DK165651B - Fremgangsmaade til regulering af et anlaeg til fremstilling af cement ved toermetoden med praekalcinering - Google Patents

Description

LUV 10309 I D

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til regulering af et anlæg til fabrikation af cement ved tørmetoden omfattende et prækalcineringskammer, hvor råstoffet først delvis dekarboniseres, en roterovn forsynet med en brænder i sin 5 klinkerafgangsende, en varmeveksler hvor råstoffet forvarmes ved hjælp af afgangsgas fra roterovnen og fra prækalcinerings-kammeret, og en klinkerkøler.

Disse anlæg er i almindelighed forsynet med regulatorer, som 10 regulerer brændstofmængderne, som tilføres til prækalcine-ringskammeret og til ovnen på en sådan måde, at parametre fastholdes på forudbestemte værdier. Man nar især foreslået at regulere brændstofmængden til prækalcineringskammeret på en sådan måde, at man holder dekarboniseringsandelen af råstof-15 ferne konstant på udgangen fra kammeret, og at regulere tilførelsen af brændstoffet til brænderen i ovnen på en sådan måde, at man holder en størrelse, som er repræsentativ for klinkernes kvalitet, på en forudbestemt værdi. Denne størrelse er sædvanligvis temperaturen i den zone af ovnen, hvor klinkerne 20 dannes.

Hvis der indtræder en ændring af drifttilstanden i den øverste del af anlægget, på grund af en forstyrrelse fremkaldt ved et uheld, eller på grund af en ordre givet af er operatør, er det 25 nødvendigt - for at bevare den ønskede kvalitet af klinkerne -at ovnens drifttilstand, især mængden af tilført varme, også ændres. Men den regulator, der styrer brændstofmængden, som tilføres ovnen, har intet kendskab til disse modifikationer før efter forløbet af en relativ lang forsinkelse, lig med den 30 tid det tager råstofferne at nå fra indgangen af ovnen til klinkedannelseszonen, og regulatoren reagerer først på det tidspunkt. De råstoffer, der er blevet indført i ovnen i løbet af denne tid, er ikke blevet udsat for de normale behandlingsforhold, og de klinker, som fremstilles ud fra dette råstof, 35 vil ikke få den ønskede kvalitet.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at gøre det muligt at tage højde for ændringer af parametre, der er væ 2

DK 165651 B

sentlige for anlæggets drift, så snart de indtræder, for at bestemme den brændstofmængde, som skal tilføres.

Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse består i at 5 beregne den teoretiske totale varmemængde, som er nødvendig for at bringe råstofferne over i klinkertilstanden, ud fra en total nominel varmemængde, som er forudbestemt og svarer til nominelle påtrykte værdier, ud fra karakteristiske parametre for råstofferne, for brændstoffet, for klinkerne og for anlæg-10 gets drift, idet man påfører denne teoretiske totale nominelle varmemængde korrektionskoefficienter, som tager højde for forskellene mellem de nominelle værdier og de målte værdier for disse parametre, 15 at beregne den teoretiske varmemængde, som skal tilføres ovnen ved fra den totale teoretiske varmemængde at trække den varmemængde, som tilføres ved prækalcineringskammeret, at beregne en indstillingsværdi for den brændstofmængde, som 20 skal tilføres til ovnen ud fra den nævnte teoretiske størrelse for varme, som skal tilføres ovnen, progressivt at modificere den aktuelle indst i 11 ingsværdi for den nævnte regulator, for at ændre den til den beregnede ind-25 sti 11ingsværdi i takt med de variationer, som indsti11 ingsvær-dien udsættes for, afhængig af forholdene ved den termiske behandling af stoffet, og af dettes opholdstid i ovnen, og periodisk at gentage disse operationer med korte mellemrum, 30 f.eks. af størrelsesorden mindst 1 minut.

Den mængde varme, som tilføres prækalcineringskammeret, kan beregnes ud fra en teoretiske nominel varmemængde, som er forudbestemt og af korrektionskoefficienter, som tager højde for 35 forskellene mellem de målte værdier og de nominelle værdier for beregningsparametrene.

3

Den beregnede indstillingsværdi for den brændstofmængde, som skal tilføres ovnen, kan korrigeres som en funktion af afstanden mellem den målte værdi og indstillingsværdien med en størrelse, der er repræsentativ for kvaliteten af klinkerne, især 5 deres indhold af frit kalk. Man kan i særdeleshed effektuere denne korrektion som en funktion af temperaturen af klinkerne ved afgangen fra ovnen ifølge en fremgangsmåde, der er beskrevet i fransk patent nr. 85.03660.

1° Den progressive modifikation af indstillingsværdien for regulatoren af den brændstofmængde, som tilføres til ovnen, kan realiseres ved til regulatoren at sende et signal, der er proportionalt med den beregnede indstillingsværdi, og tilføre det til regulatoren gennem en funktion, som gør det muligt at tage 15 højde for råstofferne termiske forhistorie i ovnen, f.eks. ved hjælp af et anden ordens filter.

