автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Управление барабанными сушильными установками с рециркуляцией высушиваемого материала

004617131 На правах рукописи

ЧАЙКИН ОЛЕГ МИХАЙЛОВИЧ

УПРАВЛЕНИЕ БАРАБАННЫМИ СУШИЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ВЫСУШИВАЕМОГО МАТЕРИАЛА (НА ПРИМЕРЕ СУШКИ ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА)

Специальность 05.13.06 - автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 9 ЛЕН ?П10

Ярославль - 2010

004617131

Работа выполнена на кафедре «Кибернетика» Ярославского государственного технического университета

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Цыганков Михаил Петрович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Смирнов Владимир Николаевич кандидат технических наук, доцент Смирнов Николай Иванович

Ведущая организация: ГОУВПО «Тамбовский государственный технический университет», г. Тамбов.

Защита состоится « 23 » декабря 2010 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.145.02 при Московском государственном университете инженерной экологии по адресу: 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4.

Автореферат разослан « 19 » ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета к. т. н., доцент

Мокрова Н. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Процессы сушки гранулированных материалов широко используются в различных отраслях промышленности и, как правило, являются энергоемкими. В процессе сушки некоторые из видов таких материалов при малых остаточных значениях влажности оказываются хрупкими и частично разрушаются. Характерный пример представляют процессы сушки гранул в крупнотоннажном производстве технического углерода. Низкая конечная прочность гранул осложняет управление процессом. Их частичное разрушение и рециркуляция образующейся в результате этого пыли в конечном итоге приводят к необходимости повторного высушивания части материала.

Энергообеспечение сушки осуществляется за счет сжигания природного газа. Уменьшение энергозатрат, требуемых для сушки, при сохранении или повышении показателей качества продукта - одна ш важных отраслевых задач.

Основные теоретические положения сушки технического углерода, опирающиеся на фундаментальные исследования А. В. Лыкова, были разработаны в трудах В. М. Осипова, И. Г. Рябинкова, И. Г. Зайдмана. В 1970-80-х гг. отраслевые исследования были направлены на выявление эффективных технологий осуществления процесса. Вопросы его математического моделирования в этот период изучались в работах А. М. Волкова. Следует заметить, что в этих работах не рассматривались задачи управления сушильной установкой в целом, как совокупностью взаимосвязанных технологических аппаратов, не учитывалась рециркуляция материала, подвергающегося частичному разрушению. Между тем, на эффективность системного подхода, отражающего специфику взаимосвязи тепловых и материальных потоков сушки с возможностями автоматизированного управления сушильными установками, указывается в работах С. П. Рудобашты и С. Н. Малыгина

В настоящее время в силу сокращения деятельности или полной ликвидации отраслевых научно-исследовательских институтов основной путь поиска повышения энергетической эффективности производства - промышленный эксперимент. В промышленности технического углерода наибольшие успехи на этом пути достигнуты В. Ю. Орловым

Однако, будучи весьма затратным, промышленное экспериментирование фактически не предоставляет возможностей разработки систем управления перспективными, но к настоящему времени не нашедшими отраслевого применения технологиями, такими как «доулавливание» пыли, образующейся при сушке, в фильтрах основного улавливания и сушка расходящимися потоками теплоносителя.

Для оценки таких возможностей целесообразно использование численного моделирования сушильных установок. Поэтому решаемая в диссертации задача повышения эффективности энергообеспечения сушки для используемых и перспективных технологий на основе совершенствования системы управления

тепловыми потоками с применением средств математического моделирования актуальна.

Цель работы. Разработка математических моделей и методов управления тепловыми потоками в сушильных установках, обеспечивающих возможности применения перспективных энергосберегающих технологий сушки гранулированных материалов термически и механически неустойчивых при малых значениях влажности, и повышение стабильности поддержания тепловых режимов. Для ее достижения решаются задачи:

• анализа влияния способов управления тепловыми потоками, присущих различным технологиям сушки, на возможности интенсификации процессов и улучшения показателей качества высушенного материала;

• построения математической модели описывающей процесс разрушения и уноса фракции мелких гранул;

• изучения системных взаимосвязей, их влияния на процесс сушки и разработки математической модели сушильной установки как совокупности взаимосвязанных технологических аппаратов, для численной имитации действия и анализа работы предложенных схем управления;

• разработки методов и схем управления потоками теплоносителя с учетом технологических связей между аппаратами сушильной установки и их численное моделирование.

Методы исследований. Для исследования проблемы и решения поставленных задач использовались методы математического моделирования, идентификации, математического программирования, оптимального управления, численного и аналитического решения интегро-дифференциальных уравнений. Научная новизна

В работе решены задачи повышения эффективности управления темпера-турно-влажностным режимом сушки в сушильных установках барабанного типа с учетом частичной рециркуляции высушиваемого материала. При их решении: установлено, что —

• для энергоэффективного управления сушкой материалов с рециркуляцией разрушенных гранул следует максимизировать долю теплового потока, направляемого противотоком, в схеме прямоточно-противоточного движения теплоносителя;

• на установке по производству технического углерода использование перспективной технологии «доулавливания» пыли, образующейся при сушке, в фильтрах основного улавливания может быть обеспечено регулированием разрежения в сушильном барабане.

предложены —

• математическое описание разрушения и уноса гранул для моделирования систем управления сушкой с рециркуляцией высушиваемого материала;

• математическая модель сушильной установки как совокупности взаимосвязанных аппаратов для анализа эффективности управления рециркуляцией гранул и пыли;

• введение в число компонент вектора управления значений расходов отработанного теплоносителя и хладагента.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

• математическая модель для расчета статики и динамики сушильной установки с рециркуляцией высушиваемого материала с учетом взаимодействия элементов (технологических аппаратов) этой установки,

• метод управления сушильной установкой с учетом рециркуляции высушиваемого материала,

• методы повышения ресурса управления за счет целенаправленного варьирования тепловыми потоками отработанного теплоносителя, выводимыми из барабана, и расширения температурного диапазона вводимых в барабан материальных потоков,

• использование ячеечной математической модели сушильного барабана для расчета переходных и статических режимов систем автоматического управления в условиях применения различных схем распределения сушильного агента.

Практическая значимость

Для компьютерных систем управления сушкой технического углерода разработаны алгоритмы оценки в динамике не измеряемых непосредственно переменных состояния (технологического режима) сушильной установки и усовершенствованы алгоритмы расчета показателей качества сушки; Предложены варианты схем и алгоритмов:

• организации управления тепловыми потоками сушки с учетом рециркуляции высушиваемого материала;

• автоматической стабилизации технологических режимов и показателей качества сушки.

Предложенные расчетные схемы и алгоритмы оценки влияния управления распределением тепловых потоков в сушильной установке переданы в ОАО «Ярославский технический углерод» и применяются в практике совершенствования управления технологическими процессами.

Разработанное программное обеспечение использовано при обучении студентов в группах целевой подготовки специалистов для ОАО «Ярославский технический углерод», а также в курсовых работах по математическому моделированию технологических процессов для специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».

