2.8 Система автоматического контроля и регулирования работы колосникового холодильника

Поскольку колосниковый холодильник является составной частью шахтной печи, система автоматического контроля и регулирования его должна быть частью обшей схемы контроля и регулирования печного агрегата. В нашей стране выпускаются колосниковые холодильники типа «Волга» производительностью 35, 50 и 75 т/ч.

Главной задачей управления колосниковым холодильником является обеспечение охлаждения клинкера до заданной температуры (обычно 70--50°С) с одновременной стабилизацией расхода и температуры вторичного воздуха, поступающего в печь. Необходимо также создать условия для предупреждения перегрева колосников с целью увеличения времени полезной работы холодильника.

К регулирующим воздействиям, используемым для управления работой холодильника, относятся: изменения общего расхода воздуха, количества аспирационного воздуха и воздуха, вдуваемого вентилятором «острого» дутья, а также скорости движения колосниковых решеток и др.

Эти характеристики, наряду с другими параметрами работы колосникового холодильника, контролируются в большинстве своем средствами промышленной автоматики, но в ряде случаев специально разработанными устройствами. Основные контролируемые параметры: температура вторичного воздуха, давление в вентиляторе «острого» дутья, температура колосника первого ряда, расход общего воздуха, давление под решеткой в горячен камере холодильника, скорость решеток, давление под решеткой в холодной камере холодильника, температура клинкера на выходе из холодильника.

Рассмотрим два основных специализированных устройства контроля, разработанных в период создания системы автоматического контроля и регулирования.

Устройство контроля температуры вторичного воздуха.

Одним из наиболее важных показателей работы колосникового холодильника является температура вторичного воздуха, поступающего в печь. Трудность измерения этой температуры объясняется наличием помех от посторонних излучателей (раскаленный клинкер на обрезе печи, раскаленная футеровка печи, запыленность вторичного воздуха).

Контроль температуры вторичного воздуха производителя с помощью отсасывающего термоэлектрического преобразователя. Принцип его работы состоит в следующем. Воздух из шахты холодильника просасывается со скоростью 50--70 м/с мимо спая электродов. Двойное экранирование спая от излучателя и большая скорость просасывания воздуха практически исключают влияние лучистого теплового потока на сигналы термоэлектрического преобразователя.

Конструкция разработанного устройства приведена на рис. 7. Как видно из рисунка, термоэлектроды в месте спая защищены двумя концентрическими экранами. Материал экранов -- жаропрочная сталь марки Х20Н80Т (ЭИ-435). Для просасывания воздуха мимо спая наружная труба термоэлектрического преобразователя присоединена к источнику, создающему разрежение. Для получения скорости протекания воздуха в отсасывающем термоэлектрическом преобразователе 50--70 м/с достаточно, чтобы падение разрежения на нем составляло 250-- 300 кгс/м² (25--30 МПа).

Рис. 6. Отсасывающая термопара ТГОС-2: I - первый экран; 2 -- второй экран: 3 -- защитная трубка; 4 -- патрубок; 5 -- соединительные ребра; 6 -- отросток для измерения разрежения; 7 -- спай термоэлектродов

Периодический контроль величины разрежения во всасывающем патрубке осуществляется по 11-образному манометру. Измерение разрежения производится при работе термоэлектрического преобразователя, когда через него просасывается воздух.

В качестве источника разрежения может быть использован всасывающий патрубок вентилятора «острого» дутья, если он может создать нужное разрежение. Для этого патрубок термоэлектрического преобразователя с помощью переходника подключается к всасывающему патрубку вентилятора и измерительному прибору. Если вентилятор «острого» дутья не обеспечивает нужного разрежения, то следует использовать эжектор, работающий от сжатого воздуха.

При нормальной работе термоэлектрического преобразователя наружный кожух должен быть горячим. Охлаждение его является признаком засорения термоэлектрического преобразователя пылью, просасывающейся через него со вторичным воздухом. Для очистки термоэлектрического преобразователя следует продуть его сжатым воздухом. Периодичность очистки зависит от запыленности вторичного воздуха.

В связи с тем, что температура вторичного воздуха в различных точках сечения шахты при одном и том же режиме различна, необходимо выбрать такое место установки термоэлектрического преобразователя, где бы температура была наиболее близка к среднему значению температуры по всему сечению шахты.

На основании экспериментальных исследовании можно рекомендовать установку термоэлектрического преобразователя в горизонтальном сечении шахты на 1--1,5 м ниже порога печи, примерно посредине длины шахты (вдоль осп печи) на глубину 0,5--1 м со стороны, противоположной падению клинкера с обреза печи. В этом случае отклонение измеренной температуры от средней по всему сечению шахты не будет превышать ±50 °С для разных режимов.

При измерении расхода воздуха в воздухопроводе мультипликатором в измерительной трубке создается местное сужение. Здесь скорость протекания воздуха повышается по сравнению со скоростью потока до сужения. Увеличение скорости, а следовательно, и кинетической энергии в суженном сечении вызывает уменьшение потенциальной энергии потока. Соответственно и статическое давление в этом сечении будет меньше, чем в сечении до дроссельного устройства. Воздушный поток, входя в сужающуюся часть насадки, ускоряется, в связи с чем статическая составляющая давления быстро уменьшается.

Отбор статического давления происходит в суженной части описываемого устройства, где статическая составляющая достигает своего минимума. Поскольку величина полного давления измеряется в невозмущенной части потока, перепад между полным давлением и искусственно созданным статическим давлением оказывается больше динамической составляющей потока.

Данная пневмометрическая трубка является измерительным элементом с индивидуальной тарировкой.

Мультипликатор устанавливается на прямом участке воздухопровода, не имеющем местных сопротивлений, так, чтобы рабочая часть мультипликатора располагалась в центре воздушного потока.

Для измерения перепада давлений, пропорционального расходу, применяются стандартные дифференциальные тягомеры. Рассмотрим одну из наиболее часто встречаемых на заводах систем автоматического контроля и регулирования процесса охлаждения клинкера в колосниковых холодильниках. Назначение системы - автоматическое управление работой холодильника, при котором обеспечивается охлаждение клинкера до заданной температуры, увеличивается количество вводимого тепла в печь с вторичным воздухом при одновременной его стабилизации, уменьшается расход электроэнергии, увеличивается срок службы холодильника и облегчается труд обслуживающего персонала.

Схема регулирования состоит из трех систем (рис. 9): системы стабилизации расхода воздуха общего дутья с воздействием на направляющий аппарат вентилятора общего дутья и с коррекцией по температуре неподвижного колосника; системы регулирования давления воздуха под колосниковой решеткой горячей камеры холодильника с воздействием на число ходов решетки; системы стабилизации разрежения в горячей головке печи с воздействием на направляющий аппарат дымососа аспирационной установки.