Разработка автоматического управления процесса сушки полидисперсных материалов во взвешенно-закрученном слое (стр. 7 из 9)

Регулирование температуры слоя, как и в первом случае, выполняется регулятором 1, воздействующим на подачу в аппарат влажного материала.

Второй способ регулирования температуры слоя заключается в следующем. Если по производственным условиям установка КС должна работать без промежуточного бункера, то стабилизация температуры слоя достигается за счет изменения температуры теплоносителя в соответствии с мгновенной нагрузкой сушилки, предписываемой предшествующей станцией. В этом случае не требуется ни установки промежуточного бункера, ни регулировки подачи материала в слой, так как сушилка должна принимать и перерабатывать весь поступающий материал независимо от возможных колебаний.

Так как при постоянном расходе воздуха температура теплоносителя определяется только расходом топлива, то этот способ сводится к регулированию расхода топлива в зависимости от температуры слоя.

Рисунок 2.5 - Согласование производительности установки «КС» с нагрузкой предшествующей технологической станции

а — при наличии промежуточного бункера; б — при отсутствии промежуточного бункера; 1 — регулятор температуры слоя; 2 —регулятор температуры теплоносителя; 3 — корректирующий регулятор уровня.

Данный способ регулирования проще в аппаратурном оформлении, однако качество регулирования температуры слоя, вследствие существенной тепловой инерции топки, ниже, чем при регулировании температуры путем изменения подачи влажного материала.

Выбор того или иного способа стабилизации температуры слоя зависит от конкретных условий сушки и анализа работы предшествующих ей производственных станций. Физические свойства влажного материала, поступающего на сушку, например его склонность к слеживанию в бункерах, также определяет выбор одного из двух способов регулирования.

Регулирование высоты слоя

Система автоматизации процесса сушки, помимо стабилизации температуры слоя и согласования нагрузок, должна также выполнять стабилизацию сопротивления слоя. Стабилизация сопротивления слоя необходима, поскольку значительные колебания количества материала в слое и соответственно его сопротивления может привести к аварийному состоянию, а также к нарушению гидродинамического режима процесса, а в ряде случаев и гранулометрического состава продукта.

Поддержание постоянного сопротивления слоя (или суммарного перепада в слое и газораспределительной решетке) выполняется регулятором 9 (рис. 2.4) путем изменения количества выгружаемого из слоя сухого материала. Такое регулирование достигается в результате изменения производительности выгрузного устройства (секторного затвора, шнека), оснащаемого регулируемым приводом. Вывод сухого материала осуществляется на уровне решетки аппарата.

В некоторых случаях, особенно в сушилках большой мощности (100 т/ч и выше) можно рекомендовать установку переливных течек, используемых, однако, только в аварийных случаях при остановках принудительной выгрузки, поскольку они неудобны в эксплуатации, — при небольшом разрежении в аппарате через них подсасывается воздух, а при кратковременных прекращениях загрузки, в результате интенсивного кипения слоя и перехлестывания его через края течки, высота слоя сильно понижается. В верхней части аппарата должно поддерживаться небольшое разрежение порядка 5— 10 мм. вод. ст., чтобы не допустить проникновения запыленных газов из аппарата в рабочее помещение через загрузочную течку. Это достигается при помощи установки направляющего аппарата на всасе дымососа, управляемого регулятором разрежения 8.

Регулирование расхода воздуха

Наиболее важным условием обеспечения нормального режима процесса является поддержание постоянного расхода воздуха и, соответственно, скорости газа в слое. Особенно резкие нарушения гидродинамики слоя влечет за собой понижение расхода воздуха ниже определенного предела, характерного для данного материала. При повышенном расходе воздуха увеличивается вынос материала из слоя, что приводит к повышению нагрузки на пылеулавливающие устройства и увеличению потерь продукта.

Регулирование количества воздуха, подаваемого вентилятором, производится при помощи лепесткового направляющего аппарата, установленного на всасе вентилятора. Управление направляющим аппаратом выполняется дистанционно. Опыт эксплуатации промышленных сушильных установок показывает, что при стабилизации сопротивления слоя и величины разрежения в верхней части аппарата количество подаваемого вентилятором воздуха остается практически постоянным в течение весьма длительных промежутков времени и лишь изредка может потребоваться небольшая корректировка. Изменение количества подаваемого воздуха в значительных пределах бывает необходимым лишь в аварийных случаях, например при кратковременных остановках и т. п. Поэтому для регулирования общего расхода воздуха не требуется автоматического регулятора и можно ограничиться дистанционным управлением с пульта. Поскольку расходы воздуха и топлива, поступающих в топку, можно измерить достаточно точно, экономичность процесса горения обеспечивается путем поддержания постоянного соотношения топливо — воздух.

