إن امتلاك وقراءة أهم الكتب في صناعة الأسمنت، بالإضافة إلى الكتيبات والملاحظات والورقات الصادرة عن أبرز الشركات في هذا المجال، سيغير مسار حياتك المهنية وسيجعلك تصل إلى المناصب الإدارية بشكل أسرع ، يرجى النقر هنا للحصول على كل شيء
التحكم في الأفران وتشغيلها
لتنزيل أهم الكتب، والأدلة، وملاحظات التشغيل، ونماذج Formuflas، وأوراق Excel، انقر هنا الآن!!
ملخص
معلمات التحكم
أهم معلمات التحكم في أي نوع من أنظمة الأفران هي:
- درجة حرارة منطقة الاحتراق (كمؤشر لجودة الكلنكر المنتج)
- درجة حرارة الطرف الخلفي (كمؤشر على تحضير الخردة الخام، والذي يتمثل بشكل أساسي في التجفيف والتسخين والتكليس)
- تركيز الأكسجين في غاز مخرج الفرن (كمؤشر لكفاءة الاحتراق)
- في حالة أنظمة التكليس المسبق: درجة الحرارة وتركيز الأكسجين عند مخرج جهاز التكليس المسبق
- في حالة مبردات الشبكة: ارتفاع طبقة الكلنكر على الشبكة
متغيرات التحكم
أهم متغيرات التحكم التي يتم تعديلها للحفاظ على معلمات التحكم السابقة ضمن نطاق مسموح به معين هي:
- معدل تغذية الوقود إلى الفرن
- معدل تغذية المواد إلى الفرن
- السحب داخل الفرن
- سرعة الفرن
- في حالة أنظمة التكليس المسبق: معدل الوقود وسحب الهواء في جهاز التكليس المسبق
- في حالة مبردات الشبكة: سرعة الشبكة
أهداف تشغيل الفرن
يجب أن يفي تشغيل نظام الفرن بالمتطلبات الأساسية التالية:
- حماية المعدات والعاملين في جميع الأوقات
- جودة كلنكر جيدة باستمرار
- تشغيل سلس ومستقر
- أقصى كفاءة حرارية
- أقصى معدل إنتاج
1. مقدمة
يمكن التمييز بين أنظمة الأفران المختلفة بناءً على محتوى الرطوبة في المواد الخام التي يتم تغذيتها إلى نظام الفرن. وأنواع العمليات المختلفة هي:
- العملية الرطبة: 30-40% رطوبة
- العملية شبه الرطبة: 17-21% رطوبة
- العملية شبه الجافة: 10-15% رطوبة
- العملية الجافة < 1 % رطوبة
على الرغم من أن كل نوع من أنواع العمليات له معايير تشغيل خاصة به، إلا أن المسحوق الخام يجب أن يخضع لتفاعلات كيميائية وفيزيائية متشابهة حتى يخرج الكلنكر أخيرًا من نظام الفرن.
التفاعلات الأساسية هي:
- تجفيف الدقيق الخام
- تسخين المادة
- التكليس
- تكوين معادن الكلنكر
- تبريد الكلنكر
يكمن الاختلاف الرئيسي بين أنواع العمليات المختلفة في الوقت والطاقة اللازمين لإتمام كل تفاعل.
لذلك، يتفاوت نطاق تشغيل معلمات التحكم المختلفة من نظام فرن إلى آخر. وينطبق الأمر نفسه على زمن الاستجابة وكذلك على تواتر وحجم أي تعديل لمتغيرات التحكم.
ومع ذلك، هناك قواعد أساسية معينة تنطبق على جميع أنواع أنظمة الأفران. وهي معروضة أدناه وتقدم مفهومًا أساسيًا لتشغيل الفرن.
1. معلمات التحكم
عادةً ما تكون أنظمة الأفران مزودة بعدد كبير من الأدوات وأجهزة الاستشعار وأجهزة القياس.
بعضها مخصص لأغراض إعلامية فقط (مثل معرفة ما إذا كانت إحدى اللوحات مفتوحة أم مغلقة)، والبعض الآخر مخصص لاكتشاف المواقف الخطرة (مثل انسدادات الدوامة)، لكن القليل منها فقط يُستخدم بشكل مستمر لتشغيل الفرن.
وتُسمى القيم المقاسة الأكثر أهمية لتشغيل الفرن في هذا السياق «معلمات التحكم». وللحفاظ على معلمات التحكم قريبة من هدف معين، يتم التحكم في متغيرات التحكم (أو المشغلات).
أهم معلمات التحكم التي يتم النظر إليها أثناء تشغيل الفرن هي:
- درجة حرارة منطقة الاحتراق (كمؤشر لجودة الكلنكر المنتج)
- درجة حرارة الطرف الخلفي (كمؤشر على تحضير الخلط الخام، والذي يتمثل بشكل أساسي في التجفيف والتسخين والتكليس)
- تركيز الأكسجين في غاز الاحتراق عند مدخل الفرن أو جهاز التسخين المسبق (كمؤشر لكفاءة الاحتراق وبيئة الغاز داخل الفرن)
- في حالة أنظمة التكليس المسبق: درجة حرارة وتركيز الأكسجين في غاز العادم عند مخرج جهاز التكليس المسبق
- في حالة المبرد الشبكي: ارتفاع طبقة الكلنكر
1.1 مواقع معلمات ومتغيرات التحكم
فيما يلي المواقع التي تُقاس فيها معلمات التحكم المختلفة وبعض القيم المستهدفة النموذجية. كما تظهر متغيرات التحكم، التي يتم تعديلها للحفاظ على المعلمة قريبة من القيمة المستهدفة، بالنسبة لأنواع أنظمة الأفران المختلفة.
1.1.1 الفرن الرطب
الشكل 1: معلمات ومتغيرات التحكم في الفرن الرطب
1.1.1 فرن ليبول
1.1.1 فرن التسخين المسبق
1.1.1 فرن التكليس المسبق
1.1 درجة حرارة منطقة الاحتراق (BZT)
تحدد درجة حرارة منطقة الاحتراق (BZT) مدى جودة احتراق الكلنكر ومدى اكتمال التحول من C2S إلى C3S. عندما يغادر الكلنكر منطقة الاحتراق، يجب ألا يحتوي على أكثر من ~1.5% ولا أقل من ~0.5% من CaO غير المرتبط أو الجير الحر (وهو ما يعادل تقريبًا وزنًا نوعيًا يتراوح بين 1250 و1350 غ/لتر).
ويُعد CaO الحر (أو الوزن لكل لتر) الذي يتم قياسه بشكل دوري المؤشر الرئيسي لتحديد ما إذا كان الهدف الفعلي لدرجة حرارة منطقة الاحتراق (BZT) مناسبًا أم أنه يجب رفعه أو خفضه.
نظرًا للتغيرات في تركيبة الخردة الخام، فإن…