Курсовая работа: Автоматизация процесса мокрого помола сырья в трубной шаровой мельнице

Вязкость шлама на выходе из мельницы измеряется индикатором вязкости. Значительное время запаздывания в мельнице затрудняет управление расходом воды непосредственно по индикатору вязкости. Поэтому в качестве косвенного, статистически связанного с ним промежуточного параметра, отражающего изменение вязкости шлама, используется сигнал другого вибрационного устройства, установленного в так называемой зоне шламообразования, расположенной от входа на расстоянии 35—40 % длины мельницы (УКЗМ2).

Перечисленные параметры, а также результаты измерения расхода воды (индукционным расходомером или дифманометром), известняка и добавок (по положению ножа тарельчатого питателя или с помощью дозирующих устройств) представляются оператору на показывающих, записывающих приборах пли па дисплее и печатающих устройствах.

Для изучения мельницы как объекта регулирования и построения основных технологических зависимостей с помощью системы контроля и дистанционного управления определяются связи между технологическими величинами. Так, на рис. 2, а приведены зависимости сигнала УКЗМ1 В зоне дробления f₁ , от производительности мельницы Q_с при различном гранулометрическом составе материала, который является одним из показателен размалываемости. Линия 3 характеризует наиболее крупный и трудноразма-лываемый материал, 2 — средний, 1 — легко размалываемый.

Уровень загрузки первой камеры мельницы материалом в зоне дробления зависит не только от производительности мельницы, но и от размалываемости сырья. При неизменной производительности мельницы трудноразмалываемый материал недоизмельчается, а легкоразмалываемый измельчается до чрезвычайно малых частиц. В то же время поддержание постоянного уровня загрузки первой камеры, т. е. величины f₁ приводит к обратному явлению: подача в мельницу легкоразмалываемого сырья столь велика, что шлам на выходе будет грубого помола. Вынесенная на график линия 4 является линией постоянного значения тонкости помола р.

Стабилизация заданной тонкости помола достигается путем поддержания определенного соотношения между изменениями величин сигнала УКЗМ1 f₁ первой камеры и производительности Q_с .Зависимость сигнала УКЗМ2 в зоне шламообразования f₁₁ от изменения расхода воды Q_в при различных расходах материала в мельницу Q_с имеет вид, показанный на рис. 2. Из графика следует, что при постоянном значении Q_с увеличение расхода подаваемой в мельницу воды приводит к увеличению сигнала УКЗМ2, и наоборот.

Если установись новое значение Q_с , то линия переместится почти параллельно самой себе. Таким образом, сигнал УКЗМ2 в зоне шламообразования зависит от расхода материала, изменение которого вызывает изменение уровня в зоне, и от расхода воды. Следовательно, сигнал УКЗМ2, установленный в зоне шламообразования, может быть использован в качестве промежуточного параметра для регулирования вязкости шлама.

Нанесенная на график линия 4 является линией равных значений вязкости шлама. Стабилизация заданной вязкости шлама µ достигается путем поддержания определенного соотношения между изменениями величины f₁₁ и расходом подаваемой в мельницу воды Q_в . Изменения гранулометрического состава и расхода подаваемого в мельницу материала, вызывая изменения уровня смеси в зоне шламообразования, компенсируются пропорциональным изменением расхода воды с помощью УК.ЗМ2. На рис. 3 изображена блок-схема системы автоматического регулирования мокрого помола сырья. Сигналы от устройства контроля загрузки мельницы УКЗМ1 и датчика расхода сырья(дозатора, весоизмерителя или положения ножа тарельчатого питателя) подаются на вход регулирующего прибора 1-4 загрузки мельницы материалом. При соответствующих параметрах настройки регулирующий прибор поддерживает определенное соотношение сигналов датчиков f₁ и Q_с , благодаря чему колебания тонкости помола шлама становятся меньшими, чем при ручном управлении процессом.

Рис. Функциональная схема системы автоматического регулирования процесса мокрого помола сырья

При изменении уровня загрузки первой камеры материалом изменяется величина сигнала УКЗМ1, подаваемого на регулирующий прибор, который воздействует на исполнительный механизм ИМ1 и перемещает нож тарельчатого питателя (или задатчик дозатора) до тех пор, пока сигнал обратной связи по положению ножа питателя (или расходомера сырья) не сбалансирует регулирующий прибор. Соотношение сигналов датчиков, поддерживаемое регулирующим прибором, при этом остается неизменным.

Система автоматического регулирования вязкости шлама управляет расходом воды в мельницу. На регулирующий прибор Р2 подаются сигналы УКЗМ2, а также дифманометра ДМ или другого расходомера воды. При изменении сигнала УКЗМ2, вызванного изменением расхода материала, регулирующий прибор Р2 воздействует на исполнительный механизм ИМ2, который с помощью пережимного или иного устройства пропорционально изменяет расход воды. При соответствующих параметрах настройки регулирующий прибор поддерживает определенное соотношение между сигналами датчиков f₁₁ и Q_в , уменьшая тем самым возможные колебания вязкости шлама па выходе мельницы, которая контролируется индикатором вязкости РВ.

Сигналы вязкости и тонкости помола шлама непосредственно подать на вход регулирующего прибора нельзя из-за значительного транспортного запаздывания и возможной «раскачки» системы. Если же на вход регуляторов подавать эти сигналы, усредненные за определенный промежуток времени (0,5—1,0 ч) и с учетом времени запаздывания по каждому каналу, т.е. реализовать двухкаскадную двухконтурную систему управления, качество работы такой системы будет значительно выше.