Апробация работы и публикации. Основные результаты и научные положения диссертации обсуждались и докладывались на Международных научных конференциях:

"Математические методы в технике и технологиях": ММТТ-20, Ярославль 2007; ММТТ-21, Саратов 2008; ММТТ-23, Саратов 2010; Третья Международная научно-практическая конференция «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ-2008», Москва-Тамбов;

Шестая межвузовская научно-методическая конференция «Математическое образование и наука в технических и экономических вузах» Ярославль 2008; Пятьдесят девятая, шестидесятая, шестьдесят первая, шестьдесят вторая, шестьдесят третья научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов Ярославского государственного технического университета.

Основные положения диссертации отражены в семнадцати публикациях, четыре из которых опубликованы в рецензируемых журналах ВАК РФ. Получены три патента Российской Федерации.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти основных глав, трёх приложений, 53 рисунков, 15 таблиц. Объем работы составляет 150 страниц, список использованных источников содержит 110 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны его научная новизна и практическая значимость, дано краткое изложение работы.

В первой главе на примере производства технического углерода анализируются процессы и проблемы управления сушкой гранулированных материалов, термически и механически неустойчивых при низких значениях влажности. Рассматривается классификация способов сушки. Анализируются способы управления тепловыми потоками, возникающими в результате конвективного теплообмена или (и) контактной передачи тепла к высушиваемым материалам, которые можно реализовать в условиях различных технологий сушки. В силу ограничения размерности вектора управления, воздействующего на выходные переменные процессов интенсивной сушки, делается заключение о нецелесообразности применения соответствующих технологий. Причина - невозможность организации управления, раздельно воздействующего на движение потока теплоносителя и высушиваемого материала, и, как следствие, значительное истирание гранул с малым значением влажности, подтвержденное опытом эксплуатации сушилок с кипящим слоем и труб-сушилок.

Указывается, что разделение регулирующих воздействий для независимого варьирования скоростями газового потока сушильного агента и перемещения высушиваемого материала обеспечивается в барабанных сушильных установках. В качестве примера рассматриваются установки для сушки гранул в производстве технического углерода, включающем стадии образования углеродного аэрозоля в реакторе, выделения дисперсной углеродной фазы из аэрозоля в рукавных фильтрах основного улавливания, «мокрого» гранулирования выделенного пылевидного углерода с последующей сушкой влажных гранул и «доулав-ливанием» образовавшейся в результате сушки пыли в дополнительных фильтрах (рисунок 1). Именно поэтому такие установки являются приемлемыми с точки зрения возможностей автоматизации управления показателями качества высушиваемого материала.

Тем не менее, анализ показывает, что:

1. Для различных схем распределения тепловых потоков в барабанных сушильных установках и управления ими предлагаемые варианты решений по управлению технологическими режимами сушильного барабана не учитывают их влияние на эффективность управления установкой в целом, как системой взаимосвязанных технологических аппаратов;

2. Не исследовано влияние характера управления на степень разрушения термочувствительных высушиваемых материалов и связанное с этим снижение эффективной нагрузки барабана и повышение удельных энергозатрат;

3. В известных системах автоматического управления температурным режимом не рассмотрены возможности повышения управляющего ресурса использованием некоторых из тепловых потоков в качестве управляющих.

4. Использование перспективных технологий сушки в барабанных сушильных установках сдерживается недостаточной проработкой вопросов управления ею.

газы на дожит в котельную

Фильтр основного улавливания

угяеродогазовая смесь

дисперсны» материал

Линия рециркуляции разрушенных гранул

ОчишенньШ отработанный теплоноситель

Филыр дотаашшвания

Реактор

запыленный

отработанный

теплоноситель

Готовый продукт

Рисунок 1 - Схема сушильной установки (Пунктиром обозначены варианты перенаправления потоков теплоносителя в перспективных технологиях сушки; ослаблением яркости линий выделен устраняемый модернизацией технологий участок системы)

На основании выполненного анализа ставится задача исследования: разработать принципы и алгоритмы управления сушильными установками барабанного типа с частичной рециркуляцией высушиваемого гранулированного материала, обеспечивающие возможности целенаправленного воздействия на рециркуляцию и применения перспективных энергоэффективных технологий сушки технического углерода, а также повышающие стабильность температурного режима.

Во второй главе рассматриваются системные эффекты управления сушильной установкой при замене прямоточной схемы движения теплоносителя во внутренней полости барабана (рисунок 1) прямоточно-противоточной схемой без изменения известных способов управления ею.

Влажные гранулы образуются за счет смачивания и интенсивного перемешивания дисперсного материала. Из гранулятора они поступают в сушильный барабан с внешним обогревом. Пары из барабана удаляются просасывани-ем через него газов горения, захватывающих материал, разрушенный при высушивании, и переносящих последний в фильтр «доулавливания». После отделения от газовой фазы пыль смешивается в бункере с потоком дисперсного материала и подается на повторные гранулирование и сушку.

Перспективными (энергоэффективными) технологиями являются технологии сушки расходящимися потоками теплоносителя и очистки отработанного теплоносителя в фильтре основного улавливания (обозначены пунктиром на рисунке 1). Основной проблемой их применения в условиях использования традиционных систем управления является повышение риска аварийных ситуаций. Риск обусловлен ростом концентрации кислорода в газах, направляемых в этот фильтр. Наличие свободного кислорода в аэрозоле может вызвать возгорание таких его газовых компонентов, как СО и Н2.

Для снижения концентрации кислорода в отработанном теплоносителе предлагается уменьшить подсос воздуха в барабан путем воздействия на поток отводимых из барабана газов. Это воздействие рассматривается как регулирующее в схеме стабилизации разрежения в барабане. Разработан алгоритм мониторинга подсоса воздуха по результатам контроля технологического режима аппарата и состава отводимых газов.

В третьей главе рассматриваются и совершенствуются математические модели сушки на примере технического углерода. Для описания процесса сушки в барабане использована ячеечная модель, простые алгоритмы решения которой позволяют, с одной стороны, отказаться от ряда упрощающих допущений моделирования, с другой - косвенно учесть продольное перемешивание в пределах газовой фазы и потока влажных гранул. В отличие от известных форм ее применения она используется как для расчета переходных и установившихся режимов динамики, так и для статической оптимизации, что практически снимает проблему выбора метода решения краевых задач. Ячейка участка барабана с прямоточным движением теплоносителя показана на рисунке 2.

Материальный и тепловой балансы по газовой фазе для прямоточного движения теплоносителя на участке «постоянной» скорости сушки для г -той ячейки описываются уравнениями:

¿1 ~ - (?„■+ Сгр^сп,-« 0; = Gri.i7Vj.i- СГ,ГГ(+^;

где а, = /ОЗД (Г,„ - Тг /); , = а^прХ, (Гг, - Г.), МТ1=5Х> рг масса газа, кг; 5 -площадь сечения барабана, м2; Х^ длина ячейки, м; рг - плотность теплоносителя, кг/нм3; <7г - расход теплоносителя, нм3/ч; Тг - температура теплоносителя, °С; Тгет - средняя температура в топке зоны высоких температур °С; сг - сред-

1

X,

няя теплоемкость теплоносителя, кДж/(кг-°С), — тепловой поток через стенку от газа в топке к газу внутри барабана, кДж/ч; Кт— коэффициент теплопередачи через стенку от газа в топке к газу внутри барабана, кДж/ч м2-°С; 5ГГ - площадь поверхности теплопередачи от газа в топке к газу внутри барабана на

единицу длины барабана м2/м; 5пр - площадь поверхности теплоотдачи от газа внутри барабана гранулам на единицу длины барабана, м2/м; - тепловой поток от теплоносителя внутри барабана к гранулам, кДж/ч; аг коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к гранулам, кДж/ч м2рС; Гв - температура влажного термометра, приблизительно 100 °С.

