Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Системный анализ параметров оптимального управления процессом обжига керамического кирпича в туннельных печах 13
1.1. Параметрический анализ конструктивных особенностей туннельных печей 13
1.1.1. Сравнительный анализ действующих туннельных печей для обжига керамического кирпича 13
1.1.2. Конструктивные особенности туннельной печи 17
1.2. Исходные данные для оптимального управления процессом обжига керамического кирпича 21
1.3. Анализ систем нагрева и систем управления процессом обжига 26
1.3.1. Анализ нагревательных устройств 26
1.3.2. Процесс обжига кирпича в туннельных печах как объект управления 31
1.3.3. Анализ систем управления процессом обжига в существующих печах 33
1.4. Выводы 38
1.5. Постановка задач исследования 38
2. Моделирование процесса обжига в туннельной печи для определения оптимальных параметров 41
2.1. Разработка структурно - логической модели оптимального управления процессом обжига керамического кирпича 41
2.1.1. Физические процессы, существенные для формирования температурного режима 41
2.1.2, Исходные данные и ограничения, использованные в модели 46
2.2. Разработка математической модели управления печью 49
2.2.1, Решение уравнения теплового баланса 52
2.2.2. Решение уравнения теплопроводности 52
2.3. Численная реализация математической модели 53
2.3.1. Алгоритм решения задачи 53
2.3.2. Описание программы по расчету температурного режима печи 57
2.4. Учет конструктивных особенностей печей при расчете коэффициента теплопередачи 60
2.5. Схема управления и алгоритм управления процессом обжига с помощью математической модели 64
2.6. Выводы 67
3. Экспериментальные исследования процесса обжига кирпича 68
3.1. Выбор объекта исследования 68
3.2. Анализ качества работы действующих туннельных печей 74
3.3. Методики натурного обследования печи 82
3.3.1. Выбор и описание измерительного комплекса 85
3.4. Обсуждение результатов натурных исследований 89
3.4.1. Экспериментальные исследования температурных полей ограждающих конструкций туннельной печи 90
3.4.2. Исследование печи с помощью измерительного комплекса 93
3.4.2.1. Исследование температурного режима печи 93
3.4.2.2. Исследование аэродинамического режима печи 95
3.4.2.3. Исследование температурного поля факела горелок 96
3.4.2.4. Исследование газового состава 97
3.5. Выводы 99
CLASS 4. Рекомендации по управлению процесса обжига кирпича 101 CLASS 4.1. Численные эксперименты по увеличению производительности
работы печи ОАО «Альтаир» 101
4.1.1. Определение количества потоков воздуха в печи ОАО «Альтаир» 104
4.2. Рекомендации по управлению оптимизации процесса обжига в туннельной печи для обжига керамического кирпича на ОА О «Альтаир» 107
4.3. Выводы и рекомендации по модернизации печи ОАО «Альтаир» по управлению процессом обжига на основе модельных расчетов 113
4.4. Выводы 116
Заключение 117
Библиографический список 119
Приложение
- Параметрический анализ конструктивных особенностей туннельных печей
- Разработка структурно - логической модели оптимального управления процессом обжига керамического кирпича
- Экспериментальные исследования температурных полей ограждающих конструкций туннельной печи
- Определение количества потоков воздуха в печи ОАО «Альтаир»
Введение к работе
Одним из национальных проектов, намеченных Президентом РФ В.В.Путиным, является доступное жилье. Для решения этой задачи необходимо увеличить производство строительных материалов отечественного производства, в том числе керамического кирпича.
Насыщение рынка керамическим кирпичом возможно при строительстве новых и модернизации существующих кирпичных заводов, а также создании нового вида теплотехнического оборудования, отвечающего современным требованиям эффективности производства.
Наиболее энергоемким и трудоемким является технологический процесс обжига кирпича.
Печи для обжига кирпича занимают главенствующее место в оборудовании кирпичных заводов, от показателей их работы зависит качество и стоимость выпускаемой продукции.
