EP0943881B1 - Verfahren zum Regeln der Fördergeschwindigkeit eines Rostkühlers - Google Patents

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EP0943881B1 EP98104947A EP98104947A EP0943881B1 EP 0943881 B1 EP0943881 B1 EP 0943881B1 EP 98104947 A EP98104947 A EP 98104947A EP 98104947 A EP98104947 A EP 98104947A EP 0943881 B1 EP0943881 B1 EP 0943881B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
    • F27D15/0206—Cooling with means to convey the charge
    • F27D15/0213—Cooling with means to convey the charge comprising a cooling grate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices

Definitions

  • grate coolers for fuel for example for cooling cement clinker
  • the effectiveness of grate coolers for fuel is of the uniformity of the Rust occupancy dependent on the refrigerated goods. Is the thickness of the Gutbetts unevenly, so it is from below through the grate driven cooling air mainly those areas of the material bed flow through a smaller thickness and consequently a have lower flow resistance.
  • the Layer height is determined, for example, by means of gamma radiation meters ("ZEMENT-LALK-GIPS" 1967, 152-156) or about the weight the grate occupancy (DE-A-195 41 455) determined. It is also proposed been the conveying speed of the cooling grate depending on the flow resistance in the initial area of the same to regulate (US-A-2 084 976; "CEMENT-LIME-GYPSUM” 1974, 559-564).
  • the invention improves the cooler operation in that the Conveying speed depends on both the height of the refrigerated goods bed as well as the flow resistance becomes.
  • Another advantage of the invention is that when The conveyor movement falls below a minimum clinker bed height the rust can be stopped. In the event of business interruptions is caused by the rust also in the initial area is covered with good. This prevents that hot goods when restarting on the unprotected grate falls, and the thermal load on the grate plates when restarting is reduced.
  • the invention leads to an equalization of the grate occupancy and a better economic use of cooling air due to the lower fluctuation in the temperature of the secondary air fed into the furnace.
  • the height of the refrigerated goods bed is the more important Influencing variable is. Therefore, it preferably gets stronger acted as the flow resistance. In practice, this can be achieved in that the Height of the refrigerated goods bed as a reference variable and the flow resistance used as a disturbance variable or correction variable becomes.
  • the current flow resistance not or not exclusively used immediately, but instead or additionally its first derivative or its deviation from Long-term value.
  • the flow resistance and / or its first derivative are therefore used as a correction variable based on the clinker bed height specified setpoint of the conveying speed, to influence the grain on the heat transfer compensate and an almost constant energy return in the oven and, if necessary, an equalization of the To allow heat exchange. If the pressure resistance in the Clinker, the target value of the clinker bed height is correctively increased, to improve heat exchange. If the Pressure resistance in the refrigerated goods bed becomes the setpoint for the bed height decreased to keep the heat exchange at a constant level to keep.
  • the flow resistance is also possible to consider the flow resistance as Use the reference variable and the layer height as a correction variable. Furthermore, the change in time can also occur in both cases the layer height can be included in the regulation.
  • the term rules means first Line in line with common terminology influencing the conveying speed in closed Control loop.
  • the interference is said to be more open Loop that is commonly referred to as taxes not be excluded.
  • the radiator for example, known radars are suitable.
  • the flow resistance in the initial area of the cooler results from the constant regulated used there Cooling air volume and the resulting differential pressure between the supplied air and the grate top space or (simplifying) from the counter pressure.
  • the conveying speed of a cooling grate's sliding grate Cement clinker is to be regulated so that a layer height of 600 mm, if there is a value of the flow resistance is measured, which corresponds to this layer height as normal was predetermined, for example 60 mbar. Is at this layer height a lower flow resistance measured, for example 50 mbar, the controller changes the Target value of the layer height to 650 mm.