Материальный баланс по влаге в гранулах описывается уравнением

с1Мж, !<и = , - С7ГЛИСП,, где б"™ / = К, Мж,, Кь - коэффициент, отра-

жающий конструктивные особенности сушильного барабана 1/час.

Температура жидкости в гранулах, как и температура гранул, постоянна и равна температуре влажного термометра, а количество испаряемой влаги в /'-той ячейке: , = (1/ Хв) [а^^ (Т, ¡-Т,) + К^Б^ (Гзвт - Г„)], где /Сс[р 1 -коэффициент теплопередачи через стенку от газа в топке к 1ранулам внутри барабана, кДж/ч м2°С; К - удельная теплота парообразования, кДж/кг; 5сгр -удельная поверхность теплопередачи, м2/м.

На участке падающей скорости происходит нагрев материала, который описывается уравнением, связанным с его влажностью:

^ Му/■ Ор=Оо&щКФа- Т^р)+КщцБщХбТ'ъа—Тф.) — 1 ((щм \ Бгр(Н)'

Рисунок 2 - Схема ячейки прямотока: Б? - расход теплоносителя, кг/ч; Отж - расход влаги, кг/ч; ОгжиСп - испарившаяся влага, кг/ч; <?гр - расход гранул, кг/ч; X, / -длина, м и номер ячейки

51К' -1

где IV, = Мж, /Мту ь - влагосодержание в /-той ячейке, кг/кг; Л/ту - масса технического углерода в ячейке; К^ - коэффициент теплопередачи через стенку от газа в топке к гранулам внутри барабана для участка падающей скорости сушки, кДж/ч м2°С; а2-коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к гранулам для участка падающей скорости сушки, кДж/ч м2-°С; с^, - теплоемкость гранул, кДж/(кг-°С); - температура гранул, °С; площадь поверхности гранулы диаметром Я, м2; Шк - критическое влагосодержание, кг/кг; В - диаметр гранулы, м; Хт - коэффициент теплопроводности хранулы, кДж/ч м °С.

Первые два слагаемых в правой части уравнения описывают тепловые потоки, приходящие к материалу, а последнее слагаемое - тепловой поток, испаряющий остаточную влагу, находящуюся внутри гранулы.

виг. «Г --я п

1 \ зксп.

расч.

Значения коэффициентов теплопередачи и теплоотдачи в модели, известные из литературы, приняты как первые приближения и уточняются идентификацией для конкретной промышленной установки.

Результаты идентификации иллюстрируются на рисунке 3, на котором сопоставлены расчетная и экспериментальная кривые переходного процесса в барабане на одном из технологических потоков ОАО "Ярославский технический углерод", вызванного ступенчатым воздействием на подачу топлива при кратковременном отключении и последующем подключении системы автоматического регулирования температуры отработанного теплоносителя и температуры высушенных гранул.

Для оценки коэффициента рециркуляции высушиваемого материала необходимо знать количество разрушенного и унесенного потоком теплоносителя. Экспериментально установлено, что степень разрушения в значительной мере определяется тепловым режимом процесса. Поэтому в работе предлагается математическая модель разрушения гранул, определяемого этим режимом.

При её разработке приняты

следующие допущения:

- в области физико-механической связи влаги с материалом градиент влагосо-держания и температуры в грануле равен нулю;

- в области критического влагосодержания имеются поверхностный слой абсолютно сухого материала и воображаемая сфера диаметром Д, , внутри которой материал

Рисунок 3 - Пример переходного процесса

Сухой слой

Рисунок 4 - Испарение через сухой слой гранулы

имеет критическую влажность (рисунок 4); - испарение жидкости происходит с поверхности указанной сферы, и пар, диффундируя через слой сухого материала, вызывает ме-

имеет вид ДР=у^ А ТО

ханические напряжения в грануле от разности давления АР = Р] - Р0; - гранула разрушается полностью в пыль.

Выражение для перепада давления на сухой части гранулы в сечении х барабана, с учетом описания гидравлического сопротивления и теплопередачи

-1 , где К - коэффициент теплопередачи гранулы, Вт/м2 °С; - удельное гидравлическое сопротивление материала гранулы, 1/с; Л Т - разность между температурами теплоносителя и гранулы, °С, В - диаметр гранулы высушиваемого материала, м;

Расход гранул из сушильного барабана связан с коэффициентом рецикла, зависящим от вероятности разрушения гранул. Учитывается, что доля г| разрушенных гранул зависит как от перепада давления АР, так и от времени / пребывания гранул под действием этого перепада на сухом слое, выражаемым через расстояние х от точки критического влагосодержания до места расположения порции материала. Г| = А-\АР(х)2с1х, 0 < г| < 1, где А= К^ - коэффициент, определяемый экспериментально.

Для использования полученного выражения в ячеечной модели сушильного барабана х заменяется дискретной переменной, а интеграл - суммированием.

При описании процесса уноса гранул учитывается, что потоком захватываются частицы, имеющие диаметр меньше критического. Доля уносимых гранул при известной скорости потока теплоносителя рассчитывается по характеристикам распределения их размеров, полученного из экспериментальных данных и полагающегося далее неизменным.

Гистограмма экспериментального распределения гранул по размерам до и после их частичного разрушения при сушке приведена на рисунке 5 и использована для идентификации модели разрушения.

45 40 35 30 25 20 15 10 5

фракция фракция фракция фракция фракция фракция фракция фракция фракцю <0,125 мм 0,125-0,25 0,25-0,5 0,5-1 мм 1-2 мм 2-3 мм 3-4 мм 4-5 мм >5 мм мм мм

□После БСК

В После гранул ятора

Рисунок 5 - Распределение гранул по размерам до и после разрушения в сушильном барабане

Входными данными для расчета являются расходы топлива, воздуха, испаренной жидкости, температура отработанного теплоносителя, плотность и начальный диаметр гранул. Скорость уноса рассчитывается итеративно по

/И* ( Аг )

диаметру гранулы: со =- --¡== , где критерии гидродинами-

dpcp U8 + 0.575xV^ J ческого подобия Архимеда Аг = (d*-p4-pcpg) / цср2, цср, рср - вязкость и плотность газовой среды, ¿/-диаметр частиц материала.

Группа описанных выше моделей, дополненная упрощенным описанием движения пыли в тракте рецикла, образует математическую модель сушильной

установки (рисунок 6), для которой как для объекта управления формулируется постановка задачи

оптимизации.

В качестве критерия оптимальности выбран коэффициент рецикла г), который необходимо минимизировать.