Весь объем воздуха, подаваемого вентилятором в систему и устанавливаемый дистанционно с пульта, распределяется на две части: первичный — для сжигания топлива и вторичный— для разбавления топочных газов до температуры теплоносителя. Распределение воздуха производится клапаном 12, управляемым регулятором соотношения 16 (рис. 2.4).

Исследование устойчивости и качества процессов регулирования основных параметров установки кипящего слоя позволяет рекомендовать к использованию регуляторы пропорционально-интегрального типа. При этом целесообразно отдать предпочтение электронным регуляторам.

В случае применения в качестве топлива природного газа необходимо предусмотреть также обычную систему защитной автоматики.

Должна предусматриваться возможность дистанционного управления со щита оператора следующими параметрами: расходом влажного и сухого материала, общего воздуха, воздуха на горение и расхода газов. На щит оператора выносится технологическая и аварийная сигнализация, а также дистанционное управление всеми двигателями установки кипящего слоя. Однако не все функции регулирования установок кипящего слоя автоматизированы. Некоторые из них выполняются обслуживаемым персоналом.

Частичное выполнение функций регулирования вручную допустимо в установках небольшой производительности. Так, в отдельных случаях при редких и не особенно сильных изменениях нагрузки, а следовательно, и расхода топлива можно отказаться от автоматического регулирования и корректировать дистанционно соотношение «топливо — первичный воздух».

Как минимум система автоматизации должна включать регуляторы температуры и сопротивления слоя.

В схеме автоматизации процесса сушки необходимо также предусматривать выполнение контроля следующих параметров (рис. 2.6): температуры в слое и начальной температуры теплоносителя, температуры отходящих газов, расхода топлива, общего воздуха и воздуха на горение, давление в аппарате и перед дымососом, сопротивления слоя и уровня материала в бункере.

Рисунок 2.6 - Схема технологического контроля процесса сушки в аппарате КС. Приборы контроля: 1 — давления газа; 2 —расхода газа; 3 —напора общего воздуха; 4 — расхода общего воздуха; 5 — расхода первичного воздуха; 6 — уровня влажного материала в бункере; 7 — температуры теплоносителя; 8 — температуры слоя; 9 - сопротивления (высоты) слоя; 10 - разрежения в аппарате; 11 — температуры отходящих газов; 12 — давления перед дымососом; 13 — расхода сухого продукта

2.7 Средства контроля и регулирования

Опыт пуска и наладки ряда установок для сушки солей в кипящем слое показал, что надежность управления работой установок в значительной мере зависит от правильного выбора регулирующих органов, аппаратурного оформления узлов загрузки влажного материала и выгрузки сухого продукта, а также способа регулирования производительности этих узлов.

Рациональными органами для регулирования расхода общего воздуха отходящих газов следует считать осевые направляющие аппараты, устанавливаемые на всосе вентилятора и дымососа. Регулирование расхода первичного воздуха целесообразно осуществлять с помощью распределительного клапана (типа перекидного шибера на воздуховодах для общего и первичного воздуха).

Необходимое внимание должно быть уделено конструктивному выполнению угла подачи влажного материала. Трудности, с которыми приходится сталкиваться при дозировании влажных и сыпучих материалов, хорошо известны. На этой позиции оправдало себя применение традиционных пирамидальных бункеров в сочетании с ленточными питателями, емкость бункера должна обеспечивать работу установки при номинальной нагрузке в течение 10—15 мин. В ряде случаев можно использовать питатели скребкового типа, которые позволяют создать развитую по длине питателя площадь разгрузочной горловины, при этом стенки бункера выполняются с небольшими углами к вертикали. Скребковые питатели широко применяются в энергетике, цветной металлургии и других отраслях промышленности.

Как отмечалось выше, предпочтительной аппаратурой для автоматизации установок КС является электронная аппаратура. Применительно к условиям автоматизации процесса сушки к достоинствам этой аппаратуры следует отнести, что она, включая в себя сравнительно небольшое число унифицированных блоков, позволяет осуществить регулирование температуры, расхода уровня и других параметров, реализовать каскадные схемы регулирования, выполнить дистанционное управление регулирующими органами. Аппаратура имеет достаточный выбор исполнительных механизмов как по конструктивным оформлениям, так и по перестановочным усилиям.