Регулирование расхода воздуха

Поддержание постоянной скорости газа в слое и расхода воздуха является одним из основных условий для нормального протекания процесса сушки. Значительные колебания гидродинамики слоя приводят к понижению расхода воздуха ниже уровня, определенного для конкретного материала. Когда расход воздуха превышает это значение, это приводит к увеличению выноса продукта из слоя, из-за чего нагрузка на пылеулавливающие устройства возрастает и увеличиваются потери материала.

На всасе вентилятора предусмотрен лепестковый направляющий аппарат, он осуществляет регулировку количества подаваемого воздуха вентилятором. Направляющий аппарат управляется дистанционно. При эксплуатации промышленных сушильных аппаратов была установлена следующая зависимость: когда сопротивление слоя и величина разрежения в верхней части установки стабилизируются, то количество подаваемого воздуха практически неизменно в течение длительного времени и корректировка требуется очень редко. Существенное изменение подачи воздуха нужно только при возникновении аварийных ситуаций (непродолжительные остановки и т.п.). Из этого следует, что автоматического регулирования общего расхода воздуха не требуется и достаточно только дистанционного управления. Расход топлива и воздуха в топке измеряются довольно точно, поэтому экономичности горения можно достигнуть путем поддержания соотношения топливо-воздух на постоянном значении.

Рис. 1 - Схема технологического контроля сушки в аппарате кипящего слоя. Приборы контроля: 1 - давления газа; 2 - расхода газа; 3 - напора общего воздуха; 4 - расхода общего воздуха; 5 - расхода первичного воздуха; 6 - уровня влажного материала в бункере; 7 - температуры теплоносителя; 8 - температуры слоя; 9 - сопротивления (высоты) слоя; 10 - разрежения в аппарате; 11 - температуры отходящих газов; 12 - давления перед дымососом; 13 - расхода сухого продукта.

Подаваемый вентилятором воздух распределяется следующим образом. Первичный используется для сжигания топлива. Вторичный идет на разбавление топочных газов до достижения температуры теплоносителя. На рис. 1 указан клапан 12, за счет которого осуществляется распределение воздуха, и регулятор соотношения 16, который управляет клапаном 12.

При проведении анализа динамических свойств аппаратов сушки солей было установлено, что по некоторым каналам связи («влажность/загрузка/расход и температура  теплоносителя температура в слое») псеводоожиженный слой можно заместить апериодическим звеном. Коэффициент усиления звена и const времени зависят от свойств материала и режимных показателей процесса.

По каналам связи «загрузка/выгрузка сопротивление слоя» псевдоожиженный слой замещается интегрирующим звеном с определяемыми площадью решетки коэффициентами усиления.

Для регулирования параметров установки кипящего слоя рекомендуется применять регуляторы пропорционально-интегрального типа. Это было установлено в результате анализа качества и устойчивости процессов регулирования. Лучше всего использовать электронные регуляторы.

Если в качестве топлива для установки используется природный газ, тогда должна быть предусмотрена и стандартная система защитной автоматики (на рис. 1 она не отображена).

Со щита управления оператора нужно обеспечить дистанционное управление несколькими параметрами:

1) расход всего воздуха;
2) расход продукта (влажного и сухого);
3) расход газа;
4) расход воздуха для горения.

На этом щите должна быть аварийная, технологическая сигнализация и дистанционное управление двигателями установки. Некоторые из функций регулирования не автоматизированы и этим занимается обслуживающий персонал предприятия.

Для установок с небольшой производительностью допускается частичное ручное регулирование. При редких и незначительных колебаниях нагрузки и расхода топлива можно дистанционно проводить корректировку соотношения «топливо первичный воздух».

Регуляторы сопротивления слоя и температуры должны обязательно присутствовать в системе автоматизации. Это минимальные требования.

Схема автоматизации сушки должна включать в  себя контроль еще нескольких параметров (рис. 3):

1) температура уходящих газов;
2) начальная температура теплоносителя;
3) температура слоя;
4) расход общего воздуха;
5) расход воздуха для горения;
6) расход топлива для установки;
7) уровень продукта в бункере;
8) давление в установке и перед дымососом;
9) сопротивление слоя.

Материал подготовлен по книге: И.Я. Каганович, А.Г. Злобинский. Промышленные установки для сушки в кипящем слое. Издательство "Химия" Ленинградское отделение, 1970 г, 176 с.