Автоматическая система упреждения аварий (разрушения огнеупорной футеровки) мощных вращающихся печей

• Автор: Шубин, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 107 с. : ил.

Оглавление
Введение
Обзор способов и средств автоматического контроля состояния обмазки во вращающихся обжиговых печах, а также и подходов для ее автоматизированного восстановления.
Обзор особенностей технологического состояния футеровки и обмазки и их влияния на процесс обжига материала.

Обзор современных средств и методов контроля состояния обмазки и футеровки

Обзор методик анализа эксплуатационного состояния слоя обмазки и футеровки.

Обзор средств и методов восстановления обмазки. Современное состояние технологии и автоматического управления сложными технологическими процессами. Принципиальные схемы автоматизированной системы контроля сколов обмазки и ее восстановления Выводы по главе 1.
Характеристика печи как объекта управления, выявление сколов обмазки, оценка и математическое описание их развития.

Формальное описание процесса образования обмазки и ее разрушения.

Характеристика печи как объекта автоматического управления

2.3 Принцип многоканальной системы управления технологическим процессом с применением УВМ.
2.4 Схема извлечения информации о возникновении и эволюции скола обмазки.
2.5 Принципы расчета характеристик дефекта и прогнозирования его последующей эволюции.
2.6 Выводы по главе 2.
Глава 3 Математические принципы автоматизированного контроля состояния обмазки и футеровки вращающихся печей в процессе их работы, информационные структуры для представления и хранения сведений о сколах в памяти ЭВМ.
3.1 Основные понятия и определения теории излучения, тепловой контроль.
3.2 Принципы тепловизионного контроля состояния внешней поверхности корпуса вращающейся печи.
3.3 Математические методы автоматизированного контроля состояния обмазки и футеровки вращающихся печей в процессе их работы.
3.4 Алгоритм анализа эволюции процесса и структура базы данных.
3.5 Выводы по главе 3.
Глава4 Автоматизированное устранение сколов обмазки и футеровки вращающейся печи без ее остановки, функциональная схема автоматической системы.
4.1 Описание реализации предлагаемого способа восстановления сколов обмазки на футеровке вращающейся печи.
4.2 Методика автоматизированного устранения сколов обмазки
на футеровке вращающейся печи.
4.3 Структурная схема, ФСА, описание работы модели
прогнозирования роста дефекта обмазки.
4.4 Выводы по главе 4.
Заключение и выводы по работе.
Литература


В настоящее время управление процессом тепловой переработки материала во вращающихся печах на большинстве предприятий продолжает осуществляться оператором, без использования интеллектуальных автоматических систем, т. КиП выдает задание для корректировки процесса. На некоторых предприятиях функционируют системы автоматической стабилизации некоторых технологических параметров, например расхода шихты и топлива, температуры в отдельных зонах печи и т. Причем часто надежность контроля температуры в контролируемых зонах низка изза отказа традиционно применяемых, контактных технических средств термопар, термометров сопротивления и других средств по причине их высокого механического повреждения, влияния агрессивной среды, зарастания расплавленным слоем материала и низкой надежностью снятия с них информации. Попытки расчета температуры в зоне спекания вращающейся печи с помощью методов математического моделирования так же не увенчались успехом, так как проектные параметры самой вращающейся печи, существенно не стационарны во времени. Анализ процессов переработки материалов во вращающихся печах показал, что они тоже нестационарны. Отмеченные нестационарности обусловлены значительными и быстрыми изменениями как свойств печного агрегата, в частности, толщины обмазки и футеровки печи так и физикохимического свойства обжигаемого материала. Это усугубляется тем, что известные принципы и средства на которых строится система автоматического управления, неспособны дагь полную картину изменения температуры материала по всей длине печи, с одновременным учетом изменения характеристик футеровки и деформаций корпуса печи, а так же появившихся отложений внутри печи. Анализ причин ремонта футеровки показывает, что их значительная часть вызвана прогарами футеровки, вследствие несвоевременного выявления и восстановления обмазки. В свою очередь несвоевременное выявление обрушения и восстановление обмазки происходит изза отсутствия оперативных методов контроля за ее состоянием, устранением выявленных дефектов без остановки и охлаждения всей внутренней поверхности печи. Все эти факторы приводят к существенным потерям производительности, авариям, материальным и энергетическим затратам. Наиболее прогрессивные способы контроля состояния футеровки и обмазки используют косвенный показатель состояния футеровки тепловое излучение корпуса печи. Однако существующие методы контроля, основанные на регистрации этих параметров, мало информативны и используются с целью сигнализации о сложившейся аварийной ситуации. Поскольку, вопросы исследования механизмов образования и разрушения обмазки до настоящего времени недостаточно изучены, актуальными остались также вопросы разработки научно обоснованных способов оперативного восстановления обмазки без остановки работы вращающейся печи. В диссертации поставлена и решена актуальная задача создания способов, алгоритмов и автоматических систем своевременного выявления и устранения дефектов в теплозащитной обмазке вращающейся печи без остановки ее работы. Цель работы сокращение энергозатрат, повышение производительности, безопасности и безаварийности эксплуатации высокопроизводительных вращающихся печей. Разработка нового эффективного способа оперативного, автоматического контроля состояния обмазки футеровки печи, позволяющего предупредить аварию печного агрегата выявляя обрушение обмазки на ранней стадии, и нового способа автоматизированного ее восстановления без остановки печного агрегата. Методы исследованиях математическое моделирование для формального графоаналитического описания технологического процесса и выработки принципов его автоматизации методы теплового неразрушающего контроля и компьютерного зрения при разработке алгоритмов оперативного оценивания состояния обмазки в печи методы активного и пассивного эксперимента для идентификации характеристик процесса математическая статистика для обработки экспериментальных данных численные методы для создания компьютерных моделей и проверки эффективности созданных алгоритмов и автоматических систем и управления на реально действующих вращающихся печах.