Учтены ограничения: на температуру Тг отработанного теплоносителя, которая не должна снижаться ниже температуры, вызывающей конденсацию влаги в фильтре доулавливания и не должна превышать температуру, при которой фильтрующая ткань разрушается; на температуру Гф высушенных гранул технического углерода, которая должна быть выше предела, соответствующего максимальной влажности материала, и ниже температуры, вызывающей загорание материала, на уровень h материала в бункере; на расход Gr теплоносителя: hmm<h<hmax, Т^^Т^Т?pW Тгктт<Т[к<Тгктах, Grm,.<GT<Grmia ri —► min, где к - число ячеек в ячеечной модели.

Для поиска оптимума варьированием расходами теплоносителя находится режим, удовлетворяющий системе ограничений с минимальным коэффициентом рецикла. В прямоточно-противоточной схеме движения теплоносителя для подбора режима доступны уже две переменные - два потока отработанного теплоносителя, осуществляется сканирование на двумерной сетке их возможных значений. Задача оптимизации решается прямым сканированием по переменным расхода теплоносителя, подаваемого во внутреннюю полость барабана. Метод оптимизации выбран с учетом малой размерности по искомым перемен-

Рисунок 6 - Межзлементные связи в модели сушильной установки с прямоточным движением теплоносителя

ным, многоэкстремальности и овражности. При различных нагрузках по высушиваемому материалу для прямоточно-противоточного движения теплоносителя получаем требуемые режимы, соответствующие заданной конечной влажности высушиваемого материала. Значения х\тЫ, Сг прям , прот от нагрузки ¿/ф приведены на рисунке 7. Таким образом, для энергоэффективного управления сушкой материалов с рециркуляцией разрушенных гранул следует максимизировать долю теплового потока, направляемого противотоком.

Пнин 0:08 О 07 0,06 о,«

•0,04 0,03 0,02 0,01 л

-

- - .3000 К17Ч

— -2500 №4 -350!) кг/ч

50 О

1000

1500

2000

^4508 ^4000

1поп

£ МО О

0

£25.00

ь

3000

и«

» 1500

£1000 х

1 500 ? 0

V

Ктш .....

—.

- « -3009 кг/Ч <-2500 кгЫ ..........ЗШ к г* •

расход теплоносителя €г {прямоток), гй

500

1900

1508

2000

расход тепло мо сп те пи (прямоток). 04

Рисунок 7 - Расчетные значения при решении задачи оптимизации:

а - область допустимых значений изменения Ог прямота« и Ог щхтшопж и точки с минимальным коэффициентом рецикла при разных нагрузках сушилки по высушиваемому материалу, б - Зависимость коэффициента рецикла от подачи теплоносителя при разных нагрузках сушилки по высушиваемому материалу.

В четвертой главе рассматриваются пути повышения качества стабилизации технологического режима сушки и разрабатываются схемы управления движением теплоносителя с дополнительным потоком хладагента.

Для предотвращения локального перегрева материала на выходе из барабана предлагается варьировать расход хладагента, чем расширяются ресурсные возможности управления, выраженные в данном случае увеличением диапазона регулирующего воздействия. Структурная схема автоматизации показана на рисунке 8. С целью упрощения чтения схемы на ней не изображены линии подачи воздуха и АСР соотношения топливо-воздух.

Регулирование температуры отработанного теплоносителя со стороны загрузки гранул в барабан осуществляется подачей газа в камеру обогрева. Для стабилизации температуры гранул технического углерода на выходе из барабана корректируется заданная температура отработанного теплоносителя со стороны выгрузки высушенного материала. Температура отработанного теплоносителя стабилизируется путем изменения соотношения газ ЗВТ/ЗНТ и синхронным изменением отвода теплоносителя со стороны выгрузки сухих гранул. При перегреве материала подача газа в зону низких температур уменьшается до допустимого минимума и открывается заслонка подачи хладагента. Для поддержания заданной влажности расчетным путем корректируется заданная температура высушенного материала. Регулирование разрежения во внутренней полости бара-

бана осуществляется за счет изменения отвода отработанного теплоносителя со стороны загрузки влажных гранул в барабан.

Для оптимизации сушильной установки задание температуре высушенного материала 7,м1з и отработанного теплоносителя Т0 изменяются (в допустимых пределах) по расчетному значению коэффициента рецикла процедурой адаптивного поиска минимума Г|.

ТУ - теышческиВ углерод

Рисунок 8 - Структурная схема автоматизации

Расчетное значение коэффициента рецикла т] корректируется по измеренному значению г)эксп путем идентификационной подстройки коэффициента в выражении разрушения гранул. Требуемое соотношение прямотока и противотока автоматически устанавливается оптимальным, так как температура отра- | ботанного теплоносителя стабилизируется за счет соотношения газ ЗВТ/газ ЗНТ и синхронного отвода отработанного теплоносителя со стороны выгрузки сухих гранул. Для стабилизации разрежения в барабане варьируется отвод отработанного теплоносителя со стороны загрузки гранул в барабан.

В пятой главе выполнено численное моделирование предложенных схем j управления. J

Численное моделирование выполняется в программах, разработанных в среде Delphi 6 с использованием концепции объектно-ориентированного про- I граммирования. На рисунке 9 показан интерфейс одной из разработанных программ численного моделирования. |

Программы имеют модульную структуру. Каждый модуль разработан для определенной схемы распределения теплоносителя и схемы автоматического ^ управления.

Рисунок 9 - Интерфейс программы моделирования

Рисунок 10 - Переходные процессы при увеличении

нагрузки барабана: а, б - изменения температур высушенных гранул и отработанного теплоносителя, °С; в, г - изменение уровня Ьб ( Ю 'м) в бункере-уплотнителе и коэффициента рецикла г) (%)

Интерфейс позволяет задавать исходный режим и наносить возмущающие воздействия в разных схемах по интересующим каналам. После сохранения полученных результатов могут быть сделаны выводы о применимости той или иной схемы управления и распределения потоков теплоносителя. На графиках (рисунок 10) сравниваются переходные процессы в сушильной установке с прямоточным и прямоточно-противоточным движением теплоносителя при изменении нагрузки барабана по высушиваемому материалу. Для используемого в настоящее время прямоточного движения принята

существующая система управления.

В обоих случаях существенным оказывается демпфирующее влияние бун-I кера-угаютнителя (практическое постоянство уровня й6 на интервале времени

переходного процесса), график которого изображен пунктирной линией на рисунке 10, в иг.

Это позволяет сделать вывод о возможности решения задач динамической стабилизации технологического режима независимо от задач оптимизации управления. Качество регулирования прямоточно-противоточных схем (см. рисунок 10, б и г) не ухудшается по отношению к качеству регулирования прямоточных схем (см. рисунок 10, а и в) за счет предложенных изменений системы управления, хотя динамические свойства прямоточно-противоточной схемы движения теплоносителя хуже, чем прямоточной.