I den følgende beskrivelse henvises til de vedføjede tegninger. På tegningen viser 20 fig. 1 et diagram i form af et eksempel på et anlæg til fabrikation af klinker af cement ved tørmetoden udstyret med et reguleringssystem, som gør det muligt at udøve fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, og 25 fig. 2 en kurve over variationer som funktion af tiden af indstil! i ngsværdi en for regulatoren af brændstofmængden.

Det foreliggende anlæg omfatter en cyklonvarmeveksler 1 til 8, 30 et prækal c i ner ingskammer 10, hvortil der er knyttet en cyklon 9, en roterovn 12 og en klinkerkøler 14. Varmeveksleren omfatter en første række af cykloner 2, 3, 4, 5, som gennemløbes af afgangsgassen fra ovnen 12, og en anden række af cykloner 1, 6, 7, 8, som gennemløbes af afgangsgassen fra kammer 10.

Råstofferne i form af cementmel indføres ved A og B i de øverste etager i de to cyklonrækker og opvarmes af afgangsgassen 35 4

DK 165651 B

fra ovnen og fra ka1cineringskamret og sendes derefter ind i sidstenævnte, hvor de delvis karboniseres. Den varme, som er nødvendig for denne reaktion, tilføres ved forbrænding af en blanding af et brændstof, som indsprøjtes i kamret gennem et 5 rør 16, og luft, som er forvarmet i klinkerkøleren 14 og tilføres til kammeret gennem en rørledning 18.

Det delvis karbon i serede materiale føres ud af kammeret 10 af afgangsgassen og transporteres i cyklonen 9, hvor det udskil-10 les fra afgangsgassen for at blive indført i ovnen 12 gennem et rør 20.

I ovnen kalcineres materialet, som langsomt forskydes fra den ene ende til den anden i den modsatte retning af varme gasser, 15 som frembringes af en brænder 22, og materialet omdannes til klinker. Klinkeproduktet afkøles i klinkekøleren 14 ved hjælp af frisk luft, som derefter anvendes som forbrændingsgas i ovnen og i prækalcineringskammeret.

20 En regulator 24 holder temperaturen af gassen nedenfor prækal-niceringskammeret lig med en indsti 11 ingsværdi ved at påvirke brændstofmængden, som tilføres kammeret. Formålet med denne regulering er at opnå en god stabilitet af den dekarboniserede andel af materialet ved afgangen fra prækalniceringskammeret.

25 Temperaturen af gassen neden for kammeret 10 er faktisk et godt billede på dekarboniseringsgraden.

Brændstofmængden, som tilføres brænderen 22, reguleres af en regulator 26, hvis indsti11ingsværdi tilføres af en kalkulator 30 28. Denne indsti11 ingsværdi beregnes periodisk med meget små tidsintervaller (f.eks. 10 sekunder) af kalkulatoren 28 ud fra værdier, som måles eller indføres af operatøren for et stort antal parametre: mængde af klinker, karakteristiske størrelser for råstoffet, og for det prækalcinerede materiale, karakteri-35 stiske størrelser for brændstoffet, indholdet af ilt i afgangsgassen, osv.

5 UK. I DODO I a

Ved hvert beregningstrin bestemmer kalkulatoren først den totale teoretiske varmemængde, som skal tilføres anlægget pr. tidsenhed ved hjælp af følgende formel: 5 QT = QTO X fl (Kl) x f2 (K2) ... fi (Kl) ... fn (Kn).

I denne formel er Kl, K2,... Kn, parametre, såsom mængden af råstoffer eller klinker, karboniseringsgraden af stoffet ved afgangen fra prækal c i ner ingskamret, indholdet af frit kalk i 10 klinkerne, askemængden af brændstoffet, andelen af hver enkelt brændstoftype, hvis man anvender flere forskellige typer brændstof, indholdet af ilt i afgangsgassen fra ovnen og fra prækal c i ner ingskamret osv.

15 QTO er den totale teoretiske varmemængde svarende til de nominelle værdier for parametrene Kl, K2,... Kn. Den er forudbestemt enten ud fra forsøg eller ud fra en matematisk model og er lagret i kalkulatorens hukommelse.

20 fl (Kl), f2 (K2) ... fn (Kn) er korrektionsudtryk, som tager hensyn til indvirkningen af differencerne mellem nominelle parameterværdier og de parameterværdier Klf K2, ... Kn, som fås ved målinger udført ved hvert beregningsskridt. Forholdene fl, f2, ... fn er forud fastlagte, de nominelle værdier for para-25 metrene Kl, K2, ... Kn er lagret i en hukommelse i kalkulatoren .