С середины 80-х годов в России строили в основном туннельные печи для обжига керамического кирпича. Следует отметить, что в туннельных печах, построенных до 1995г, системы нагрева на стадиях подогрева и охлаждения в полной мере не согласованы с физико-химическими процессами, происходящими при обжиге керамического кирпича (вызвано это тем, что один из наполнителей сырья: - асбест был запрещен и заменен на кварцевый песок). Это и приводит к перерасходу энергии для поддержания нужного температурного режима и получения кирпича соответствующего качества, а это повышает стоимость кирпича и снижает эффективность работы печи. К тому же система нагрева и автоматика для регулирования процесса обжига морально устарели. Для выживания этих предприятий по производству кирпича в рыночной современной России нужна их модернизация.
Перед модернизацией печи нужно решить основную задачу, то есть определить оптимальный режим обжига для каждого вида изделий, с уче-
7 том всех физических и химических процессов. Критерием оценки должны быть качество изделий и эффективность работы печи. При этом нужно определить рациональную тепловую мощность горелочных устройств, их количество и расположение, при которых должен обеспечиваться набор заданной температуры в каждой зоне при данной производительности печи. Должны быть также скорректированы места отбора и объемы отбираемого из зоны охлаждения печи горячего воздуха, объем воздуха, подаваемого на охлаждение кирпича, разрежение в системе отбора дымовых газов и другие параметры печи.
Отсутствие в настоящее время обоснованных рекомендаций для выбора и поддержания оптимального температурного режима действующих туннельных печей для обжига кирпича с учетом всех показателей, влияющих на качество готовой продукции, обуславливает актуальность исследований в этом направлении.
С учётом всех основных взаимосвязей при обжиге кирпича была разработана математическая модель для управления туннельной печью.
С помощью расчетов по математической модели можно получить оптимальный управляемый температурный режим с высоким качеством кирпича при модернизации работающих печей.
Диссертация выполнена в рамках научно - исследовательской работы по теме «Разработка математических моделей физических процессов в термодинамических системах», тематического плана ИжГТУ по заданию Рособразования 2005 года по договорной теме «Исследование и оптимизация процессов обжига кирпича в туннельной печи завода строительных материалов ОАО «Альтаир», а также хозяйственного продолжающегося договора от 05.04.2005г. № УК-1-05 для завода строительных материалов ОАО «Альтаир» г. Ижевска.
Цель работы. Разработка методов эффективного управления процессом обжига керамического кирпича действующих туннельных печей при поддержании оптимального температурного режима.
Объект исследования - технологический процесс обжига керамического кирпича в туннельной печи.
Предмет исследования - система управления технологическим процессом обжига керамического кирпича в туннельной печи.
Исследования проведены на промышленном оборудовании в условиях действующего производства.
Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечивалась применением аттестованных средств измерений и методов математической статистики, а полученные выводы подтверждены сходимостью экспериментальных результатов, полученных в ходе исследований на туннельной печи, расчетными результатами, полученными из математической модели, и согласуются с теоретическими положениями и данными других исследователей.
Научная новизна. На основе системного анализа работы печей по обжигу керамического кирпича в диссертационной работе получены:
- математическая модель расчета оптимальных параметров и эффек
тивного управления процессом обжига кирпича в туннельных печах;
эффективный алгоритм вычисления температурного режима в туннельной печи;
результаты расчетов различных вариантов управления печью и различных вариантов модернизации печей;
результаты экспериментов, необходимых для проверки адекватности математической модели реальным условиям процесса обжига в рассматриваемых туннельных печах;
Практическая значимость. На основе расчетов предложены рекомендации по улучшению управления процессом обжига по темпера-
9 турному режиму, газовому составу и введению в него корректировок с целью обеспечения максимального КПД печи и качества кирпича.
С помощью расчетов на модели разработаны рекомендации для модернизации действующих туннельных печей с целью повышения их производительности.
Для большинства капиталоемких российских туннельных печей по обжигу кирпича с помощью представленного в диссертации эффективного алгоритма вычисления температурного режима в туннельной печи возможно подобрать оптимальные режимы работы, в 1,3...1,5 раза повышающие их производительность, не понижая при этом заданного качества и расширяя ассортимент изделий.
