Open AccessMODELING A CLINKER FURNACE MONITORING SYSTEM
Author(s) -
В. В. Шухин,
М. С. Насуханов,
М. С. Бараев
Publication year - 2020
Publication title -
vestnik ggntu. tehničeskie nauki
Language(s) - English
Resource type - Journals
ISSN - 2686-7567
DOI - 10.34708/gstou.2020.95.80.002
Subject(s) - kiln , clinker (cement) , cement , energy consumption , calcination , rotary kiln , waste management , heat transfer , environmental science , cement kiln , process engineering , engineering , mechanical engineering , materials science , metallurgy , portland cement , mechanics , chemistry , electrical engineering , biochemistry , physics , catalysis
Вращающиеся печи используются для преобразования кальцинированной сырьевой смеси в цементный клинкер. В этой статье рассматривается система контроля и управления клинкерной вращающейся печью посредством трехмерной модели для моделирования ключевых процессов, происходящих в твердом слое клинкерных печей. Эта система опирается на математическую модель, состоящую из пяти операционных уровней: три слоя для мониторинга состояния печи и два для ее системы управления. Изменение высоты слоя и образование расплава в горячей зоне внутри печи были учтены. Энергетический баланс (включая кондуктивный, конвективный и радиационный теплообмен) определялся на основе квазистационарного приближения. Численные эксперименты проводились с целью исследования влияния основных рабочих и проектных параметров на потребление энергии печи. Модель можно использовать для мониторинга температурного профиля внутри печи, для снижения потребления энергии на тонну клинкера. Модель и результаты, рассматриваемые в данной статье, обеспечивают настройку системы управления печи обжига клинкера. Rotary kilns are used to convert calcined raw materials into cement clinker. This article discusses a control and management system for a clinker rotary kiln through a 3D model to simulate key processes occurring in the solid bed of clinker kilns. This system is based on a mathematical model consisting of five operating levels: three layers for monitoring the state of the furnace and two for its control system. The change in the layer height and the formation of melt in the hot zone inside the furnace were taken into account. The energy balance (including conductive, convective and radiative heat transfer) was determined on the basis of a quasi-stationary approximation. Numerical experiments were carried out to investigate the influence of the main operating and design parameters on the energy consumption of the furnace. The model can be used to monitor the temperature profile inside the kiln to reduce energy consumption per tonne of clinker. The model and results discussed in this article provide tuning of the clinker kiln control system.