В то же время за счет сокращения подсоса воздуха, обусловленного стабилизацией разрежения Рб в барабане, требуемые температуры его обогрева достигаются при меньших расходах топливного газа. Наибольшая экономия получается при повышении температуры продукта выше заданной и формировании регулирующего воздействия (закрытия клапана подачи топлива), направленного на ее снижение. Перерасход топлива в системе без регулирования Р5 в указных условиях объясняется ростом Р6, вызывающим разбавление теплоносителя подсасываемым воздухом (рисунок 11).

0,55 0,6 0,«5 0,7 0,75 0,8 0,в5 0,9 * 100, « о

0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0£5 0,9 * 100, Го

-----Подсос воздуха с системой стабилизации разрежения в барабане, нм3/ч — Подсос воздуха без системы стабилизации разрежения в барабане, нм3/ч

Экономия топлива в системе с регулированием разрежения

Рисунок 11 - Графики изменения подсоса воздуха в сушильный барабан и экономии топлива при открытии клапана подачи топлива

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Разработаны математические модели и методы управления тепловыми потоками в сушильных установках барабанного типа, обеспечивающие возможности применения перспективных энергосберегающих технологий сушки гранулированных материалов термически и механически неустойчивых при малых значениях влажности.

Показано, что:

• регулирование разрежения в барабане для сушки технического углерода позволяет ограничить содержание кислорода в отработанном теплоносителе и использовать технологию «доулавливания» пыли, образующейся при сушке, в фильтрах основного улавливания;

• для энергоэффективного управления сушкой материалов с рециркуляцией разрушенных гранул следует максимизировать долю теплового потока, направляемого противотоком, в схеме прямоточно-противоточного движения теплоносителя.

Предложены:

• математическое описание разрушения и уноса гранул для моделирования систем управления сушкой с рециркуляцией высушиваемого материала;

• математическая модель сушильной установки как совокупности взаимосвязанных аппаратов для анализа эффективности управления рециркуляцией гранул и пыли;

• введение в число компонент вектора управления значений расходов отработанного теплоносителя и хладагента.

• алгоритмы оценки в динамике не измеряемых непосредственно переменных технологического режима сушильной установки и расчета показателей качества сушки для компьютерных систем управления сушкой технического углерода;

• рекомендации по управлению тепловыми потоками сушильной установки в ОАО «Ярославский технический углерод», принятые к использованию на предприятии.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Чайкин О. М., Цыганков М. П., ТаЬЬап О. Управление процессом сушки гранул технического углерода с прямоточно-противоточным движением теплоносителя // Вестник ТГТУ. - 2008. - Т. 14. №3. - С. 632-635

2. Цыганков М. П., Чайкин О. М., ТаЬЬап Б. Управление расходящимися потоками теплоносителя в сушильном барабане // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2008. - Т. 51, вып. 8. - С. 77-78

3. Цыганков М. П., Чайкин О. М. Модель сушки гранулированного углеродного материала при малых значениях влажности // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2008. - Т. 51, вып. 8. - С. 82-83

4. Цыганков М. П.,Чайкин О. М., ТаЬЬап Б. Расчет переходных режимов сушки гранулированного углерода // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2008. - Т. 51, вып. 8.-С. 55-57.

5. Цыганков М. П., Чайкин О. М. Установка для сушки гранулированного технического углерода. Патент РФ на полезную модель № 75881 от 27.08.2008, Бюл. №24

6. Цыганков М. П., Чайкин О. М. Способ отвода отработанного теплоносителя из сушильного барабана. Патент РФ № 2362101 от 20.07.2009, Бюл. № 20

7. Цыганков М. П., Чайкин О. М. Способ управления сушкой в сушильных уста-

новках барабанного типа. Патент РФ № 2365838 от 27.08.2009, Бюл. № 24

8. Чайкин О. М., ТаЬЬап Б. Математическое описание тепловых режимов падающей скорости сушки гранул техничекского углерода // Сб. трудов XX Международ. науч. конф.: В 10 т. Т. 5. - 2007. - С. 26 -28.

9. Чайкин О. М., Цыганков М. П. Ячеечная модель динамики сушки гранул технического углерода // Сб. трудов XXI Международ, науч. конф.: в 10 т. Т. 5. -2008.-С. 123 -124.

10. Чайкин О.М., Цыганков М. П. Системное моделирование процессов обработки технического углерода // Сб. трудов ХХШ Международ, науч. конф.: в 12 т. Т. 8.-2010.-С.66-68.

11. Чайкин О. М., Цыганков М. П. Моделирование системы автоматического регулирования температурного режима сушки // Математика и математическое образование. Теория и практика: Межвуз. сб. науч. тр. Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2008.-С. 210-213.

12. Чайкин О. М. Математическое моделирование распределения газовых потоков в сушильном барабане // Пятьдесят девятая научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов: тезисы докладов - Ярославль : ЯГТУ, 2006.-С. 240.

13. Бойков С. Ю., Чайкин О. М. Математическое моделирование для мониторинга процесса сушки гранулированного углерода // Шестидесятая научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов: тезисы докладов. - Ярославль: ЯГТУ, 2007. - С. 79

14. Чайкин О. М. Анализ устойчивости распределенного движения газовых потоков в сушильном барабане // Шестьдесят первая научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов: тезисы докладов. - Ярославль : ЯГТУ, 2008.-С. 176.

15. Чайкин О. М. Особенности регулирования теплового режима прямоточно-противоточной барабанной сушилки II Шестьдесят вторая региональная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием: тезисы докладов. - Ярославль : ЯГТУ, 2009.-С. 138.

16. Чайкин О. М., Цыганков М. П. Регулирование влажности технического углерода в барабанных сушилках // Шестьдесят третья региональная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием, посвященная 1000-летию Ярославля : тезисы докладов. - Ярославль : ЯГТУ, 2010. - С. 199

17. Чайкин О. М., Цыганков М. П. Математическое моделирование технологической системы обработки технического углерода // Шестьдесят третья региональная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием, посвященная 1000-летию Ярославля: тезисы докладов. - Ярославль : ЯГТУ, 2010. - С. 200.

Подписано в печать 17.11.2010 г. Печ. л. 1. Заказ 1430. Тираж 100. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета г. Ярославль, ул. Советская, 14 а, тел. 30-56-63.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

СТРУКТУРА И ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СУШКОЙ ГРАНУЛИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1 Значение и место сушки сыпучих и гранулированных материалов в промышленном производстве.

1.2 Методы и оборудование сушки. Сушка гранулированных материалов.

1.3 Проблемы управления технологическими режимами процессов интенсивной сушки гранулированных материалов.

1.4 Системная организация процесса сушки гранулированных материалов.

1.5 Варианты управления потоками теплоносителя в сушильных установках барабанного типа.

1.6 Постановка задачи исследований.

ГЛАВА 2. Проблемы управления комбинированием.прямоточного и противоточного потоков теплоносителя.

2.1 Системные эффекты комбинированной схемы движения теплоносителя.

2.2 Возможности управления перенаправлением потоков отработанного теплоносителя.

2.3 Оценка эффектов перенаправления потока отсасываемого газа из зоны загрузки гранул в фильтр основного улавливания.

ГЛАВА 3. Разработка математических моделей сушкис частичной рециркуляцией высушиваемого материала (на примере производства технического углерода).