Полученные результаты могут быть применены и для других теплоемких производств, таких как производство санитарных изделий, канализационных труб, кислотоупорных изделий, керамической плитки.
Методы исследования. Теоретические исследования и построение математической модели проведены на основе методов анализа сложных систем, методов математической физики с привлечением аппарата математического анализа и вычислительной математики. При проведении экспериментальных исследований использовались: методы планирования эксперимента, статистической обработки результатов эксперимента, и, соответственно, на измерительных приборах, позволяющих осуществлять регистрацию результатов измерения с использованием современных информационных технологий.
Реализация результатов работы:
результаты исследования и применения созданной математической модели были использованы для поддержания оптимального режима обжига на работающих печах: печи завода строительных материалов ОАО «Альтаир» и печи Ижевского завода керамических материалов;
результаты работы использовались при разработке проекта модернизации туннельной печи завода строительных материалов ОАО «Альтаир»;
результаты работы используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальностям «Системный анализ» и «Управление качеством» на факультете «Управление качеством» ИжГТУ.
Апробация работы. Основные научные результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались: на научно-техническом форуме с международным участием «Высокие технологии -2004» (Ижевск 2004г.); на республиканской научно-практической конференции «Проблемы и приоритеты в обеспечении качества жизни населения» (Ижевск, 24 марта 2005г.); на всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы повышения качества изделий термической и термомеханической обработки» (Ижевск, 25 января 2006г.); на научно- технической конференции факультета «Управление качеством» ИжГТУ (апрель, 2007г.); на научно-практической конференции «Обеспечение конкурентоспособности продукции» (ОАО «Ижевский радиозавод», май 2007г.); научно-методической конференции «К компетенции через инноватику» (факультет «Управление качеством», сентябрь 2007г.); и регулярных научных семинарах ИжГТУ (2003...2007гг).
Публикации. По теме диссертационной работы было опубликовано 5 печатных трудов, в которых освещены основные положения диссертации. Публикации осуществлены в российских и международных изданиях, в сборнике тезисов докладов и сборнике статей международной конференции.
Основные положения, выносимые на защиту
Анализ параметров оптимального управления процессом обжига керамического кирпича в туннельной печи.
Структурно-логическая схема управления и контроля процесса обжига кирпича туннельной печи.
Математическая модель расчета оптимальных параметров и эффективного управления процессом обжига кирпича в туннельных печах.
Эффективный алгоритм вычисления температурного режима в туннельной печи.
Схема и алгоритм управления процессом обжига
Результаты экспериментального исследования процесса обжига, теплового оборудования и ограждающих конструкций туннельной печи.
Сравнительный анализ результатов, полученных с помощью математической модели и экспериментальных исследований для проверки адекватности математической модели.
Рекомендации, по созданию системы управления для действующих печей на основе расчетов по математической модели с целью оптимизации процесса обжига.
Параметрический анализ конструктивных особенностей туннельных печей
В настоящее время при большом разнообразии современных стеновых ограждающих материалов керамический кирпич остается предпочтительным материалом в строительстве. Перед российским производителем керамического кирпича в связи с индивидуализацией строительства остро стоит проблема улучшения качества и расширения ассортимента изделий.
Чтобы её решить, необходимо не только строительство новых заводов, но и модернизация существующих (а именно): внедрение нового вида технологического оборудования.
Производство керамического кирпича представляет собой непрерывный технологический процесс, включающий несколько стадий: - компоновка шихты; - переработка шихты; - формование бруса; - нарезание бруса; - сушка кирпича-сырца; - обжиг кирпича-сырца.
Данная работа посвящена завершающей и наиболее ответственной стадии в технологии производства керамического кирпича. Именно при обжиге формируются свойства кирпича такие как прочность, плотность, водостойкость, морозостойкость и др., которые определяют его качество.
В последние полвека обжиг керамических изделий производят в туннельных печах непрерывного действия. Туннельные печи отличаются от предшествующих (траншейных и кольцевых) тем, что позволяют создать поточность производства и полностью механизировать и автоматизировать весь технологический процесс по обжигу кирпича. [37].
