Автоматизация процессов сушки

Сушка – тепловой процесс обезвоживания твердых материалов путем испарения влаги и отвода образующихся паров.

При этом в веществе происходит перенос тепла и диффузионное перемещение влаги. Продолжительность процесса сушки определяется интервалом времени, необходимым для понижения влагосодержания материала от начального значения до конечного .

Цель управления процессом сушки заключается в обеспечении высушивания поступающего влажного твердого материала до заданного влагосодержания при определенной производительности установки по влажному материалу. Основная регулируемая величина процесса – это остаточная влажность твердого материала. Основными возмущениями процесса являются изменение расхода, начальной влажности и дисперсного состава частиц твердого материала, а также изменение расхода и начальной температуры сушильного агента – теплоносителя.

Однако, вследствие отсутствия надежных измерительных преобразователей остаточной влажности твердого материала при автоматизации процесса в качестве регулируемых величин используют температуру или влажность сушильного агента.

Процесс сушки обычно регулируют по влажности теплоносителя на выходе из барабана. Регулятор влажности воздействует на клапан, установленный на линии подачи топливного газа в топку. Из-за того, что температурное распределение теплоносителя по длине барабана приближенно соответствует абсолютной влажности твердого материала, подачу топливного газа можно регулировать по температуре влажного воздуха на выходе из установки.

Для полного сгорания топливного газа в топку подают первичный воздух, количество которого поддерживают постоянным с помощью регулятора расхода. Требуемая температура воздуха на входе в барабан обеспечивается регулятором температуры, воздействующим на подачу вторичного воздуха в камеру смешения.

Нагрузку сушилки по влажному материалу стабилизируют с помощью АСР расхода, в которую входит измеритель массы, автоматический регулятор, вторичный прибор со станцией управления и ленточный дозатор с регулируемой скоростью передвижения ленты (выступает в качестве регулирующего органа). При уменьшении количества твердого материала на ленте относительно заданного значения регулятор вырабатывает сигнал, ускоряющий ее движение, и наоборот. В результате обеспечивается постоянство расхода твердого материала в сушильный барабан.

Нагрузка объекта по сушильному агенту (воздух) поддерживается на постоянном значении регулятором разрежения воздуха в смесительной камере, воздействующим на клапан, установленный на линии отвода воздуха после циклона. Оптимальное значение скорости воздуха устанавливают с учетом того, что с ее увеличением возрастает скорость сушки твердого материала и одновременно увеличиваются потери тепла с отработанным воздухом.

Контролю и регистрации подлежат расходы топливного газа и вторичного воздуха, а также разрежение и температура в бункере сухого материала.

Схема стабилизации барабанной сушилки обеспечивает высушивание влажного твердого материала до заданной остаточной влажности только при небольших по величине изменениях входных величин процесса сушки. Вследствие большого запаздывания в объекте качественное регулирование процесса возможно лишь с помощью многоконтурных систем (рисунок).

Каскадная система регулирования температуры воздуха в барабане (стабилизирующий регулятор) с корректировкой по влажности воздуха на выходе из сушилки (корректирующий регулятор) управляет подачей топливного газа на установку. При использовании надежного измерительного преобразователя остаточной влажности высушиваемого материала в данную систему вводят еще один контур с регулятором влажности твердого материала, выходной сигнал которого, направляется на регулятор влажности сушильного аппарата в качестве задания. При отсутствии такого измерительного преобразователя периодически корректируют задание регулятора влажности сушильного агента по данным лабораторного анализа.

Для повышения чувствительности АСР температуры воздуха термопару (измерительный преобразователь) устанавливают в пределах первой трети длины барабана, так как в начале аппарата температура теплоносителя изменяется более интенсивно, чем в его конце. При этом уменьшается также запаздывание объекта. Термопару монтируют непосредственно на поверхности барабана, а ее свободные концы подсоединяют к передающему преобразователю через специальное токосъемное устройство с подвижными контактами.

Полнота сгорания топливного газа обеспечивается АСР соотношения расходов топливного газа и первичного воздуха, управляющей подачей первичного воздуха в топку.

Температура в слое псевдоожиженного материала поддерживается регулятором, который управляет подачей влажного материала в сушилку.

Поддержание постоянства температуры воздуха на входе в сушилку обеспечивается с помощью АСР изменяющей подачу топливного газа в топку. Регулятор соотношения устанавливает подачу первичного воздуха в топку в количестве, необходимом для полного сгорания топливного газа. Расход горячего воздуха, подаваемого в сушилку под распределительную решетку и псевдоожижающего частицы высушиваемого материала, стабилизируются изменением подачи вторичного воздуха в смесительную камеру.

Заданное разрежение регулируется с помощью клапана, установленного на линии отработанного сушильного агента.

Изменение расхода сухого материала из аппарата обеспечивается изменением проходного сечения задвижки с пневматическим приводом, работающим от регулятора уровня.

В сушилках с кипящим слоем целесообразно применять экстремальные системы регулирования. В качестве критерия оптимальности можно, например, выбрать количество влаги W, удаляемой из твердого материала в единицу времени:

W = F(Mн-Mк)

 

где F — расход сухого материала; Мн и Мк — начальная и конечная влажность материала.

Количество влаги W рассчитывается с помощью вычислительного устройства, выходной сигнал которого направляется на экстремальный регулятор, изменяющий расход сушильного агента. При этом необходимо предусмотреть ограничения по минимальной влажности сухого продукта, а также по минимальному и максимальному расходам сушильного агента. Границы изменения расходов сушильного агента определяют областью существования псевдоожиженного слоя частиц твердого материала.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: