Курсовой проект по дисциплине: «АСУ процессами и производствами»;
На тему: «Разработка АСУ процесса обжига цементного клинкера при производстве портландцемента»;
Воронеж — 2015

В данной курсовой работе будет рассмотрена технология производства портландцемента мокрым способом на ЗАО «Осколцемент» г. Старый Оскол Белгородской области.

Содержание:
Введение
1. Описание технологического процесса
2. Основные технологические процессы получения сырья
2.1. Тепловая обработка сырья в производстве портландцемента
2.2. Охлаждение обожженных материалов
3. Разработка структуры АСУ ТП
3.1. Структура АСУ ТП
3.2. Функции уровней и основные режимы работы
4. Исследование объекта автоматизации
4.1. Устройство вращающейся печи
4.2. Описание объекта регулирования и особенности процесса
5. Проектирование систем и средств автоматизации. Автоматизация вращающейся печи
Заключение
Список литературы

Состав: Схема автоматизации вращающейся печи

Софт: AutoCAD 14

Сайт: www

Автор: aristova

Дата: 2016-05-29

Просмотры: 3 137

Еще чертежи и проекты по этой теме:

Софт: AutoCAD 2016

Состав: Цех дробления цементного завода производительностью 800000 тонн белого портландцемента в год

Софт: КОМПАС-3D 16

Состав: ПЗ, Вращающая печь (ВО), Ролик упорный(СБ)+Спецификация, Деталировка(вал, стакан, глухая крышка, крышка), Технологическая схема производства цемента.

Софт: AutoCAD 2013

Состав: планы и разрез цеха обжигового отделения производства портландцемента, спецификация, технологическая схема производства портландцемента по сухому способу (ТС), ПЗ.

Софт: AutoCAD 2013

Состав: ПЗ, Технологическая схема производства, номенклатура, технические характеристики, шихта, область применения

Автоматизация процесса обжига цементного клинкера

Цементный клинкер обжигают во вращающихся печах. Враща­ющаяся печь представляет собой теплообменный технологический аппарат в виде вращающегося со скоростью 0,5—1 об/мин ци­линдра, расположенного на опорах. Благодаря наклону (3—5% к горизонту) и вращению цилиндра па опорах сырьевой материал непрерывно перемещается в печи. Цилиндр вращается при помощи привода, устанавливаемого примерно посередине цилиндра.

Вращающаяся печь в зависимости от характера процессов, протекающих в обжигаемом материале на различных ее участках, условно может быть разделена на зоны сушки, подогрева, каль­цинирования, экзотермических реакций, спекания и охлаждения. Сырьевая смесь, поступающая в печь, в зоне сушки нагревается до температуры мокрого термометра. Этот участок характеризуется конвективным теплообменом между дымовыми газами и шламом. Большая часть тепла расходуется на испарение физически свя­занной влаги. Материал переходит в пластичное состояние, а в кон­це зоны гранулируется. Зона подогрева характеризуется быстрым ростом температуры до 700° С и дегидратацией минералов сырье­вой смеси. В этой зоне происходит лучистый теплообмен между футеровкой и материалом, газом и материалом и регенеративный теплообмен через футеровку.

В следующей зоне — кальцинирования — при температуре 850—950° С протекает эндотермическая реакция декарбонизации СаС0₃ с выделением С0₂. Эту зону можно рассматривать в виде теплообменника с постоянной температурой потока. В зоне экзо­термических реакций и спекания протекают экзотермические ре­акции новообразований, что приводит к резкому подъёму темпера­туры материала до 1300° С. Затем происходит клинкерообразова-ние, причем возникающая жидкая фаза играет роль катализатора для образования трехкальциевого силиката при температуре 1400° С. Здесь поглощается большое количество тепла, при этом темпера­тура материала является постоянной по длине зоны. В зоне охлаж­дения температура клинкера снижается до 1000° С. Окончательно клинкер охлаждается в холодильниках.

Из краткого описания процессов, происходящих во вращаю­щейся печи, видно, что необходимым условием протекания процесса обжига клинкера является поддержание нужной температуры в определенных участках.

Автоматизация обжига клинкера во вращающейся печи, рабо­тающей на газовом топливе. Назначение системы автоматического регулирования состоит в обеспечении стабилизации качества об­жига и снижения расхода топлива при заданной производитель­ности. Иначе говоря, эта система предназначена для поддержания определенной температуры 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 величии в системе применены регуляторы температуры зоны кальцинирования и спекания, отходящих газов, а также регуляторы питания печи шламом и давления газа. При этом по­дача шлама в печь синхронизируется со скоростью вращения печи . 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.

В газопроводе давление газа перед диафрагмой расходомера стабилизируют регулятором давления 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 повышении содержания кислорода в отходящих газах подача топлива не снижается.

В связи с тем, что непосредственно определить влажность ма­териала за цепной завесой при работе печи практически невозмож­но, о ней судят по косвенному показателю — температуре отхо­дящих газов. Путем стабилизации температуры отходящих газов поддерживают постоянство влажности материала на данном участ­ке печи. Эту температуру регулируют электронным потенциомет­ром. Установленная в пылеосадителыюй камере (за обрезом печи) термопара измеряет температуру отходящих газов, а показания термопары записывает потенциометр. В случае превышения тем­пературой допустимого предела регулятор воздействует на испол­нительный механизм, изменяющий величину открытия жалюзийных шиберов перед дымососом. Регулятор действует прерывисто, незначительно изменяя тягу и ожидая результат каждого своего действия, затем (при необходимости) снова изменяет тягу на незна­чительную величину, пока не установится необходимая темпера­тура. Диапазон изменения тяги ограничен: нижний предел регу­лирования устанавливают на основе минимально допустимой тяги в зоне спекания, а верхний определяют количеством (в %) допус­тимого уноса пыли.