Современные печи по обжигу кирпича построены по зарубежным проектам, таким как «Серик» (Франция, Сегіс), «Ажемок» (Испания, Agemac), «Лингл» (Германия, Lingl) и др. В этих печах нового поколения все процессы, от приемки сырья до выдачи готовой продукции, автоматизированы. Широко применены электронные системы контроля на всех этапах обжига кирпича. Из этих печей кирпич выходит высокого качества и широкой номенклатуры, за счет полного согласования систем обжига печи со стадиями нагрева глинистого сырья [36,71,83].
Однако в России печей по обжигу кирпича, оснащенных современным технологическим оборудованием, немного. Их построили в последнее десятилетие. Основные типы работающих в России печей по обжигу кирпича представлены в таблице 1.1. Данные взяты из источника [77,82].
Первые туннельные печи в СССР были построены в 50-е годы.
В середине 80-х годов работы по совершенствованию оборудования и технологии обжига кирпича в печах, построенных в 1971-85гг, были прекращены из-за старой технологии таких печей и невозможности на современном уровне решать вопросы комплексной автоматизации процессов [64].
При проектировании и строительстве заводов до середины 80-х годов были допущены ошибки, которые в настоящее время сдерживают повышение показателей их работы, поэтому в нормы технологического проектирования кирпичных заводов введен запрет на строительство новых печей по обжигу кирпича по этим проектам, но разрешена их модернизация [64].
В 80-90-е годы большое распространение получили печи, построенные с плоским перекрытием и сводным расположением горелок [66,69,78]. Но следует отметить, что в проектах этих печей системы нагрева (на стадии подогрева, обжига и охлаждения) в полной мере не согласованы с физико-химическими процессами, происходящими при обжиге кирпича, а применяемая система нагрева не позволяет удерживать по всему поперечному сечению и по длине печного канала технологически заданный температурный режим [36,71,77].
Заводы по производству кирпича имеют большой срок службы, и за время их работы технология, оборудование и средства автоматизации ус певают качественно измениться и позволяют вновь построенным заводам существенно опережать по показателям действующие предприятия [9,14].
Для того, чтобы быть конкурентоспособными на рынке кирпича, действующие заводы вынуждены производить реконструкцию. Целью реконструкций является повышение качества кирпича и увеличение объемов производства, снижение издержек и расширение ассортимента продукции.
В печах, построенных в 1-й и 2-й периоды, нужно проводить полную реконструкцию. Чтобы печь отвечала современным требованиям, нужно полностью менять не только устаревшее оборудование, но и реконструировать ограждающие элементы печи.
В 1985 г. Минстройматериалов и Минстройдормаш СССР разработали совместную программу создания и освоения унифицированных комплексов оборудования для типоразмерного ряда технологических линий по производству керамического кирпича мощностью 15, 30, 60, 75 млн шт. кирпича в год [15,81.82].
С 1985 г. принята в проектах модульная ширина печного канала 2.4, 3.6, 4.7 и 7 м. Под эти унифицированные размеры были спроектированы автоматические линии кирпичеделательного оборудования
Поэтому для того, чтобы использовать типовое автоматизированное оборудование, реконструкцию действующих печей 1-го и 2-го периодов строительства с шириной 1,74 и 2 м целесообразно проводить с расширением канала печи до 2,4 м, а с шириной 2,9 м целесообразно проводить с расширением канала до 3,6 м [64,70,79].
Изменение размеров печей и замена свода на плоский, изготовленный из современных теплоизоляционных материалов, обеспечивают использование серийно выпускаемых автоматов садки кирпича не на печных вагонетках, а за счет использования сводных горелок и скоростных боковых в зоне подготовки обеспечивается экономия энергии.
Разработка структурно - логической модели оптимального управления процессом обжига керамического кирпича
Средневзвешенная температура бетонной стены (рисунок. 3.15) 55С, как видно из снимка, разрушений нет, но идут большие теплопотери по большой площади, что свидетельствует о недостаточной теплоизоляции.