3.1 Ячеечная модель сушильного барабана.

3.2 Математическое описание разрушения гранул высушиваемого материала и уноса гранул.

3.3 Математическая модель сушильной установки с прямоточным движением теплоносителя в сушильном барабане.

3.4 Математическая модель сушильной установки с комбинированным движением теплоносителяв сушильном барабане.

ГЛАВА 4. Автоматизация управления сушкойтехнического углерода.

4.1 Разработка структурных схем управления сушильным барабаном с прямоточным движением теплоносителя.

4.2 Разработка структурных схем управления сушильным барабаном с комбинированным движением теплоносителя.

4.3 Разработка структурных схем управления сушильным барабаном с отводом теплоносителя в общий коллектор УГС.

ГЛАВА 5. Численное моделирование системы управления.

5.1 Численное моделирование схем АСР с прямоточным движением теплоносителя.

5.2 Численное моделирование схем АСР с комбинированным движением теплоносителя.

Основные результаты работы.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Процессы сушки гранулированных материалов широко используются в различных отраслях промышленности и, как правило, являются энергоемкими. В процессе сушки некоторые из видов таких материалов при малых остаточных значениях влажности оказываются хрупкими и частично разрушаются. Характерный пример представляют процессы сушки гранул в крупнотоннажном производстве технического углерода. Низкая конечная прочность гранул осложняет управление процессом. Их частичное разрушение и рециркуляция образующейся в результате этого пыли, в конечном итоге приводят к необходимости повторного высушивания части материала.

Энергообеспечение сушки осуществляется за счет сжигания природного газа. Уменьшение энергозатрат, требуемых для сушки, при сохранении или повышении показателей качества продукта — одна из важных отраслевых задач.

Основные теоретические положения сушки технического углерода, опирающиеся на фундаментальные исследования A.B. Лыкова, были разработаны в трудах В.М. Осипова, И.Г. Рябинкова, И.Г. Зайдмана. В 197080-х гг. отраслевые исследования были направлены на выявление эффективных технологий осуществления процесса. Вопросы его математического моделирования в этот период изучались в работах A.M. Волкова. Следует заметить, что в этих работах не рассматривались задачи управления сушильной установкой в целом, как совокупностью взаимосвязанных технологических аппаратов, не учитывалась рециркуляция материала, подвергающегося частичному разрушению. Между тем, на эффективность системного подхода, отражающего специфику взаимосвязи тепловых и материальных потоков сушки с возможностями автоматизированного управления сушильными установками, указывается в работах С. П. Рудобашты и С. Н. Малыгина.

В настоящее время в силу сокращения деятельности или полной ликвидации отраслевых научно-исследовательских институтов основной путь поиска повышения энергетической эффективности производства — промышленный эксперимент. В промышленности технического углерода наибольшие успехи на этом пути достигнуты В. Ю. Орловым.

Однако, будучи весьма затратным, промышленное экспериментирование фактически не предоставляет возможностей разработки систем управления перспективными, но к настоящему времени не нашедшими отраслевого применения технологиями, такими как «доулавливание» пыли, образующейся при сушке, в фильтрах основного улавливания и сушка расходящимися потоками теплоносителя.

Для оценки таких возможностей целесообразно использование численного моделирования сушильных установок. Поэтому решаемая в диссертации задача повышения эффективности энергообеспечения сушки для используемых и перспективных технологий на основе совершенствования системы управления тепловыми потоками с применением средств математического моделирования актуальна.

Цель работы

Разработка математических моделей и методов управления тепловыми потоками в сушильных установках, обеспечивающих возможности применения перспективных энергосберегающих технологий сушки гранулированных материалов термически и механически неустойчивых при малых значениях влажности, и повышение стабильности поддержания тепловых режимов.

Для ее достижения решаются задачи: анализа влияния способов управления тепловыми потоками, присущих различным технологиям сушки, на возможности интенсификации процессов и улучшения показателей качества высушенного материала; построения математической модели описывающей процесс разрушения и уноса фракции мелких гранул; изучения системных взаимосвязей, их влияния на процесс сушки и разработки математической модели сушильной установки как совокупности взаимосвязанных технологических аппаратов, для численной имитации действия и анализа работы предложенных схем управления; разработки методов и схем управления потоками теплоносителя с учетом технологических связей между аппаратами сушильной установки и их численное моделирование.

Методы исследований

Для исследования проблемы и решения поставленных задач использовались методы математического моделирования, идентификации, математического программирования, оптимального управления, численного и аналитического решения интегро-дифференциальных уравнений.

Научная новизна

В работе решены задачи повышения эффективности управления температурно-влажностным режимом сушки в сушильных установках барабанного типа с учетом частичной рециркуляции высушиваемого материала.

При их решении: установлено, что —

• для энергоэффективного управления сушкой материалов с рециркуляцией разрушенных гранул следует максимизировать долю теплового потока, направляемого противотоком, в схеме прямоточно-протпвоточного движения теплоносителя;

• на установке по производству технического углерода использование перспективной технологии «доулавливания» пыли, образующейся при сушке, в фильтрах основного улавливания может быть обеспечено регулированием разрежения в сушильном барабане. предложены —

• математическое описание разрушения и уноса гранул для моделирования систем управления сушкой с рециркуляцией высушиваемого материала;

• математическая модель сушильной установки как совокупности взаимосвязанных аппаратов для анализа эффективности управления рециркуляцией гранул и пыли;

• введение в число компонент вектора управления значений расходов отработанного теплоносителя и хладагента.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

- математическая модель для расчета статики и динамики сушильной установки с рециркуляцией высушиваемого материала с учетом взаимодействия элементов (технологических аппаратов) этой установки,

- метод управления сушильной установкой с учетом рециркуляции высушиваемого материала,

- методы повышения ресурса управления за счет целенаправленного варьирования тепловыми потоками отработанного теплоносителя, выводимыми из барабана, и расширения температурного диапазона вводимых в барабан материальных потоков,

- использование ячеечной математической модели сушильного барабана для расчета переходных и статических режимов систем автоматического управления в условиях применения различных схем распределения сушильного агента.

Практическая значимость

Для компьютерных систем управления сушкой технического углерода разработаны алгоритмы оценки в динамике не измеряемых непосредственно переменных состояния (технологического режима) сушильной установки и усовершенствованы алгоритмы расчета показателей качества сушки;

Предложены варианты схем и алгоритмов:

• организации управления тепловыми потоками сушки с учетом рециркуляции высушиваемого материала;

• автоматической стабилизации технологических режимов и показателей качества сушки.

Предложенные расчетные схемы и алгоритмы оценки влияния управления распределением тепловых потоков в сушильной установке переданы в ОАО «Ярославский технический углерод» и применяются в практике совершенствования управления технологическими процессами.

Разработанное программное обеспечение использовано при обучении студентов в группах целевой подготовки специалистов для ОАО «Ярославский технический углерод», а также в курсовых работах по математическому моделированию технологических процессов для специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».

