Автоматизация известково-обжиговой печи (122779)

Посмотреть архив целиком

СОДЕРЖАНИЕ


Введение

Описание конструкции конкретного объекта автоматизации и

технологического процесса

ППР – Обжиговая печь

Качество известняка

Остаточный СО2

Реакционная способность

Объём воздуха

Загрузка известняка в весовые дозаторы

Газ

Топливо

Зажигательная горелка

Нагревательная горелка

Эксплуатация печи

Известковая печь как объект управления

Построение функциональной схемы автоматизации и выбор технических

средств.

Построение принципиальной схемы контура контроля

Техника безопасности и охрана труда

Расчётный лист

Вывод

Список литературы



Введение


Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами требует глубоких знаний и практического усвоения методов синтеза автоматических систем управления. Задачи синтеза АСУ решаются на основании динамических свойств объектов управления и требований, предъявляемых к системам.

Развитие современного металлургического производства сопровождается интенсификацией технологических и производственных процессов. Создание крупных металлургических агрегатов и их комплексов позволяет более эффективно использовать сырье, топливо, капиталовложения. В то же время осуществлять управление металлургическими процессами в больших и сложных технологических объектах без использования новейших методов и средств управления - неэффективно или вообще невозможно.

Эффективным средством управления технологическими объектами являются системы централизованного управления, использующие вычислительную и управляющую технику. Такие системы управления получили наименование автоматизированных систем управления технологическими процессами. АСУ ТП включает в себя большую область систем управления технологическими процессами с разной степенью освобождения человека от функций контроля и управления.

АСУ ТП представляют собой качественно новую ступень развития средств и методов управления технологическими объектами, так как в них используются технологические и технико-экономические параметры и критерии, а не только технические, как это имело место ранее. В АСУ ТП воплощены достижения локальной автоматики, систем централизованного контроля, электронной и вычислительной техники. Кроме того, АСУ ТП производит общую централизованную обработку первичной информации в темпе протекания технологического процесса, после чего информация используется не только для управления этим процессом, но и преобразуется в форму, пригодную для использования на вышестоящих уровнях управления для решения оперативных задач.

Так как АСУ ТП выполняет и экономико-информационные функции, то она приобретает огромное значение в управлении агрегатами и процессами.




1. Описание конструкции конкретного объекта автоматизации и

технологического процесса.


Известь - один из ключевых элементов в жизни. Этот естественный материал вовлечен в производство большинства современных изделий. Производство стали, золота, серебра, меди и пластмасс, а также многих химических изделий и пищевых продуктов. Наиболее важные области применения извести и доломита извести:

  • Металлургия

  • Цветные металлы

  • Строительство

  • Химическая промышленность

  • Пищевая промышленность

  • Сельское хозяйство

  • Агрономия

  • Медицина

  • Обработка сточных вод.

По всему миру производится больше чем 120 миллионов тонн в год извести и доломита извести. Черная металлургия - первичный потребитель с ежегодным спросом приблизительно 40 миллионов тонн.

Высококачественный известняк содержит от 97 до 99 % СаСO3. Требует приблизительно 1.75 тонны известняка, чтобы произвести одну тонну известа. Высококачественный доломит содержит 40 - 43 % МgСО3 и 57 - 60 % СаСО3. Требует приблизительно 2 тонны доломитного известняка, чтобы произвести одну тонну доломитной извести.

Обжиг известняка и доломита - простой химический процесс. Нагрев карбоната и его разложение происходит согласно соответствующего уравнения.

СаС03 + приблизительно 3180 кДж (760 килокалорий) = СаО + СО2,

3) 2 + приблизительно 3050 кДж (725 килокалорий) - СаО(МgО) + 2 СО2,

Температура разложения зависит от парциального давления углеродистого диоксида в атмосфере процесса. В атмосфере газа сгорания, нормального давления и 25 % СО2, разложение известняка начинается при 810°С, в атмосфере 100 % С02, начальная температура разложения была бы 900°С. Доломит разлагается в двух стадиях, начинающихся приблизительно при 550°С для МgСО3 и приблизительно 810°С для СаСО3

Чтобы полностью обжигать известняк и не иметь ядро, теплота, через поверхности известняка должна проникнуть к ядру. Температура 900 °С должна быть достигнута в ядре по крайней мере в течение короткого периода времени, так как атмосфера внутри материала - чистый С02. Каменная поверхность должна быть нагрета больше чем нз 900 °С, чтобы поддержать требуемый температурный градиент и преодолеть эффект изолирования сожженного материала на поверхности известняка. При получении мягко-обожженной извести поверхностная температура не должна превысить 1100 1150°С, иначе произойдет рекристаллизация СаО и как следствие - более низкая реакционная способность продукта и изменения свойств обожженной извести.