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Description

Die Wirksamkeit von Rostkühlern für Brenngut, beispielsweise zum Kühlen von Zementklinker, ist von der Gleichmäßigkeit der Rostbelegung durch das Kühlgut abhängig. Ist die Dicke des Gutbetts ungleichmäßig, so wird die von unten durch den Rost getriebene Kühlluft vorwiegend diejenigen Bereiche des Gutbetts durchströmen, die eine geringere Dicke und folglich einen geringeren Durchströmungswiderstand haben. Die Bereiche, in denen die Dicke des Kühlgutbetts größer ist, werden gegebenenfalls unzureichend gekühlt bzw. es muß ein größerer Kühlaufwand getrieben werden, um eine hinreichende Abkühlung selbst in den schwächer durchströmten Bereichen des Gutbetts zu erzielen. Da der Abwurf des zu kühlenden Brennguts aus dem vorgeschaltenen Ofen in den Anfangsbereich des Kühlers in der Regel nicht völlig gleichmäßig erfolgt, muß mit ungleichmäßiger Rostbelegung gerechnet werden.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, die Höhe der Kühlgutschicht im Anfangsabschnitt des Rosts zu messen und die Fördergeschwindigkeit des Rosts so zu regeln, daß eine möglichst gleichmäßige Schichthöhe erreicht wird. Die Schichthöhe wird beispielsweise mittels Gammastrahlungsmessern ("ZEMENT-KALK-GIPS" 1967, 152-156) oder über das Gewicht der Rostbelegung (DE-A-195 41 455) bestimmt. Ferner ist vorgeschlagen worden, die Fördergeschwindigkeit des Kühlrosts abhängig vom Durchströmungswiderstand im Anfangsbereich desselben zu regeln (US-A-2 084 976; "ZEMENT-KALK-GIPS" 1974, 559-564). In Perioden geringen Kühlgutanfalls, die bei konstanter Fördergeschwindigkeit zu Bereichen geringer Rostbelegung führen würden, wird die Fördergeschwindigkeit des Rosts verringert, in Perioden verstärkten Kühlgutanfalls verfährt man umgekehrt. Jedoch hat sich erwiesen, daß die auf diese Weise erzielbare Verbesserung sehr begrenzt ist. Das liegt daran, daß der Durchströmungswiderstand nicht nur von der Dicke des Kühlgutbetts abhängt, sondern auch von dessen Korngrößenverteilung, die gleichfalls mit Schwankungen des Ofenbetriebs unterschiedlich ausfallen kann. Je gröber das Klinkerkorn ist, um so geringer ist bei gleicher Höhe des Kühlgutbetts der Durchströmungswiderstand. Wenn beispielsweise grobe Ofenansatzbrocken anfallen, ist der gemessene Durchströmungswiderstand vergleichsweise gering, was bei durchströmungsabhängiger Regelung zu einer Verringerung der Fördergeschwindigkeit des Kühlrosts führt mit der Gefahr der Überfüllung des Rosts.
Die Erfindung verbessert den Kühlerbetrieb dadurch, daß die Fördergeschwindigkeit abhängig sowohl von der Höhe des Kühlgutbetts als auch des Durchströmungswiderstands geregelt wird.
Durch den Einfluß der Höhe des Kühlgutbetts werden die Schwächen, die bei alleiniger Berücksichtigung des Durchströmungswiderstands unvermeidlich sind, reduziert. So wird in dem soeben genannten Beispiel des Anfalls grober Ofenansatzbrocken die Messung einer entsprechend großen Höhe des Kühlgutbetts die Tendenz zu einer Beschleunigung der Fördergeschwindigkeit bewirken, durch die der gegensinnige Einfluß des geringeren Durchströmungswiderstands zumindest wettgemacht wird. Es wird vermieden, daß der Kühlereinlaufschacht mit groben Ofenansatzbrocken überfüllt und der Antrieb des Kühlerrosts überlastet werden könnte, was einen Ofenstillstand zur Folge hätte.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß beim Unterschreiten einer Mindestklinkerbetthöhe die Förderbewegung des Rosts gestoppt werden kann. Im Falle von Betriebsunterbrechungen wird dadurch bewirkt, daß der Rost auch im Anfangsbereich mit Gut bedeckt ist. Dadurch wird verhindert, daß heißes Gut beim Wiederanfahren auf den ungeschützten Rost fällt, und die thermische Belastung der Rostplatten beim Wiederanfahren wird vermindert.
Die Erfindung führt zu einer Vergleichmäßigung der Rostbelegung und zu einer wärmewirtschaftlich besseren Kühlluftausnutzung infolge der geringeren Schwankung der Temperatur der in den Ofen geführten Sekundärluft.