Kalkulatoren bestemmer dernæst kalorieforbruget af prækalcine-ringskammeret QP. Dette forbrug kan beregnes ud fra målet for 30 brændstofmængden tilført til prækalcineringskammeret. Det kan også beregnes ved hjælp af en formel, der er analog til den, der blev anvendt til at beregne QT: QP = QPO x gi (Kl) x g2 (K2) ... gi (Ki) ... gn (Kn).

Den varmemængde, som er nødvendig for ovnen, kan da beregnes ud fra differencen mellem QT og QP, og den opnåede værdi kor- 35

Claims (3)

1. 6 DK 165651 B rigeres eventuelt som funktion af signalværdien på udgangen af en PID-regulator, som indgår i kalkulatoren, og som påtrykkes et signal, der er tilvejebragt ved måling af en parameter, der er repræsentativ for kvaliteten af klinkerne. Denne parameter 5 kan, f.eks. og i særdeleshed, være den tilsyneladende temperatur af klinkerne ved afgangen fra ovnen, som måles ved hjælp af et strål ingspyrometer 30 ifølge en fremgangsmåde, der er beskrevet i fransk patent nr. 85.03660. Ud fra den således opnåede varmemængde QF, bestemmer kalkulatoren en indstillings-10 værdi FF for den brændstofmængde, som skal tilføres brænderen 22. Et signal, der er proportionalt med den beregnede indstillingsværdi FF, tilføres regulatoren 26 som en funktion af ti-15 den, f.eks. gennem et filter eller et andet tidsfordelingsorgan for at tillade, at den eventuelle modifikation af regulatorens indsti11ingsværdi er progressiv og strækker sig over en periode, der svarer omtrent til materialernes opholdstid i ovnen. 20 Fig. 2 viser variationen af indsti 11 ingsværdien for regulatoren 26. Ved starten var denne indsti11ingsværdi FF0. Til tiden TI er den beregnede indsti11ingsværdi FF1. Fra tidspunktet TI vil indstillingsværdien for regulatoren vokse progressivt, 25 indtil den når FF1 ved forløbet af en tidsperiode af samme størrelseorden, som stoffernes opholdstid i ovnen. Man har forudsat, at den beregnede indsti11ingsværdi bliver ved med at være lig med FF1 i hele den betragtede periode. I modsat fald modificeres kurven for at tage hensyn til den nye beregnede 30 værdi. Patentkrav. 35 i. Fremgangsmåde til reguleringen af et anlæg til fremstilling af cement ved tørmetoden omfattende et prækalcinerings-kammer, hvor råstofferne i hvert fald delvis dekarboniseres, 7 DK 165651 B og en roterovn forsynet med en brænder ved sin afgangs-ende for klinkerne og med en regulator for brændstofmængden, som tilføres brænderen, kendetegnet ved, at den totale teoretiske varmemængde (QT), som er nødvendig for at bringe 5 råstofferne over i klinketi1 standen, beregnes ud fra en total nominel varmemængde (QTO), som er forudbestemt og svarende til nominelle påtrykte værdier for parametrene (Kl, K2, ... Kn) ud fra karakteristiske størrelser for råstofferne, for brændstoffet, for klinkerne og for anlæggets drift ved, at anvende kor-10 rektionskoefficienter på denne nominelle totale teoretiske varmemængde (QTO), idet der tages højde for forskelle mellem de nominelle værdier og de målte værdier for de nævnte parametre, 15 at beregne den teoretiske varmemængde {QF), som skal tilføres ovnen ved fra den totale, teoretiske varmemængde (QT), at trække varmemængden (QP), som tilføres ved prækalcinerings-kammeret, 20 at beregne en indstillingsværdi (FF1) for brændstofmængden, som skal tilføres ovnen ud fra den nævnte størrelse for den teoretiske varmemængde (QF), som skal tilføres ovnen, progressivt at modificere den aktuelle indstillingsværdi (FFO) 25 for den nævnte regulator, for at ændre den til den beregnede indst i 11 i ngsværdi (FF1), i takt med de variationer, som indstillingsværdien udsættes for afhængig af forholdene ved den termiske behandling af stoffet og af dettes opholdstid i ovnen, og 30 periodisk at gentage disse operationer med korte intervaller.
2. 2. Fremgangsmåde ifølge krav i, kendetegnet ved, at den varmemængde (QP), som tilføres prækalcineringskammeret, 35 beregnes ud fra en teoretisk nominel varmemængde (QPO), som er forudbestemt, og ud fra korrektionskoefficienter, som tager højde for forskellene mellem de målte værdier og de nominelle værdier for beregningsparametrene (Kl, K2, ... Kn). DK 165651 B 8
3. 3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2 kendetegnet ved, at indstillingsværdien for brændstofmængden, som skal tilføres ovnen, korrigeres som funktion af afstanden mellem den målte værdi og indsti11 ingsværdien med en størrelse, der 5 er repræsentativ for klinkernes kvalitet. 10 15 20 25 30 35