Автоматизация процесса помола клинкера при производстве цемента (стр. 2 из 3)
Обязательное условие эффективной работы мельницы - охлаждение мельничного пространства путем его аспирации (вентилирования). Скорость воздушного потока (0,3…0,7 м/с) обеспечивается вентилятором, просасывающим воздух через мельницу и последующие пылеуловители. Холодный воздух, просасываемый через мельницу, охлаждает футеровку корпуса, мелющие тела и измельчаемый материал. Кроме того, воздушный поток увлекает из мельницы мельчайшие частицы, предотвращая их налипание на мелющие тела. Благодаря аспирации производительность мельницы повышается на 20…25 %, уменьшается пылевыделение, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. Однако интенсификация аспирации целесообразна до определенного предела. Чем больше объем просасываемого воздуха, тем выше расход энергии на
аспирацию. Экономически целесообразно на каждую тонну размалываемого материала пропускать до 300 м3 воздуха.Для интенсификации процесса помола рекомендуется применение специальных добавок. В отечественной промышленности наибольшее применение получил способ интенсификации процессов тонкого измельчения путем вспрыскивания в мельницах 0,03…0,04 % триэтаноламина и сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ). Поверхность образующихся при измельчении новых частиц адсорбирует поверхностно-активное вещество, что предотвращает их агрегирование. Кроме того, ПАВ, проникая в микротрещины материала, понижают сопротивляемость его размолу. В результате производительность мельницы увеличивается на 20…30 % с соответствующим снижением удельного расхода электроэнергии.
Наиболее мощный резерв роста производительности и экономии электроэнергии - укрупнение помольных агрегатов. Поскольку производительность трубных мельниц растет пропорционально диаметру в степени 2,5 и пропорционально длине, совершенствование конструкции мельниц идет преимущественно за счет увеличения их диаметра.
Внедрение замкнутого цикла помола обусловлено повышением требований к тонкости помола, которые не могли быть удовлетворены при работе на установках открытого цикла. Мельницы же, работающие в замкнутом цикле, дают более однородный по размеру зерен продукт, характеризуются большей удельной производительностью, имеют меньшую температуру мельничного пространства, а, следовательно, и выходящего продукта. Удельный расход энергии в них меньше, чем при открытом цикле. Применение замкнутого цикла целесообразно еще и потому, что измельчаемая шихта состоит из компонентов различной размолоспособности. В замкнутом цикле более твердые компонент измельчается дольше, а своевременное удаление из мельницы мелких частиц предотвращает их переизмельчение, на которое затрачивается большое
количество энергии. Следует, однако, учесть, что мельницы замкнутого цикла требуют больших капитальных затрат. В них больше вспомогательной аппаратуры и они сложнее в эксплуатации.Одним из основных требований, предъявляемых к процессу помола, является стабилизация тонкости помола шлама. В связи с тем, что приготавливаемый в мельнице шлам поступает на обжиг во вращающиеся печи, он должен иметь минимальную влажность. Избыточное содержание воды в шламе требует дополнительных затрат топлива на ее испарение в печи.
Содержание влаги должно быть таким, чтобы обеспечить прохождение шлама в мельнице и в печи, а также перекачивание насосами. Транспортабельность шлама тесно связана с его вязкостью. В том случае, когда сырьевой шлам приготовляется из нескольких компонентов, на управление процессом помола накладывается условие поддержания определенного состава шлама. Таким образом, системы автоматического управления процессом сухого помола сырья в трубной шаровой мельнице должны обеспечивать стабилизацию технологических параметров – тонкости помола, влажности и максимальной производительности.
На производстве были внедрены разнообразные АСУТП. Одно из отличий заключается в использовании функциональных различных возможностей, связанных с применением тех или иных технических средств. Системы управления на базе локальных регулирующих комплексов с минимальными информационными функциями целесообразны при реконструкции отдельных цехов малой мощности. При строительстве новых технологических линий или реконструкции мощных заводов предусматриваются мини - или микро-ЭВМ, реализующие максимальный объем информационных и управляющих функций.
