Управление барабанными сушильными установками с расходящимися потоками теплоносителя : на примере сушки технического углерода

• Автор: Таххан Дирар
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕЗ
ГЛЛВЛ 1. АНАЛИЗ ЗАДАЧ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ СУШКОЙ ГРАНУЛИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1 Общее описание объекта исследования и задач управления сушкой.

1.2 Основные варианты организации тепловых потоков при сушке сыпучих материалов.

1.3 Анализ методов и систем автоматического управления гепловыми потоками в процессах сушки сыпучих материалов.

1.4 Постановка задачи исследований

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ УПРОЩЕННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ГРАНУЛИРОВАННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА.
2.1 Закономерности сушки гранул технического углерода и основные допущения математического моделирования
2.2 Математическая модель сушки влажных гранул технического углерода при прямоточном движении гранул и газа.
2.2.1 Математическая модель сушки влажных гранул технического углерода при прямоточном движении гранул и газа.
2.2.2 Математическая модель сушки влажных гранул технического углерода при противоточном движении гранул и газа.
2.3 Условия идеальности распределения тепловых потоков при конвективной сушке.
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОНВЕКТИВНОКОНТАКТНОЙ СУШКИ.
3.1 Идентификация коэффициентов теплоотдачи а и ад модели конвективной сушки.
3.2 Контактная составляющая тсилообменных процессов и гермовлажностный режим на участке падающей скорости сушки
3.3 Идентификации коэффициентов конвективноконтактной сушки
3.4 Ячеечная модель динамики сушки.
3.4.1 Задачи описания динамики.
3.7.2 Участок постоянной скорости сушки
3.7.3 Участок падающей скорости сушки
ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА СУШКИ
4.1 Анализ переходных режимов сушки в промышленных процессах.
4.2 Анализ результатов численных экспериментов.
4.3 Моделирование системы автоматического регулирования температурного режима.
4.4 Анализ результатов численных экспериментов по регулированию температурного режим.
ГЛАВА 5. УПРАВЛЕНИЕ ПРЯМОТОЧНОПРОТИВОТОЧНЫМ РЕЖИМОМ СУШКИ.
5.1 Математическое моделирование и организация управления процессом сушки с
прямогочноиротивоточным движением теплоносителя.
5.2 Устойчивость регулирования распределения расходов греющего газа но прямоточнопроивоточнои схеме
5.3 Разработка системы автоматического регулирования.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Ограничения на содержание ныли, остающейся в гранулированном материале и влажность последнего, накладывает потребитель товарного продукта. Верхнее значение температуры газов, выводимых из барабана, лимитируется теплостойкостью фильтровальных материалов и соображениями экономии топлива, израсходованного для получения тепловой энергии сушки. В современных системах управления на отечественных производствах технического углерода оперативное регулирование влажности и пылесодержания высушиваемого материала затруднено отсутствием средств автоматического контроля этих показателей в потоке. Напротив, значения температур газа и гранул на выходе из барабана измеряются автоматически на всех предприятиях отрасли. Поэтому критерием качества управления технологическим режимом в промышленной практике сушки считается точность стабилизации такого температурного профиля технического углерода по длине барабана, которым гарантируется выполнение указанных выше ограничений в диапазоне рабочих нагрузок аппарата. В свою очередь решение задачи стабилизации температурного профиля осложняется значительной инерционностью процесса и трудностью распределенного контроля температур внутри барабана . Другая задача повышения эффективности эксплуатации процесса заключается в уменьшении удельных энергетических затрат на его осуществление. Она связана с рационализацией схем распределения генерируемых для процесса тепловых потоков и методов управления ими. Ниже показано, что этими схемами и методами определяются возможности повышения производительности оборудования сушильных установок. В отечественной и мировой практике применялись и применяются различные способы и схемы организации движения материальных и тепловых потоков при сушке влажных гранул технического углерода. Сушильные установки внедрялись и совершенствовались по мере освоения предприятиями процессов мокрого гранулирования, начало которому было положено в х гг. Наиболее естественными представляются различные способы и аппараты для организации конвективного теплообмена как обеспечивающего наибольшую интенсивность теплопереноса при сушке . Поэтому первоначально для сушки гранул использовались барабанные сушильные установки с подачей теплового потока в полость барабана по отношению к механически перемещаемой за счет вращения барабана массе высушиваемых гранул. Пример сушильный установки для осуществления сушки прямотоком в барабанной сушилке схематически изображен нарис. Сушильный барабан установки представлял собой цилиндрический корпус, оснащенный передней и задней крышками 2 и 3, приводной 4 и опорными 5 станциями. Внутри корпуса были закреплены тангенциальные жалюзи 6, образующие внутреннюю оболочку барабана с постепенно увеличивающимся диаметром, что обеспечивает продвижение гранул при вращении барабана к разгрузочному бункеру 7. Влажные гранулы подавались на жалюзи по патрубку . Газы горения топлива жидкого или газообразного из выносной топки 8 вводились в пространство между корпусом и жалюзи под слой, а часть проходила над слоем гранул. Сушка влажных гранул в барабанах осуществлялась преимущественно конвективной составляющей теплопереноса, поскольку основная часть газов горения через щели между жалюзи проходила через слой гранул. Составляющая теплопереноса от контакта гранул с нагретыми жалюзи была намного слабее. Рис. Сушильный барабан МАС 1 корпус. Принятая организация движения тепловых и материальных потоков в барабане в приведенном варианте конструктивного исполнения сушильной установки не позволяет добиться ее высокой производительности. С ростом интенсивности потока газов обогрева растет степень разрушения гранул и уноса части их мелких фракций. Недос таточна и гибкости управления технологическим режимом вследствие невозможности регулирования распределения подвода тепла к высушиваемому материалу по длине барабана. Поэтому в отечественной практике, начиная с х гг. Управление распределением по длине конвективной составляющей теплового потока попрежнему отсутствовало. Кроме того, наиболее эффективная конвективная составляющая передачи тепла к гранулам была существенно уменьшена по отношению к контактной.