При расчете теплового баланса печи теплопотери через ограждения конструкции должны быть в пределах 8 % от общих теплопотерь [11]. Сравнивая теплопотери, полученные нами при исследовании температурных полей наружных поверхностей ограждающих конструкций печи для обжига, с проектными теплопотерями получили вместо 8 % - 12,1 %, что означает перерасход энергии в пределах 4 %.
В ходе исследований выяснилось, что разрушение шва между бетонными блоками в зонах обжига 23, 26, 27 и зоне охлаждения 39, 41, 47 ведет к теплопотерям, а в подготовительной зоне 7, 12, 14, 16 - к подсосу холодного воздуха извне в полость печи, что обуславливается аэродинамическим режимом печи. Подсос холодного воздуха при исследовании температур наружных поверхностей было бы невозможно обнаружить без обследования тепловизором, так как температура поверхности ограждающих конструкций при этом остается неизменной.
При несквозном разрушении шва между бетонными блоками в зоне обжига, в подготовительной зоне и зоне охлаждения происходят только теплопотери.
Подсос холодного воздуха в полость печи отрицательно влияет на весь технологический процесс, а в итоге - на качество кирпича, в то время как теплопотери влияют только на перерасход энергии.
В математическую модель при использовании ее к печи ОАО «Алътаир» вносим поправочный коэффициент в третий член правой части уравнения (2.1), Q - тепловые потери в окружающую среду через ограждающие конструкции печи, который задается соотношением Q» = KS{T 0)(2.4).
Исследование температурного режима печи производились в период с января по май 2007г. Было выполнено 12 циклов измерений, то есть получили 12 таблиц результатов измерений распределения температуры по длине печи (приложение Б. 1.).
По результатам измерений был построен график, отражающий средний температурный режим печи. Значения, помещенные на графике, получены в результате статической обработки экспериментальной информации. Были получены средние значения температуры для каждой зоны, а также среднеквадратичные отклонения, которые для зон, где температура невелика, имеют величину порядка 5-6С. Для зон с высокой температурой среднеквадратичные отклонения имеют величину порядка 15-20С.
Из температурного графика видно, что фактическая температура входит в диапазон регламентируемых. Но хочется отметить, что температура в зоне подготовки и охлаждения очень близка к предельной, и это при темпе толкания не более 22-х толканий в сутки (при максимальном 32-а толкания в сутки).
Исследование температурного режима по длине печи показало, что температура в зоне предварительного подогрева находится у нижнего предела, а перед зоной обжига происходит резкое повышение температуры, т. е. скорость подъема температуры на данном участке превышает допустимую, кирпич подвергается резкому тепловому удару, что приводит к ухудшению качества обжига и увеличению брака при обжиге кирпича.
Анализ результатов измерений температур по зонам показал (приложение Б.1), что температура на разных сторонах печи (А - со стороны цеха, Б - у стены) различна, например температура в зоне № 8: на стороне А средняя температура 212С; на стороне Б средняя температура 231 С. На стороне Б температура на 19С выше, чем на стороне А. Возможные причины: один из перемешивающих вентиляторов работает хуже другого; некоторые горелки на стороне А не работают или работают плохо.
Исследование аэродинамического режима печи производилось в период с января по май 2007г. Было выполнено 12 циклов измерений, то есть получили 12 таблиц результатов измерений распределение давления по длине печи (приложение Б.2.).
По результатам измерений был построен график среднего давления по всем зонам печи, отражающий средний аэродинамический режим печи («-» -разрежение,«+»- давление).
Используя результаты измерений, после статистической обработки данных строим фактический (экспериментальный) аэродинамический график работы печи (рисунок 3.17.), и сравниваем его с регламентированным графиком при тех же условиях работы печи.
Фактический аэродинамический режим печи очень близко расположен к регламентируемому. Существенная разница на первых пяти зонах обусловлена нагнетанием в форкамеру воздуха для обогрева сырца - кирпича, который через неплотности в шторной двери затягивается за счет разряжения в обжигательный канал печи.
