Автоматизация технологического процесса промышленного обжига природного гипса в агрегатах непрерывного действия

• Автор: Чеботаева, Екатерина Михайловна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ГИПСА И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ОБЖИГА СЫРЬЯ

1.1 Состояние и особенности развития технологии производства строительного гипса

1.2. Системы управления технологическими процессами производства строительного гипса.
1.3. Анализ физикохимических и технологических особенностей производства гипсовых вяжущих веществ.

1.4. Автоматическое управление обжигом природного гапса во вращающихся печах

1.5 Автоматическое управление обжигом природного гипса в печах кипящего слоя.

1.6 Автоматизация управления системой параллельно работающих обжиговых агрегатов

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.

2. ПРОЦЕССЫ ОБЖИГА ГИПСА В АГРЕГАТАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ .

2.1. Описание процесса обжига гипса в печи кипящего слоя.

2.2. Математическая модель процесса обжига гипса во вращающейся печи.
2.3. Определение условий максимального выхода целевого про дукта при обжиге гипса во вращающейся печи.
2.4. Определение условий максимального выхода целевого продукта при обжиге гипса в печи кипящего слоя
2.5. Анализ результатов математического моделирования процесса обжига
гипса в печах непрерывного действия.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В АГРЕГАТАХ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ГИПСА.
3.1. Задача разработки модели тепловых процессов
3.2. Синтез математической модели процессов тепловой обработки природного гипса
3.3. Управляемость и наблюдаемость объекта тепловой обработки гипса
3.4. Алгоритм оптимального управления процессом поддержания постоянной
температуры тсплопрогрева гипса.
3.5 Система автоматического управления теплопрогревом гипса с использованием нечеткой логики
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДОЗИРУЮЩИХ СИСТЕМ ЗАГРУЗКИ ПРИРОДНОГО ГИПСА В АГРЕГАТЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.
4.1. Структурная схема дозаторов с регулированием по производительности
4.2. Измерительные свойства весовых транспортеров при стандартных возмущениях
4.3. Измерительные свойства весовых транспортеров при случайном входном сигнале
4.4. Переходные процессы дозаторов с маятниковой подвеской.
4.5. Исследование дозаторов с маятниковой подвеской весового транспортера
4.6. Функционал оптимальности системы дозирования.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПРИРОДНОГО ГИП
5.1. Задачи исследования.
5.2.Схема моделирования дозатора с маятниковой подвеской
5.3 Моделирование динамических процессов.
5.4 Расчет функционала оптимальности.
5.5 Моделирование системы автоматического управления процессом тепловой обработки гипса
5.6 Моделирование адаптивной системы регулирования.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Большинство этих предприятий построено или реконструировано во второй половине прошлого века. На них производится болсс всей продукции. Наиболее крупные гипсовые комбинаты Новомосковский Тульская обл. Гипсобетон Московская обл. Пешеланский Нижегородская обл. Производственных процесс получения гипсовых вяжущих эго сложная динамическая система, состоящая из многих агрегатов, машин и механизмов, выполняющих различные технологические операции. Значения удельных затрат на производство гипсовых вяжущих материалов в различных тепловых агрегатах, приведенные в таблице 1. Таблица 1. Тепловые агрегаты Затс аты на 1 т. Втч кг. Гипсоварочные котлы большой емкости ,4 ,4 8. Видимо по этой причине гипсоварочные котлы получили наибольшее распространение на гипсовых заводах. Однако при этом необходимо отметить, что удельные энергозатраты на производство га пса в котлах колеблются по отношению к средней величине в значительных пределах, что связано с коэффициентом использования мощностей, видом применяемого топлива, состоянием обжиговых тепловых агрегатов, коэффициентом использования режимного фонда времени работы, видом сырья влажность, чистота, а также отсутствием поагрегатного контроля расхода топлива. Кроме того гипсоварочные котлы это агрегаты периодического действия, существешгьте недостатки которых общеизвестны 4. Тепловые агрегаты непрерывного действия имеют значительные преимущества перед периодическими возможность специализации оборудования для каждой технологической операции, стабилизация процесса обжига во времени, улучшение качества готовой продукции, легкость регулирования и, главное, возможность оперативной оптимизации. Неслучайно, при разработке новых и модернизации действующих технологических линий производства гипса проектировщики используют вращающиеся печи рис. Весьма перспективными тепловыми агрегатами являются печи кипящего слоя, которые все чаще начинают применять для обжига гипса рис. Печи кипящего слоя, по сравнению с другими тепловыми агрегатами, обеспечивают наибольшую интенсивность теплообмена и физикохимических процессов протекающих в обрабатываемом сырье. Они применяются для обжига частиц размером примерно до мм, но особенно эффективны при обработке гипсовых порошков. Развитие технологии получения гипса в тепловых агрегатах непрерывного действия потребовало создания более совершенных систем управления, чем локальные системы автоматизации, функции которых ограничиваются централизованным контролем, противоаварийпой защитой и автоматическим регулированием стабилизацией или изменением по заданной программе основных технологических параметров 5. Принципиально новые системы получили название автоматизированных систем управления производством строительных материалов АСУ Г1СМ. Обжиг строительного гипса это технологический процесс теп ловой обработки сырья при определенных температурах, осуществляемый с целью получения вяжущих материалов с заданными свойствами. Рис. Нагревание происходит в результате теплообмена между частицами материала и окружающей средой. В начале процесса его скорость зависит от скорости подвода теплоты к поверхности частиц и уже при незначительном нагревании начинается испарение гигроскопической влаги. Начиная с С от молекул гипса отщепляются молекулы кристаллизационной влаги, однако при этих темературах процесс обезвоживания протекает очень медленно. Интенсивная дегидратация пшса начинается при температурах свыше 5 С. Са4 2Н Са 0,5Н2О 1,5Н 1. Са5О,5Н2О Са4 1,5Н 1. Следовательно, в процессе дегидратации образуются водные полугидраты и безводные ангидриты сульфаты кальция, которые имеют модификации аи р полугидратов. Они отличаются друг от друга структурой, реакционной способностью, сроками схватывания и твердения, различной способностью к поглощению воды и механической прочностью, и обуславливают различное качество гипсовых вяжущих. Образование аполугидрата происходит при температуре С под давлением в атмосфере, насыщенной водяными парами, или в жидкой среде, а полугидрата при 5 С в атмосфере, не насыщенной парами воды. С полностью обезвоживаются, но сохраняют кристаллическую решетку.