PL202267B1 - Sposób nadzorowania procesu spalania - Google Patents

Abstract

1. Sposób nadzorowania procesu spalania w piecu, w którym substancja umieszczona w lozu pieca przetwarzana jest na skutek dostarczanego ciep la poprzez wypalanie p lomieniem, a dane p lo- mienia i/lub substancji w lo zu s a rejestrowane za pomoc a co najmniej jednego czujnika, za s ilosc cie- p la pobierana przez lo ze jest wyznaczana na podstawie danych rejestrowanych przez czujnik i normalizowanych w oparciu o ilo sci dostarczanych i/lub produkowanych energii i materia lów, zna- mienny tym, ze uwzgl edniana w regulacji procesu spalania ilo sc ciep la (Q B ) pobierana przez lo ze wyznaczana jest jako ró znica pomi edzy znormalizowanym promieniowaniem cieplnym (S F /M B , S B /M Z ) p lomienia i lo za, i jest optymalizowana w okre slonej temperaturze. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu nadzorowania procesu spalania.

Niemiecki opis patentowy DE 199 50 981 A1 ujawnia sposób nadzorowania procesu spalania w rurowym piecu obrotowym zastosowanym do produkcji cementu. W tym celu dla wypalanego cementu wyznacza się dane spektroskopowe, których intensywność, a zwłaszcza odnośnie wodorotlenku wapniowego, pozwala wyciągać wnioski co do wskaźnika klinkieru (FCAO) jako miary jakości cementu. Amerykański opis patentowy US 5 997 288 A przedstawia z kolei sposób termicznej obróbki węgla w zewnętrznie ogrzewanym rurowym piecu obrotowym, gdzie przeciwprądowo przepuszczano gorący gaz, a dla regulacji dostarczanego ciepła i kontroli jakości wypalanego węgla mierzono temperaturę łoża w środku pieca termoelementem na wysięgniku. Inny niemiecki opis patentowy DE 25 15 807 A1 ujawnia sposób, gdzie wypalanie koksu naftowego w rurowym piecu obrotowym nadzorowane jest za pośrednictwem pirometru mierzącego intensywność promieniowania złoża koksu oraz ścian pieca.

Celem niniejszego wynalazku jest udoskonalenie nadzorowania procesu spalania, gdzie substancja umieszczona w łożu pieca przetwarzana jest pod wpływem dostarczanego ciepła poprzez wypalanie płomieniem. Jak wiadomo, ilość ciepła doprowadzona do łoża pieca określana jest na postawie danych rejestrowanych przez czujnik i wykorzystywanych do oceny jakości jako rezultatu radiacji cieplnej płomienia i łoża i normalizowanych następnie w oparciu o ilości dostarczanych i/lub produkowanych energii i materiałów. Okazuje się, że uzyskanie miary jakości przetwarzanej substancji może być prostsze niż na drodze pomiaru spektroskopowego.

W rozwią zaniu wedł ug wynalazku ilość ciepł a pobierana przez ł o ż e pieca wyznaczana jest jako różnica pomiędzy znormalizowanym promieniowaniem cieplnym płomienia i łoża, i jest optymalizowana w określonej temperaturze. Znormalizowane promieniowanie cieplne płomienia i łoża jest utrzymywane w możliwie stałych, wzajemnych relacjach. Promieniowania cieplne płomienia i łoża są rejestrowane optycznie z zastosowaniem kamery fotograficznej, stale obserwującej płomień.

W sposobie wedł ug wynalazku istotne jest, iż w trakcie procesu spalania pł omień formowany jest ponad łożem pieca.

Sposób może być zastosowany do wszystkich form przetwarzania, gdzie przetwarzanie, wypalanie czy spiekanie substancji jest zależne od szczególnej formy doprowadzenia ciepła, jak np. do wypalania cementu czy produkcji szkła.

Wynalazek omówiony zostanie bardziej szczegółowo na tle przykładowego rozwiązania.