Для дистанционного управления процессом служат ключи выбора режима работы, ключи дистанционного управления с самовозвратом и указатели положения регулирующих органов.

Резкое и длительное изменение свойств размалываемого материала, перегрузка мельницы мелющими телами приводят к необходимости подбора параметром статической настройки. Некоторые параметры медленно изменяются во времени, например уменьшение массы шаровой загрузки. Эти изменения могут вызвать отклонение тонкости помола и вязкости шлама на выходе из мельницы, что требует корректировки или подстройки настроечных параметров

Если с течением времени вязкость или тонкость помола шлама установятся на новом значении, отличающемся от заданного, то нужно изменить положение задатчиков регулирующих приборов, чтобы, восстановить прежние значения параметров.

При возникновения длительных незатухающих колебаний параметров качества около заданных значении надо подстроить передаточный коэффициент соответствующего регулирующего прибора. Для проверки выбранных параметров настройки ведется наблюдение за характером изменения технологических параметров измельчения втечение длительного периода.

Система автоматического регулирования мокрого помола сырья была реализована ввиде установки КРС-63. По усредненным данным, эта установка повышала производительность сырьевых мельниц на 6,9%, снижала влажность шлама на 1,3 %, уменьшала разброс топкости помола в два раза. Средний годовой экономический эффект от внедрения одной установки составлял 14,5 тыс.руб., окупаемость — около одного года.

Для мельницы самоизмельчения «Гидрофол» также разработана СКР. В составе данной системы имеются три контура управления:

управление скоростью двигателя транспортера, подающего мел и мельницу. Используется двигатель постоянного тока с тиристорным преобразователем. Управляющее воздействие изменяется в зависимости от активной мощности приводного двигателя, характеризующей степень заполнения мельницы;

управление расходом глиноогарочного шлама, подаваемого в мельницу, в соответствии с заданным отношением к расходу мела. Контроль расхода осуществляется индукционным расходомером ИР-51 (ИР- 11), управление — путем воздействия на шламовые задвижки или пережимные устройства;

управление расходом воды в мельницу по цепи: индикатор вязкости шлама, установленный навыходе мельницы, - блок преобразования сигнала — регулятор — исполнительный механизм (ИМ) — задвижка или пережимное устройство, изменяющее подачу воды.

Автоматизация процесса мокрого помола сырья в трубной шаровой мельнице

Цементное сырье независимо от его вида подготавливают в трубных шаровых мельницах. Если завод использует мягкое пластичное сырье — мел и глину, то мельницы служат только для окончательного его измельчения. При работе на твердых породах весь процесс измельчения' после его дробления ведется непосредственно в трубных мельницах.

Системы автоматического управления процессом помола в многокамерных шаровых мельницах открытого цикла должны обеспечивать стабилизацию технологических параметров — тонкости помола, влажности и максимальной производительности (рис.4).

В автоматическом регулировании загрузки мельниц сырьем заложен принцип поддержания соотношения между частотой шума в первой камере и величиной расхода подаваемого материала электронным регулирующим прибором. При этом величину соотношения принимают такой, при которой колебания тонкости помола шлама получаются наименьшими. У первой камеры установлен микрофон, который воспринимает частоту шума, издаваемого камерой, и преобразует ее в электродвижущую силу. Для контроля и регулирования процессов мокрого помола используют микрофоны с экранировочными щитками, что повышает направленность их действия. Возбужденная в микрофоне электродвижущая сила передается в усилительно-преобразующий блок, который усиливает и преобразует шумовую электродвижущую силу в напряжение постоянного тока. Величина напряжения пропорциональна этой частоте. Полученное таким образом напряжение подается на электронный автоматический потенциометр, измеряющий и регистрирующий величину напряжения и, следовательно, заполнение мельницы материалом.

Рис.4. Схема автоматического регулирования помола сырья в трубной шаровой мельнице.

Сигнал с автоматического потенциометра поступает на вход электронного регулирующего прибора, управляющего исполнительным механизмом, который переставляет нож тарельчатого питателя. На ноже питателя установлен индукционный преобразователь расхода сырья. Исполнительный механизм включается лишь тогда, когда величина регулируемого параметра выходит за пределы зоны нечувствительности регулирующего прибора. Поскольку при изменении размалываемое™ материала изменяется частота шума камеры, регулятор всякий раз уменьшает или увеличивает количество материала, поступающего в мельницу. Система автоматического регулирования загрузки сырья устраняет перегрузку второй и третьей (а в четырехкамерной мельнице и четвертой) камер при подаче мелкого сырья и недогрузку этих камер при подаче крупного сырья. В результате становится возможным иметь меньший разброс значений тонкости помола шлама.

В основу автоматического регулирования влажности шлама, выходящего из мельницы, положен принцип поддержания определенного соотношения между частотой шума в зоне шлакообразования и расходом воды, подаваемой в мельницу. Величину этого соотношения принимают, исходя, из необходимости обеспечить минимальные колебания влажности шлама. Принятое соотношение поддерживают автоматически электронным регулирующим прибором, на вход которого подается сигнал, пропорциональный уровню загрузки мельницы и плотности шлама в зоне шламообразования (под зоной шламообразования подразумевают ту часть длины мельницы, где вся вода усвоена материалом, и перемещение водяного потока относительно материала практически отсутствует). Сигнал пропорциональный расходу воды, также подается на вход регулирующего прибора. Электронный регулирующий прибор получает также и сигнал от системы автоматической коррекции, пропорциональный степени вязкости шлама. Указанная система коррекции автоматически изменяет расход воды при отклонении вязкости шлама от заданной величины.