В зоне кальцинирования температуру регулируют позицион­ным регулятором. 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 температуру измеряют термопа­рой, установленной в специальном кармане. Внутренняя поверх­ность кармана автоматически очищается скребками, имеющими вид двух полудуг, которые жестко скреплены с рычагом, находя­щимся снаружи кармана. При каждом обороте печи в карман по­ступает новая порция материала.

Термопару устанавливают в кармане так, чтобы при погруже­нии в материал ее показания соответствовали только температуре материала, так как при работе печи на термопару оказывают влия­ние факторы, искажающие показания: теплоотвод вдоль защит­ного чехла, снижающий показание, а также излучение футеровки и частиц пыли в газе, повышающие показание термопары.

Регулятор температуры зоны спекания обеспечивает в ней за­данный температурный режим и необходимый расход газа. Зона спекания является основной зоной печи — в ней происходит за­вершение процесса клинкерообразования. Для получения клинке­ра хорошего качества необходимо поддерживать в этой зоне опре­деленные температурные условия. Так как измерить истинную температуру материала в зоне спекания чрезвычайно трудно, то температуру материала определяют косвенно при помощи радиа­ционного пирометра. Пирометр воспринимает суммарное излуче­ние материала, футеровки и факела. Однако величину лучистой энергии, воспринимаемой радиационным пирометром, искажает пыль мелких частиц клинкера. Чем меньше пылевая завеса, тем более однозначно определяется пирометром состояние материала в зоне спекания.

Температуру в зоне спекания регулируют при помощи регу­лятора с жесткой обратной связью, который обеспечивает поддер­жание заданного соотношения между показаниями радиационного пирометра и расходом топлива. Регулятор управляет поворотной регулирующей заслонкой, установленной на газопроводе перед форсункой.

В системе автоматического’ регулирования работы печи между работой регулятора температуры зоны кальцинирования и зоны спекания предусмотрена логическая связь. Если температура материала в зоне кальцинирования окажется ниже установленной нормы, то регулятор температуры в зоне спекания не может умень­шить подачу топлива в печь до тех пор, пока температура в зоне кальцинирования не войдет в норму. Для устойчивой и эффектив­ной работы системы автоматического регулирования необходимо строго соблюдать требования, предъявляемые к технологическому процессу, и, прежде всего к шламу и топливу.

Автоматизация вращающейся печи с циклонным теплообменни­ком, работающей по сухому способу производства. Экономичес­кая эффективность и простота вращающихся печей с циклонными теплообменниками выгодно отличают их от других типов печей, например от печей с конвейерными кальцииаторами.

Вращающаяся печь с циклонными теплообменника­ми состоит из циклопов, соединенных последовательно друг с другом и расположенных один над другим, вращающегося цилиндра и ко­лосникового холодильника. Сырьевая мука при помощи питатель­ных устройств подается в газоход перед циклоном; в газоходе сырье подхватывается идущим из печи газовым потоком и посту­пает в циклоны, в которых основная масса сырьевой муки осаждается. Осажденная часть сырья из этих циклонов возвращает­ся в газоход перед циклоном, где снова подхватывается газовым потоком и поступает в циклон. Осажденная в этом циклоне сы­рьевая мука поступает в газоход над циклоном и т. д. При про­хождении через циклоны сырье за счет тепла газового потока под­вергается сушке и частичной декарбонизации и по питательной течке поступает в печь. В печи, продвигаясь навстречу потоку горячих газов, сырье обжигается и выходит из нее уже в виде клинкера, имеющего температуру около 1100° С. Клинкер поступает в колосниковый холодильник.

После охлаждения клинкера часть нагревшегося в холодильнике воздуха поступает в печь, а часть, пройдя очистку в аспирационной установке, сбрасывается через выхлопную трубу. Осажденная в аспирационной камере пыль по течке поступает на клинкерный конвейер. Тепло выходящих из печи газов используют в циклонных теплообменниках. После циклонных теплообменников, дымовые газы. проходят осадительные циклоны и электрофильтры, в кото­рых очищаются от пыли, и далее выбрасываются через дымовую трубу в атмосферу. Пыль из циклонов подается в печь шнеками, а из электрофильтров — пневмонасосами либо в отделение смесительных силосов, либо в печь. В печи с циклонными теплообменниками име­ются механизмы следующих трех групп: механизмы питания печи сырьевой мукой, обжига и охлаждения; тягодутьевые механизмы и механизмы пылеулавливания и транспортирования уловленной пыли. Для управления этими механизмами предусматривается 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 предусмо­трено деблокированное управление отдельными механизмами печ­ного агрегата (в том числе главным приводом печи и вентилятором первичного воздуха). С деблокированного управления на блокиро­ванное переводят 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 электроды электрофильтров встряхивают автоматически по заданной програм­ме в соответствии с режимом встряхивания.

При нарушении нормальной работы системы смазки автомати­чески включается резервный маслонасос. Если после включения резервного насоса нормальная работа смазки не восстанавливает­ся, то с выдержкой времени отключается электродвигатель привода печи. При превышении уровнем сырья в бункере заданного предела прекращается подача сырьевой муки из отделения смесительных силосов.

Для обеспечения нормальной работы агрегата имеется сигна­лизация: предпусковая звуковая; состояния механизмов (сигналь­ные лампы горят ровным светом при работе механизмов и не горят совсем при нормальной их остановке; при аварийной останов­ке лампы мигают); превышения температуры колосниковой решетки горячей зоны холодильника; превышения верхнего уровня сырья в бункере.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.003 с) .