Wnętrze pieca cementowego zaprojektowanego jako piec rurowy obrotowy posiada część dolną, którą określa się jako łoże, strefę spiekania lub łoże klinkierowe. Podczas procesu spalania gotowy cement jest formowany w łożu. Powyżej łoża znajduje się strefa, w której podczas procesu spalania formowany jest płomień. Promieniowania cieplne SF płomienia, SB cementu formowanego w łożu, SZ cementu (klinkieru) za płomieniem oraz SW ścian pieca rurowego obrotowego są w dłuższych odcinkach czasu rejestrowane w wielu miejscach za pomocą szeregu czujników promieniowania cieplnego, takich jak na przykład wieloelementowa kamera CCD, kamera CMOS czy też kamera światłowodowa z wieloma niezależnymi od siebie światłowodami i każdorazowo z obróbką obrazu, a uzyskane dane podawane są do komputera.

Następnie normalizowana jest też wartość bezwzględna promieniowania cieplnego, a w szczególności promieniowań cieplnych SF i SW płomienia i ścian pieca rurowego obrotowego przy uwzględnieniu ilości i jakości paliwa, to jest wartości opałowej MB, jak i promieniowań cieplnych SB i SZ łoża przy uwzględnieniu masy wyprodukowanego klinkieru (masy cementu) MZ. Do sterowania realizowanego przez komputer, na przykład za pomocą sieci neuronowej, wykorzystuje się funkcję szeregu znormalizowanych promieniowań cieplnych f(SF/MB, SW/MB, SB/MZ, SZ/MZ).

Procesem spalania steruje się tak, żeby w określonej temperaturze utrzymywane były w miarę stałe relacje między wymienionymi znormalizowanymi promieniowaniami cieplnymi.

Różnica pomiędzy znormalizowanym promieniowaniem cieplnym SF/MB płomienia i znormalizowanym promieniowaniem cieplnym SB/MZ łoża określa konkretną ilość ciepła QB dostarczanego do łoża. Wartość FCAO, która jest miarą jakości cementu, zależy bezpośrednio od danej ilości ciepła QB dostarczonej do łoża, co oznacza, że jakość może lokalnie się różnić w zależności od sposobu podawania ciepła QB do łoża. Z tego względu głównym celem nadzorowania procesu spalania jest zapewnienie dostarczania optymalnej ilości ciepła QB. Wynikającym stąd zadaniem komputera jest odpowiednie nadzorowanie i sterowanie różnymi urządzeniami wykonawczymi decydującymi o pracy pieca, jak np. podawanie powietrza, paliwa, wapna i dodatków.

Claims (4)

1. Sposób nadzorowania procesu spalania w piecu, w którym substancja umieszczona w łożu pieca przetwarzana jest na skutek dostarczanego ciepła poprzez wypalanie płomieniem, a dane płomienia i/lub substancji w łożu są rejestrowane za pomocą co najmniej jednego czujnika, zaś ilość ciepła pobierana przez łoże jest wyznaczana na podstawie danych rejestrowanych przez czujnik i normalizowanych w oparciu o ilości dostarczanych i/lub produkowanych energii i materiałów, znamienny tym, że uwzględniana w regulacji procesu spalania ilość ciepła (QB) pobierana przez łoże wyznaczana jest jako różnica pomiędzy znormalizowanym promieniowaniem cieplnym (SF/MB, SB/MZ) płomienia i łoża, i jest optymalizowana w określonej temperaturze.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że znormalizowane promieniowanie cieplne (SF/MB, SW/MB, SB/MZ, SZ/MZ) przy ustalonej temperaturze jest utrzymywane w możliwie stałych, wzajemnych relacjach.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako czujnik rejestrujący promieniowanie cieplne (SW, SB, SZ, MB, MZ) płomienia oraz łoża stosowana jest kamera.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie procesu spalania płomień formowany jest ponad łożem.