Введение к работе
Актуальность. Основными направлениями экономическо-и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года предусматривается повышение эффективности мер по охране природы и атмосферного воздуха за счет совершенствования технологических процессов, внедрения высокоэффективных установок для очистки промышленных и других выбросов.
В настоящее время в системах газоочистки промышленных предприятий используются различные типы пылеулавливающих аппаратов, среди которых роторные зернистые фильтры имеют наилучшие технико-экономические показатели, поскольку они способны работать в широком диапазоне температур на абразив'ых и слипающихся пылях при высоких удельных газовых нагрузках. Однако отсутствие эффективного механизма регенерации фильтрующей перегородки, особенно в условиях изменяющихся технологических параметров очищаемого газового потока, является одним из препятствий на пути интенсификации процесса газоочистки роторными зернистыми фильтрами.
Фильтрующая перегородка зернистого фильтра является сложной системой тел, связанных между собой процессом газоочистки и процессом движения вместе с ротором и относительно ротора. Обилие связей, наложенных на каждую гранулу фильтрующей: перегородки, обусловливает влияние последней на электропривод роторного зернистого фильтра, который, в свою очередь, влияет на состояние фильтрующей перегородки, являясь источником ее движения. Это обстоятельство привело к разработке способа инерционного ворошения фильтрующей перегородки роторного зернистого фильтра, позволяющего интенсифицировать процесс ее регенерации за
I.
счет движения ротора по закону инерционного ворошения, которое организуется его электроприводом.
Основной трудностью при практической реализации предложенного способа является нсстационарность момента инерции ротора. Вариации момента инерции ротора не только приводят к изменению динамических свойств его электропривода, но и являются источником дополнительного движения ротора, которое при инерционном ворошении всегда нежелательно Обеспечение же требуемой точности движения ротора зернистого фильтра по закону инерционного ворошения возможно только с помощью электропривода, обладающего ограниченной чувствительностью к вариациям момента инерции ротора.
Целью работы является интенсификация регенерации фильтрующей перегородки зернистого фильтра за счет организации движения его ротора по закону инерционного ворошения с помощью электропривода с ограниченной чувствительностью к вариациям момента инерции ротора и внешним возмущающим воздействиям.
Поставленная цель требует решения следующих задач.
-
Разработка и исследование математической модели электромеханической части зернистого фильтра.
-
Разработка программного электропривода роторного зернистого фильтра с ограниченной чувствительностью к вариациям момента инерции ротора и внешним возмущающим воздействиям.
-
Экспериментальная проверка предложенного способа инерционного ворошения, полученных закономерностей и работоспособности электропривода роторного зернистого фильтра.
Методы и средства выполнения исследований. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использовался аппарат теории автоматизированного электропривода, теории автоматического управления, дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, методы численного решения на ЭВМ систем нелинейных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Соответствие движения зернистого материала фильтрующей перегородки способу инерционного ворошения устанавливалось с помощью репродукционного устройства.
В соответствии с поставленной целью в диссертации получены новые научные результаты.
1. Разработан способ инерционного ворошения фильтрующей перегородки роторного зернистого фильтра.
2 Разработана математическая модель электромеханнче-к и :-ст ' зернистого фильтра с учетом нестационарности момент-: инерции его ротора.
-
Разработаны критерии оценки влияния на динамические свойства электромеханической части зернистого фильтра ее стационарных параметров.
-
Разояб~тан программный электропривод роторного зернистого ф".пьтр'\ состоянии"! из программного устройства, (Ьормпрующегр определяемую законом инерционного вороше-гня диаграмму управляющего воздействия, и системы автоматического регулирования (CAP) угловой скорости электропривода роторного зепнистого фильтра с ограниченной чувствительностью к вариациям момента пнерпии ротора и внеш-мм возмущениям.
Г). Методика определения параметров силовой части электропривода пятерного зернистого фильтра.
6 Разработано репродукционное устройство для исследования характера движения зернистого материала ротора зернистого фп"ьтра.
7. Методика экспериментального исследования процесса инерционного ворошения.
Практическая ценность работы определяется тем, что разработанный электропривод роторного зернистого фильтра позволяет орг."ннзоп"ть движение ротора по закону инерционного ворошения гри постоянно действующих внешних и внутренних гозмущеннях и тем самым реализовать предложенный Д"я интенсификации процесса регенерации фильтрующей перегородки способ се инерционного ворошения. Критерии оценки качества переходных процессов в электромеханической части роторного зернистого фильтра могут быть использованы для анализа и синтеза электромеханических систем. САР угловой скорости электропривода роторного зернистого фильтра с ограниченней чувствительностью к вариациям момента инерции ротора может быть использована в электроприводах главного дв"жеиия металлообрабатывающих станков, машин в горнорудной проуышленности, разливочных ковшей, рольгангов, сепараторов, центрифуг, полиграфических машин и других механизмов, изменения моментов инерции которых в процессе работы отрицательно влияет на точность организации заданного движения. Репродукционное устройство для исследования характера движения зернистого материала
может быть использовано при проектировании роторных зернистых фильтров и оптимизации их существующих конструкций, а также для исследования процессов гранулирования и смешивания зернистых и порошкообразных материалов, двп жения материала в сушильных барабанах и мельницах.
Способ инерционного ворошения и программный электропривод используются в НПО «Союзстромэкология» в экспериментальной установке с роторным зернистым фильтром для изучения процесса обеспыливания отходящих газов и выбора оптимальных конструктивных решении по его аппаратному оформлению.
К защите представляются следующие основные положения.
-
Способ инерционного ворошения фильтрующей перегородки роторного зернистого фильтра.
-
Математическая модель электромеханической части зернистого фильтра.
-
Критерии оценки качества переходных процессов в электромеханической части зернистого фильтра.
-
[Программное устройство, формирующее диаграмму управляющего электроприводом роторного зернистого фильтра воздействия.
-
САР угловой скорости электропривода роторного зернистого фильтра с ограниченной чувствительностью к вариациям момента инерции ротора и внешним возмущающим воздействиям.
-
Методика определения параметров силовой части электропривода роторного зернистого фильтра.
-
Репродукционное устройство для исследования характера движения зернистого материала в роторе зернистого фильтра.
-
Методика экспериментальных исследований процесса инерционного ворошения.
Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов Краснодарского политехнического института (1984, 1985, 1986 гг.); на совместном семинаре «Пути повышения эффективного использования электрической и тепловой энергии в промышленностях: цементной, стройматериалов, керамической и стекольной» Краснодарских краевых правлений ВНТОЭ и ВХО (Краснодар, 1987 г.); от-
мечены премиями Краснодарского краевого правления ВНТОЭ по итогам конкурса «Лучшие производственные и исследовательские работы» (Краснодар, 1986 и 1988 гг.), дипломом Центрального правления ВНТОЭ по итогам Всесоюзного конкурса «На лучшую разработку предложений молодых ученых и специалистов в области развития научно-технического прогресса в энергетике п электротехнической промышленности» (Ленинград, 1988 г.). Система автоматического управления движением ротора зернистого фильтра и репродукционное устройство для определения характера движения сыпучего наполнителя зернистого фильтра для очистки газов экспонировались на Краснодарской краевой ВДНХ и удостоены дипломов первой степени комитета выставки.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы монография, 6 печатных работ, получено 6 авторских свидетельств СССР на изобретения.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, чеіьірех глав, заключения и списка литературы. Раї.ота изложена на 125 страницах, включая 3 таблицы и 36 рисунков. Список литературы содержит 100 наименований.