Исследуя с помощью пирометра работу горелок можно провести анализ работы горелок и проконтролировать и проанализировать температурное поле горелок.
Исследование температурного поля горелок производилось в период с января по май 2007г. Было выполнено 5 циклов измерений, то есть получили 5 таблиц температурного поля всех горелок (приложение Б.З.).
Температурное поле горелок (факела) исследовалось с помощью пирометра. Анализ измерений показал, что из 94 работающих горелок при каждом цикле измерений 5-6 штук, как правило, не имеют четко выраженного факела (приложение Б5.). Это отрицательно сказывается на работе всей печи.
Экспериментальные исследования температурных полей ограждающих конструкций туннельной печи
Сравнивая средние значения результатов измерений газового состава со значениями из режимной карты, можно сделать вывод: на дымососе наблюдается избыток воздуха и, соответственно, избыток кислорода, содержание двуокиси углерода ниже нормы, присутствует окись углерода; на 8-ой позиции все показатели немного превышают значения по режимной карте, присутствует окись углерода; на 17-ой позиции содержание кислорода и двуокиси углерода находилось в норме, присутствует окись углерода.
Исследование газового состава показало, что присутствие на всех позициях окиси углерода предполагает, что в печи при сжигании топлива прошли не все реакции (к примеру: из-за отрыва пламени горелки). Избыток кислорода на 8-ой позиции показывает существование нежелательных подсосов воздуха в зонах от 17-ой до 8-ой.
.Обследование наружных поверхностей печи показало, что их температура выше проектной на 55%, что позволило сформулировать рекомендации по ремонту ограждающих конструкций с учетом их износа и учесть этот фактор при адаптации математической модели (при подсчете теплопотерь).
2. Исследование температурного режима по длине печи показало, что температура в зоне предварительного подогрева находится у нижнего предела, а перед зоной обжига происходит резкое повышение температуры, т. е. скорость подъема температуры на данном участке превышает допустимую, кирпич подвергается резкому тепловому удару, что приводит к ухудшению качества обжига и увеличению брака при обжиге кирпича.
3. Исследование аэродинамического режима печи показало, что фактический аэродинамический режим печи очень близко расположен к регламентируемому. Существенная разница в первых пяти зонах обусловлена нагнетанием в форкамеру воздуха для обогрева сырца - кирпича, который через неплотности в шторной двери затягивается за счет разряжения в обжигательный канал печи.
4. Анализ исследования работы горелок показал, что из 94 работающих горелок при каждом цикле измерений 5-6 штук, как правило, не имеют четко выраженного факела (приложение Б.5.). Это отрицательно сказывается на работе всей печи.
5. Исследование газового состава показало, что присутствие на всех позициях окиси углерода предполагает, что в печи при сжигании топлива прошли не все реакции (к примеру: из-за отрыва пламени горелки). Избыток кислорода на 8-ой позиции показывает существование нежелательных подсосов воздуха в зонах от 17-ой до 8-ой.
6. Анализ брака, зарегистрированного в момент обследования печи, показал, что он обусловлен нарушением процесса горения топлива и температурно-скоростного режима.
7. Анализ проведенных исследований показал, что темп толкания 22 (максимальный при исследовании) толкания в сутки является предельным, особенно при загрузке в печь на обжиг большого процента от общего объема полнотелого кирпича. Именно при этом толкании тяга на дымососе увеличена, открытие заслонки на дымососе 55% от полного, и это вызывает, как показали исследования, отрыв факела на первых позициях горелок в 18 зоне, и, как следствие, в газовом составе повышение СО (окись углерода). Брак зарегистрирован также при этом темпе толкания (нарушен процесс горения топлива и температурно-скоростного режима). Для того, чтобы оптимизировать процесс обжига кирпича, нужно провести модернизацию печи.
Определение количества потоков воздуха в печи ОАО «Альтаир»
Садка утолщённого кирпича отличается от садки всех других видов кирпича. Поэтому, чтобы упростить работу садки (не изменять её для одного вагона утолщённого кирпича), вагонетки с утолщённым кирпичом необходимо ставить на запасной путь.
