ЖУРНАЛ «СТА» №3/2002

СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИ Я / Т ЯЖЕ ЛА Я П Р ОМЫШЛ Е ННОС Т Ь 21 СТА 3/2002 www.cta.ru В начале 90х годов предпринима- лись попытки автоматизации регули- рования процесса обжига, в частности, на печах 78 ЦМП3 (ЦМП — цех маг- незиальных порошков) с помощью си- стемы САРА. Успех данной системы также был весьма ограниченным: ка- което время процесс шел в пределах установленных границ режима обжига, а потом печь «глохла», так как процесс выходил за допустимые границы и тре- бовалось вмешательство обжигальщи- ка. Новый этап развития систем управ- ления режимом обжига начался в мае 1993 года после установки системы МАИС. Система контроля и управле- ния вращающейся печью прошла в своем развитии четыре этапа: ● установка IBM РС совместимого контроллера на вращающейся печи 7 ЦМП3 для демонстрации возмож- ности управления печью через ком- пьютер (февраль 1993 года); ● переход к управлению комплексом печей 78 ЦМП3 с применением методов распределенной сетевой об- работки данных, исполнители НТЦ «Лидер» (г. Озерск) и ОАО «Комби- нат Магнезит» (г. Сатка), проект ПКИ УРМА (г. Екатеринбург, ноябрь 1995 года); ● установка системы контроля и уп- равления печами 46 ЦМП3 и пер- вой версии регулятора теплового ре- жима (октябрь 1996 года); ● замена контроллеров системы кон- троля и управления печей 46 ЦМП3 на контроллеры MicroPC (январь 2001 года). После первых дней эксплуатации си- стемы стало очевидным, что эффек- тивность внедрения будет зависеть от того, удастся ли решить важнейшие за- дачи оптимизации хода технологичес- кого процесса обжига на уровне, недо- стижимом для человекаоператора, и минимизации влияния человеческого фактора на результаты производствен- ного процесса в целом. К РАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЖИГА Процесс обжига сырого магнезита во вращающейся печи является чрезвы- чайно сложным, с точки зрения воз- можности автоматизации (рис. 2). Ес- ли рассматривать процесс обжига, не вникая в детали, то он представляет со- бой процесс термического разложения сырого магнезита, усложненный нали- чием разного рода примесей в составе исходного сырья и значительным вли- янием газодинамических характерис- тик печи. Процесс обжига сырого маг- незита сопровождается нагревом маг- незита, испарением влаги, содержа- щейся в сыром магнезите, плавлением легкоплавких примесей и т.д. В ходе обжига сырого магнезита про- исходит уменьшение толщины слоя, снижение объёма материала, причем степень изменения объёма материала зависит от большого числа факторов, наиболее значимыми из которых явля- ются химический и фракционный со- став поступающего сырья, распределе- ние температур по длине печи, или тем- пературный профиль печи (положение и протяженность зон подогрева, каусти- зации, обжига), условия течения потока газов в пространстве печи. Различие сте- пени изменения объёма материала при- водит к изменениям условий течения потока газов и, как следствие, газодина- мических характеристик печи в целом. Нестабильность газодинамических характеристик печи вызывает отклоне- ния в режиме горения топлива, вслед- ствие чего изменяется положение фа- кела, влияющее на положение зоны обжига. Температура в этой зоне и её положение в значительной степени оп- ределяют производительность печи и качество порошка на выходе. Процесс обжига во вращающихся печах, работающих на смеси каустиче- ского и сырого магнезита, является бо- лее сложным: кроме обжига сырья, происходит спекание каустического магнезита, часть подаваемого каусти- ческого магнезита уносится потоком отходящих газов за пределы рабочей зоны печи; при этом соотношение ко- личества каустического магнезита, по- даваемого в печь, и количества порош- ка на выходе из печи составляет при- близительно 1,31,5, а при обжиге сы- рого магнезита аналогичное соотноше- ние равно 2,22,6. У ПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА Процесс обжига во вращающейся печи, работающей на смеси, может уп- равляться по пяти каналам: ● регулирование загрузки сырого маг- незита; ● регулирование загрузки каустическо- го магнезита; ● регулирование расхода топлива (природного газа); ● регулирование разрежения в пыле- вой камере; ● регулирование скорости вращения печи. В литературе описываются и практи- чески применяются всевозможные способы управления печью, основан- ные на отдельном или комбинирован- ном с другими использовании пере- численных каналов регулирования. Практики, профессионально зани- мающиеся управлением процессом об- жига, в течение длительного периода времени применяли и применяют в на- стоящее время управление процессом обжига посредством использования всех пяти каналов регулирования. Традиционное управление ходом технологического процесса Традиционно управление процессом обжига в нормальном режиме происхо- дит следующим образом: Рис. 2. Схема технологического процесса во вращающейся печи