Апробация работы и публикации

Основные результаты и научные положения диссертации обсуждались и докладывались на Международных научных конференциях: "Математические методы в технике и технологиях": ММТТ-20, Ярославль 2007; ММТТ-21, Саратов 2008; ММТТ-23, Саратов 2010; Третья Международная научно-практической конференция «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов). СЭТТ-2008», Москва-Тамбов;

Шестая межвузовская научно-методическая конференция «Математическое образование и наука в технических и экономических вузах» Ярославль 2008;

Пятьдесят девятая, шестидесятая, шестьдесят первой, шестьдесят вторая, шестьдесят третья научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов Ярославского государственного технического университета.

Основные положения диссертации отражены в семнадцати публикациях, четыре из которых опубликованы в рецензируемых журналах "Химия и химическая технология" и "Вестник тамбовского государственного технического университета", рекомендованных для представления основных результатов диссертационных исследований ВАК РФ. Получены три патента Российской Федерации.

СТРУКТУРА И ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работа состоит из введения, пяти основных глав, 53 рисунков, 15 таблиц и трех приложений. Объем работы составляет 150 страниц, список использованных источников содержит 110 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны его научная новизна и практическая значимость, дано краткое изложение работы.

В первой главе на примере производства технического углерода анализируются процессы и проблемы управления сушкой гранулированных материалов термически и механически неустойчивых при низких значениях влажности. Рассматривается классификация способов сушки. Анализируются способы управления тепловыми потоками, возникающими в результате конвективного теплообмена или (и) контактной передачи тепла к высушиваемым материалам, которые можно реализовать в условиях различных технологий сушки.

Указывается, что разделение регулирующих воздействий для независимого варьирования скоростями газового потока сушильного агента и перемещения высушиваемого материала не обеспечивается в установках с кипящим слоем, трубах сушилках, обеспечивающих высокую интенсивность процесса, а обеспечивается в барабанных сушильных установках.

Во второй главе рассматриваются системные эффекты управления сушильной установкой при замене прямоточной схемы движения теплоносителя во внутренней полости сушильного барабана прямоточно-противоточной схемой без изменения известных способов управления ею.

Предлагаются способы управления и перераспределения тепловых потоков для прямоточно-противоточного движения теплоносителя во внутренней полости сушильного барабана.

В третьей главе рассматриваются и совершенствуются математические модели сушки на примере технического углерода. Для описания процесса сушки в барабане используется ячеечная модель, простые алгоритмы решения которой, позволяют, с одной стороны, отказаться от ряда упрощающих допущений моделирования, с другой - косвенно учесть продольное перемешивание в пределах газовой фазы и потока влажных гранул.

Для оценки коэффициента рециркуляции высушиваемого материала необходимо знать количество разрушенного и унесенного потоком теплоносителя. Экспериментально установлено, что степень разрушения в значительной мере определяется тепловым режимом процесса. Поэтому в работе предлагается математическая модель разрушения гранул, определяемого этим режимом и расчет уноса потоком теплоносителя части высушенного материала.

Группа описанных моделей, дополненная упрощенным описанием движения пыли в тракте рецикла, образует математическую модель сушильной установки, для которой, как для объекта управления, формулируется постановка задачи оптимизации.

В четвертой главе рассматриваются пути повышения качества стабилизации технологического режима сушки и разрабатываются схемы управления прямоточно-противоточным движением теплоносителя с дополнительным потоком хладагента.

В пятой главе выполняется численное моделирование предложенных схем управления.

Для подготовки программ численного моделирования используются концепции объектно-ориентированного программирования в среде Delphi. Программы имеют модульную структуру. Каждый модуль разработан для определенной схемы распределения теплоносителя и схемы автоматического управления.

1. Rasiri N., HasanzadeK М. A. and Moghadam М. Mathematical modeling and computer simulation; of/a drum dryer. Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B, Vol; 28, No. B6, The Islamic Republic of Iran, 2004

2. Rodrigues, G., Vasseur, J. & Courtois, F. (1996). Design and control; of drum dryers for the food- industry, Part 2: Automatic control // Journal of Food Engineering, 30, 171-183.

3. Лыков A.B. Теория сушки. Изд. 2-е, перср. и доп. - М. ¡ Энергия. 1968; -472 с. .

4. Лыков А.В. Теория сушки. М. Л: : Гоэнергоиздат. 1950. - 416 с.

5. Чижевский А.Ф. Сушка керамических материалов и изделий. М. : Изд-во литературы по строительству, 1971. - 169 с.

6. Шубин Г. С. Сушка и тепловая обработка древесины (вопросы теории, методы расчёта и совершенствования технологии): Дис. д-ра техн. наук. М., 1985. — 400 с.

7. Долинский А. Д., Иваницкий F. К. Оптимизация процессов распылительной сушки. — Киев : Наукова думка, 1984. 320 с.

8. ЛыковА; В; Теория сушки: ~Mir Л;: КЭД 1968:-Гл. I, II, III, IV, с. 7-167.

9. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -Mi : БХИ^ I960;—Ел.Х¥. Сушка, с. 652-687181, Касаткин А;Е. Основные процессы и аппараты химической технологии. -Ж : Химия- 1971L- С.,649:

10. Чернобыльский И. И., Тананайко Ю. М. Сушильные установки химической промышленности. Киев, 1969s - Ел. III. Кинетика сушки и тепломассообмещ с. 70-89?20: Лыков A. Bi Теоретические основы строительной; теплофизики; Минск : Изд-во АН БССР, 1961.

11. U. Jacobs, J. Haintz, J; Kappel Selection Criteria for Sludge Diying Plants Belt, Drum andFluidisedBedDryers. Paper, presented-at VDI Meeting, Bamberg: 13-14 February 2003.

12. Классификация сушилок / Уралдрев Электронный: ресурс.: Режим доступа: http://www.uraldrev.ru/

13. Сравнение барабанной сушилки и сушилки кипящего слоя Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.btmt.kiev.ua/solutions/dryer:

14. Барабанные сушилки БН, БГ Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.upmt.ru/index.php/article/archive/102

15. Орлов В.Ю., Комаров A.M., Ляпина JI.A. Производство и использование технического углерода, для резин. Ярославль : Изд-во Александр Рутман, 2002. - С. 3441.

16. Rumpf Н: // Ing. techn.- 1958.-V.30,- No.3.-P.144.

17. Tegerschiold M., Ilmoni A. // Amer. Inst. Mining Metallurgy Eng. Proceeding of the blast furnace and coke ovens raw materials conference. — 1950.— No.9.— P.18.

18. Tarjan E. Der Einfluss von Bewegungskraften auf die Granulation // Aufbereitungstechnik. 1966. - Nr. 1. - S. 28-32.

19. Вилесов Н.Г. и др. Процессы гранулирования в промышленности. М. : Техника, 1976. -С.28.

20. Meisner Н., Michaels A., Kaiser R. // Eng. and eng. chem. 1964. -No.3. - P:3.

21. Vasseur, J., Abchir, F. & Trystram, G. (1997). Modeling of drum dryer. ENSIAA-1 Ave des olympiades 91305 MASSY-FRANCE Drying, 121-129.