Для оптимизации процесса обжига, согласно месячному плану, сначала рассчитываем ритм и температурный режим работы печи с помощью математической модели и подбираем технологические параметры, а затем переносим эти изменения на печь. Температурный режим должен быть в пределах регламентируемого графика.
Входящие управляющие параметры (на схеме управления процессом обжига, представленным на рисунке 2.10): загрузка печи по массе, открытие заслонки в % отношении от полного открытия, объем отбора горячего воздуха в зоне охлаждения и темп толкания.
Это позволяет перенастраивать печь один раз в месяц, что приводит к стабильности процесса, повышает качество и снижает удельные затраты топлива на единицу продукции.
Для расчета количества вагонеток с разными видами кирпича, планируемого предприятием производить в следующий месяц, разработана программа (приложение 3). По полученным результатам распределяем кирпич равномерно (по массе) по всей длине печи.
Управление оптимизацией процесса обжига по массе можно использовать для: поддержания постоянства массы в печи в течение месяца; планирования схемы загрузки по месяцам; планирования закупок и добычи глины; планирования графиков ремонтов.
Внедрение вышеперечисленных предложений позволило снизить нагрузку на туннельную печь, организовать работу ремонтно-механического цеха и карьера, облегчить работу оператора, повысить качество кирпича, снизить его себестоимость.
2) Настройку и проверку газовых горелок целесообразно проводить 1 раз в месяц, что позволяет улучшить стабильность работы печи.
3) Для того, чтобы уменьшить теплопотери через ограждающие конструкции печи, нужно провести следующие работы: для выкрошившихся швов между бетонными блоками следует провести ремонт футеровки печи тампонным способом асбестовермикультовым бетоном; в местах разрушения теплоизоляционного слоя следует произвести ремонт теплоизоляции заплатным методом, материалами из базальтового волокна; в зонах, где происходят повышенные тепловые потери на больших участках поверхности без нарушения футеровки и теплоизоляционного слоя, следует предусмотреть дополнительную теплоизоляцию новейшими материалами из базальтового волокна. При проведении работ по предложенным рекомендациям представляется возможность получения экономии тепловой энергии в пределах 4 %, т. е. J экономия 21,5 м /ч природного газа, идущего на обжиг кирпича.
Для сохранения конкурентоспособности ОАО «Альтаир» в современных рыночных условиях предлагается провести следующие мероприятия: расширение ассортиментного перечня выпускаемой продукции; модернизацию и увеличение мощности технологической линии; дальнейшее совершенствование качества кирпича и уменьшение его себестоимости.
С помощью модели рассчитывались последствия различных вариантов модернизации печи. Ввиду того, что в рассматриваемых печах по обжигу керамического кирпича модернизации подлежат только тепловое оборудование и системы управления, а геометрические и конструктивные параметры печи остаются неизменными (длина, ширина, высота печи, толщина и материал канала печи и футеровки вагонеток, заполненность рабочего пространства печи и др.), то для повышения производительности печи изменяем время обжига до предельно допустимого. При этом варьировались следующие управляющие воздействия: расположение и мощность дополнительных горелок, расположение мест и объем забора и нагнетания воздуха, тяга на дымососе.
Проведенные расчеты позволили наметить основные направления модернизации печи: 1. В зону подготовки установить скоростные горелки в шахматном порядке с одной и другой стороны печи, для поддержания температуры в пределах требований температурного режима для выполнения основных функций: - обеспечение интенсивного вихревого движения с перемешиванием теплоносителя вследствие высокой скорости вылета струи; - обеспечение необходимой теплотой нижних рядов садки футеровки вагонеток для равномерного нагрева изделий по высоте садки; - способствование более быстрому росту температуры материала. 2. Заменить старые горелки «Вулкан-газ» на современные с регулированием температурного и теплового режима нагрева изделий в заранее заданном диапазоне. 3. Внедрить автоматизированную систему управления технологическим процессом обжига керамических изделий (АСУ ТП). 4. Провести ремонт ограждающих конструкций согласно проведенным исследованиям.