Es hat sich gezeigt, daß die Höhe des Kühlgutbetts die wichtigere Einflußgröße ist. Sie wird deswegen vorzugsweise stärker zur Einwirkung gebracht als der Durchströmungswiderstand. In der Praxis kann dies dadurch verwirklicht werden, daß die Höhe des Kühlgutbetts als Führungsgröße und der Durchströmungswiderstand als Störgröße bzw. Korrekturgröße verwendet wird. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der momentane Durchströmungswiderstand nicht oder nicht ausschließlich unmittelbar eingesetzt, sondern statt dessen oder zusätzlich seine erste Ableitung oder seine Abweichung vom Langzeitwert.
Der Durchströmungswiderstand und/oder seine erste Ableitung werden somit als Korrekturgröße auf den von der Klinkerbetthöhe vorgegebenen Sollwert der Fördergeschwindigkeit aufgeschaltet, um den Körnungseinfluß auf den Wärmeübergang zu kompensieren und eine annähernd konstante Energierückführung in den Ofen und gegebenenfalls eine Vergleichmäßigung des Wärmeaustauschs zu ermöglichen. Sinkt der Druckwiderstand im Klinker, wird der Sollwert der Klinkerbetthöhe korrektiv angehoben, um den Wärmeaustausch zu verbessern. Steigt der Druckwiderstand im Kühlgutbett, wird der Sollwert der Betthöhe vermindert, um den Wärmeaustausch auf einem konstanten Niveau zu halten.
Jedoch ist es auch möglich, den Durchströmungswiderstand als Führungsgröße und die Schichthöhe als Korrekturgröße zu verwenden. Ferner kann auch in beiden Fällen die zeitliche Änderung der Schichthöhe in die Regelung einbezogen werden.
Der Begriff Regeln meint im vorliegenden Zusammenhang in erster Linie in Übereinstimmung mit der üblichen Terminologie die Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit in geschlossener Regelschleife. Jedoch soll die Beeinflussung in offener Schleife, die üblicherweise als Steuern bezeichnet wird, dadurch nicht ausgeschlossen sein.
Für die Messung der Höhe des Kühlgutbetts im Anfangsbereich des Kühlers eignen sich beispielsweise bekannte Radargeräte. Der Durchströmungswiderstand im Anfangsbereich des Kühlers ergibt sich aus dem dort eingesetzten konstant geregelten Kühlluftvolumen und dem sich dabei ergebenden Differenzdruck zwischen der zugeführten Luft und dem Rostoberraum oder (vereinfachend) aus dem Gegendruck.
Unter der Fördergeschwindigkeit ist im vorliegenden Zusammenhang die Geschwindigkeit der Rostbewegung zu verstehen. Bei einem Schubrost entspricht diese dem Produkt aus Schublänge und Frequenz der oszillierenden Schubbewegung. Sie kann von der Transportgeschwindigkeit des darauf befindlichen Kühlgutbetts abweichen.
Beispiel:
Die Fördergeschwindigkeit des Schubrosts eines Kühlers für Zementklinker ist so zu regeln, daß sich eine Schichthöhe von 600 mm ergibt, sofern dabei ein Wert des Durchströmungswiderstands gemessen wird, der dieser Schichthöhe als normal entsprechend vorbestimmt wurde, beispielsweise 60 mbar. Wird bei dieser Schichthöhe ein geringerer Durchströmungswiderstand gemessen, beispielsweise 50 mbar, so ändert der Regler den Sollwert der Schichthöhe auf 650 mm.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Regeln der Fördergeschwindigkeit eines Rostkühlers abhängig vom Zustand des Kühlgutbetts im Anfangsbereich des Kühlers unter Berücksichtigung des Durchströmungswiderstands, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördergeschwindigkeit sowohl abhängig von der Höhe des Kühlgutbetts als auch vom Durchströmungswiderstand im Anfangsbereich des Kühlers geregelt wird, nämlich mit der Tendenz zur Beschleunigung der Fördergeschwindigkeit bei Feststellung einer großen Höhe der Kühlgutschicht und umgekehrt sowie mit der Tendenz zur Beschleunigung der Fördergeschwindigkeit bei Feststellung eines großen Durchströmungswiderstands und umgekehrt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Kühlgutbetts als Führungsgröße und der Durchströmungswiderstand als Korrekturgröße verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung der Fördergeschwindigkeit statt des Durchströmungswiderstands bzw. der Höhe des Kühlgutbetts oder zusätzlich zum Durchströmungswiderstand bzw. der Höhe des Kühlgutbetts die zeitliche Änderung des Durchströmungswiderstands bzw. der Höhe des Kühlgutbetts verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung der Fördergeschwindigkeit statt des Durchströmungswiderstands und/oder der Höhe des Kühlgutbetts oder zusätzlich zum Durchströmungswiderstand bzw. zusätzlich zur Höhe des Kühlgutbetts die Abweichung des Durchströmungswiderstands bzw. der Höhe des Kühlgutbetts von ihrem Langzeitwert verwendet wird.
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