Некоторая выдержка или время выдержки требуются, чтобы передать теплоту от газов сгорания до поверхности известняка и затем от поверхности до ядра известняка. Большие камни требуют более длительного времени обжига. Обжиг в более высоких температурах уменьшает необходимое время выдержки. Однако слишком высокие температуры неблагоприятно затронут реакционную способность изделия. Отношение между температурой горения и временем выдержки, требуемого для различного фракционного состава показывается далее.

Фракция Температура Обжига Приблизительное время

[Мм] [°С] [часы]

50 1200 0.7

1000 2.1

100 1200 2.9

1000 8.3

Оборудование для производства извести

Используются два типа обжиговых печей, чтобы обжечь известняк и доломит в современной промышленности:

Ротационные (вращающиеся) обжиговые печи

Вертикальные или шахтные печи.

Ротационные обжиговые печи с подогревателем, обычно перерабатывают известняк фракции 6-50 мм. Тепловой баланс этого типа обжиговых печей характеризован довольно высокими потерями с отходящими газами и через горловину обжиговой печи. Потери с отходящими газами находятся в диапазоне от 20 до 25% , потери через кожух обжиговой печи от 15 до 20% необходимого тепла. Только приблизительно 60% топливной энергии, подаваемой в обжиговые печи с подогревателем, используются для процесса обжига непосредственно.

Для всех типов вертикальных одношахтных печей имеет неустойчивость между теплотой, удалённой от зоны обжига и теплоты, требуемой в зоне прогрева. Даже с идеальным процессом обжига (с избытком воздуха 1.0) отходящий газ с температурой 100°С может быть только с известняком, содержащим меньше чем 88 % СаСОз. Однако, известь, произведенная из такого известняка, имеет ограниченную область применения. В известняках, на практике, намного более высокое содержание карбоната, более высокая температура отходящего газа при производстве, которая является последствием избытка теплоты в зоне прогрева. Как же может избыточная теплота, в зоне обжига обжиговой печи использоваться, чтобы минимизировать потребление теплоты и как современные типы обжиговой печи соответствуют этому аспекту. Совершенное решение этой проблеме - Прямоточно-Противоточная Регенеративная Обжиговая печь Извести (ППР - ОБЖИГОВАЯ ПЕЧЬ),

1.1 ППР - ОБЖИГОВАЯ ПЕЧЬ


Существуют два главных типа вертикальных шахтных печей. Одна шахта противостоит потоку, нагревающему обжиговую печь и шахта с параллельными потоками, нагревающими обжиговую печь. Стандарт ППР - ОБЖИГОВАЯ ПЕЧЬ - обжиговая печь с двумя шахтами чередуя горящее и не горящее действие шахты. Есть две ключевых характеристики ППР - ПЕЧИ:

1) параллельный поток горячих газов и камня в зоне обжига;

2) регенеративный прогрев всего воздуха для горения в процессе.

Обжиговая ППР - печь идеально подходит для производства мягко-обожженной, высоко реактивной извести и доломит извести из-за условий, созданных параллельным потоком камня и газов сгорания в "горящей шахте". Дополнительно, регенеративный процесс обеспечивает самое низкое потребление тепла всех современных обжиговых печей.

Поскольку количество охлаждения воздуха - не достаточно для полного сгорания топлива, дополнительный воздух, должен быть подан через боковые горелки. Как в этом типе обжиговой печи топливо подаётся в нижней части зоны обжига (где материал уже обожжен) температура в этой области значительно выше, чем требуется для производства высоко-реактивной извести.

В ППР обжиговых печах топливо подается в верхнюю часть зоны обжига и выхода газов сгорания, параллельно материалу. Поскольку топливо введено в верхний коней зоны обжига, где материал может поглощать большинство теплоты освобождаемой топливом температура в зоне обжига - обычно 950°С. Из-за этого, параллельное нагревание потока - лучшее решение по производству мягко-обожженной, реактивной извести и доломит извести.

Вторая важная характеристика ППР - ПЕЧИ - регенеративный подогрев воздуха для горения. В обжиговых печах со встречным потоками, воздух для горения - подогревается в охлаждающейся зоне в обожженной извести. Однако прогрев ограничен энтальпией извести. Во встречном процессе нагревания потока есть излишек теплосодержания годного к употреблению, содержимого в отходящем газе, который не восстановлен до истощения. Некоторые отдельные проекты шахтной печи, поэтому включили рекуператоры, чтобы возвратить это отработанное тепло, но такие теплообменники восприимчивы к разрушениям, вызванными пылью, содержащейся вгорячих отходящих газах.

Регенеративный процесс требует двух связанных шахт. Каждая шахта подчинена двум различным режимам работы, "горения" и "не горения". Одна шахта работает на "горение" и одновременно, вторая шахта работает в противотоке. Каждая шахта проводит равное количество времени в режимах работы "не горения" и "горения".






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.