Возможности совершенствования разработанных систем далеко не исчерпаны. Дальнейшие работы ведутся как в направлении применения
микропроцессорной техники, так и по созданию более совершенных алгоритмов управления со статической оптимизацией и динамической стабилизацией на базе адаптивной модели процесса. 
Разработка средств и систем автоматизации осуществлялась в следующих направлениях по созданию:· средств автоматического или автоматизированного контроля технологических параметров и качества материалов;
· АСУТП на основе средств вычислительной техники;
· автоматических систем контроля и регулирования (СКР) на основе аналоговой техники;
· АСУП и интегрированных систем управления (ИАСУ) на базе средств вычислительной техники.
1.2Автоматизация производства
В данной работе рассматривается автоматизация процесса помола клинкера при производстве цемента.Управление процессом помола, осуществляемое обслуживающим персоналом вручную в период пуска и вывода мельницы на номинальный режим, или управление с отключенной автоматикой, а также настройка АСР требует технологического контроля, который производиться с помощью показывающих и автоматических самопищущих приборов. Например, контроль уровня загрузки мельницы материалом позволяет машинисту вручную вести процесс помола в нужном режиме, судить о прекращение поступления материала в мельницу, о перегрузке ее и т.д.
Как видно, в процессе работы цементной мельницы могут изменяться параметры: расход гипса и добавок, уровень загрузки материалом 1-й камеры мельницы, тонкость помола цемента на выходе из мельницы, разрежение в мельнице и др.
Уровень загрузки первой камеры мельницы измеряется электроакустическим устройством. В качестве дозаторов чаще всего используются тарельчатые питатели. Число питателей устанавливается на цементной мельнице по числу компонентов: клинкера, гипса и добавок.
Дополнительно на сепараторной цементной мельнице контролируется количества цемента, циркулирующего в замкнутом контуре. Контроль осуществляется на загрузке электропривода элеватора от трансформатора тока, сигнал от которого поступает на показывающий прибор.
На схеме показан агрегат, не имеющий распределения грубого продукта сепарации между камерами. Для этой технологической схемы применяется двухкаскадная схема автоматического регулирования. Регулятор уровня загрузки мельницы воздействует на подачу исходных компонентов. На этот же регулятор поступает корректирующий пропорциональный сигнал от измерителя циркуляционной нагрузки на элеваторе, а также сигнал обратной связи от индукционного датчика, встроенного в исполнительный механизм по положению ножа тарельчатого питателя. При уменьшении величины электроакустического сигнала или увеличении тока электродвигателя элеватора действие регулятора направлено на уменьшение расхода клинкера; при увеличении электроакустического сигнала или уменьшении тока электродвигателя элеватора регулятор увеличивает подачу клинкера.
Полный закон регулирования расхода клинкера имеет вид:
Qкл = k1·f + k2·І + Qкло
где Qкл - расход клинкера; f - величина электроакустического сигнала; k1 - коэффициент пропорциональности регулятора по электроакустическому сигналу; І - величина тока электродвигателя элеватора; k2 - коэффициент пропорциональности регулятора по току; Qкло - задание регулятору.
Экспериментальным путем при разработке мельницы на ручном управлении определяются рабочие диапазоны изменения сигналов по частоте ∆f и по ходу тока ∆І, а также соответствующий им диапазон изменения положения регулирующего органа ∆αкл.
По каждому из указанных регулируемых параметров определяется коэффициент подачи: k1 = ∆αкл / ∆f, k2 = ∆αкл / ∆І. Настройка регулятора осуществляется отдельно для каждого из параметров ∆f и ∆І при постоянном значении другого. Дозирование гипса и добавок производиться регуляторами. Сигнал, пропорциональный расходу клинкера, взятый из цепи датчика исполнительного механизма и регулятора, подается на вход регуляторов гипса и добавок. Синхронное сложение этих регуляторов обеспечивается за счет жестких обратных связей по положению регулирующих органов, идущих к регуляторам от индукционных датчиков исполнительных механизмов. Таким образом, система слежения обеспечивает подачу гипса и добавок в определенном соотношении к расходу клинкера: k3 = Qгипс / Qкл, k4 = Qдоб / Qкл.