22. Treybal, R. (1980). Mass transfer operations. McGraw-Hill Ltd.

23. Novitskii, V. S. & Gryznov, Y. V. (1976). Method of analytical calculation of the operation cost of a drum atmospheric dryer // Chem. & Pet.Eng., 12(7-8), 624-627.

24. Волков A.M. Оптимизация процесса сушки гранул технического углерода, предотвращающего их разрушение // Автоматизация производства технического углерода: сб. науч. тр. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982. С. 61-65.

25. Соков М. Н. Опыт работы конвективных сушилок гранулированного технического углерода // Совершенствование производства технического углерода: сб. -М. : ЦНИИТЭнефтехим, 1979. С. 34-39.

26. Хаустов И. П., Чигеткин В. И., Сажии Б. С., Панфилов М. Н. Сушильное оборудование с механическим перемешиванием и измельчением высушиваемого материала. // Химическое и нефтяное машиностроение. — 1968.-№10.-С. 42-45.

27. Лисовая Г. К., Ведерникова М. И. и др. Испытания опытно-промышленной трубы-сушилки для кремнефтористого натрия // Химическое и нефтяное машиностроение. — 1969. — № 5. — С. 39-49.

28. Сажин Б. С, Бабак А. М., Чувнило Е. А., Кочетов Л. М. Новые аппараты ! для конвективной сушки дисперсных материалов. (Обзор зарубежныхпатентов) // Химическое и нефтяное машиностроение. 1970. - № 3. - С. 44-47.I

29. Лурье Л. М., Быховский Ю. А. Использование труб-сушилок в цветной металлургии // Промышленная энергетика. 1970. — № 1. — С. 47-50.44. Пат. 3204341 США, 1965.45. Пат. 3337965 США, 1967.

30. Ивановский В. И. Технический углерод. Процессы и аппараты / В. И. Ивановский. — Омск : ОАО «Техуглерод», 2004. — 228 с.

31. Berk J. Everything you wanted to« know about direct thermal drying but were afraid to ask // USFilter 2155 112th Avenue Holland, MI 49424.

32. Комаров A. M. Автоматизация процессов мокрого гранулирования'сажи за рубежом: темат. обзор. М. : ЦНИИТЭнефтехим, 1973. - 34 с.

33. Классен П.В. Основы техники гранулирования. М: : Химия, 1982. -С.88-93.

34. Троянкин Ю. В. Проектирование и эксплуатация высокотемпературных технологических установок. М.: МЭИ, 2002.

35. Driver J., Hardin М., Howes Т., Palmer G. Влияние конструкций ковшей на характеристику сушки в барабанных* сушилках: докл. // 6 World Congress of Chemical«Engineering, Melbourn, Oct. 23-27, 2001.

36. Плановский A.H., Муштаев, В.И., Ульянова B.Mf. Сушка- дисперсных материалов-в химической промышленности, М., Химия

37. Использование отходящего газа для сушки техуглерода ООО "Техуглерод и огнеупоры" Электронный ресурс. Режим1 доступа: http://tog.ucoz.rii/index/ispolzovanieotldiodjashhegogazadljasushkitekhugler odavsushilnombarabanebsk40/0-16

38. Комаров A.Mt, Рубан В".И. Применение позонного регулирования в автоматизации сушильных барабанов БСК-40 // Производство шин, резинотехнических и асбестотехнических изделий: науч.-техн. сб. М. : ЦНИИТЭнефтехим, 1974. - №12. - С. 7-8.

39. Цыганков М.П., Чайкин О. М. Модель сушки гранулированного углеродного материала при малых значениях влажности // Изв. вузов. Химия и химическая технология. — 2008. — Т. 51, вып. 8. С. 82-83.

40. Мячин М.Г., Цыганков1 М.П. Моделирование сушильного- барабана в-производстве технического углерода» // Математические методы в технике и технологиях: сб: тр. / Новгородский гос. ун-т — Великий Новгород, 1999. -С. 99-101.

41. Волков А. М. Математическое описание процесса сушки технического углерода: Автоматизация производства технического углерода. —ЦНИИТЭнефтехим, 1982. С. 52-61.

42. Цыганков М. П. Бойков О. Ю., Бнаг ТаЬЬап. Математическое моделирование сушки технического углерода по схемам прямотока-противотока // Изв. вузов. Химия и химическая* технология. 2006. - Т. 49, вып. 10. - С.90-94.

43. Цыганков МТТ, Мячин М.Г. Моделирование процесса сушки в производстве технического углерода // Вестник Ярославского гос. техн. унта: Вып. 1. Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 1998. - С.113-114

44. Чайкин О. М., ТаЬЬап Б. Математическое описание тепловых режимов падающей скорости сушки гранул технического углерода // Сб. тр. XX Международ, науч. конф. В 10 т. Т. 5. 2007. - С. 26 -28.

45. Чайкин О. М., Цыганков М. П., ТаЬЬап Б. Расчет переходных режимов сушки гранулированного углерода // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2008. - Т. 51, №. 8. - С. 55-57.

46. Чайкин О. М., Цыганков М. П. Ячеечная модель динамики сушки гранул технического углерода // Сб. трудов XXI Международ, науч. конф. В 10 т. Т.5.-2008. С. 123-124.

47. Чайкин О. М. Математическое моделирование распределения газовых потоков в> сушильном барабане // Пятьдесят девятая научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов: тез. докл. Ярославль : ЯГТУ, 2006. - С. 240

48. Бойков С. Ю., Чайкин О. М: Математическое моделирование для мониторинга процесса сушки гранулированного углерода // Шестидесятая^ научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов: тез. докл. Ярославль : ЯГТУ, 2007. - С. 79.

49. Чайкин О. М. Анализ устойчивости распределенного движения газовых потоков в сушильном барабане // Шестьдесят первая научно-техническая конференция,,студентов, магистрантов и аспирантов: тез. докл. Ярославль : ЯГТУ, 2008.-С. 176.

50. Таганов И. Н. Моделирование процессов массо- и энергопереноса. Нелинейные'системы. Л: : Химия, 19791 — 204 с.

51. Ойгенблик А. А., Сажин В. Б., Соловьева С.А. Моделирование кинетики* сушки полидисперсных частиц различной8, формы (одиночная частица) // Процессы в зернистых средах. Иваново; 1989. - С. 58-62.

52. Цыганков М. П., Чайкин О. М'., ТаЬЬап О. Управление расходящимися потоками теплоносителя в сушильном барабане // Изв. вузов. Химия и химическая технология. — 2008. Т. 51, вып. 8. — С. 77-78;

53. Лисиенко В. Г., Щёлоков Я: М., Ладыгичев М: Г. Хрестоматия энергосбережения: Справочник.-Ml: Теплоэнергетик, 2003;

54. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической;технологии. Л:.:; Химия;, 1981;.

55. Гофман В. Э., Хомоненко А. Д. Delphi 5. СПб. : БХВ-Петербург, 2001.-800 с.

56. Изерман Р.' Цифровые системы управления. М.: Мир, 1984. - 541 с.

57. Шувалов В! В., Огаджанов. Г. А., Голубятников- В.А. Автоматизация производственных процессов в химической* промышленности. М. : Химия, 1991.-480 с.

58. Способ автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов в барабанной сушилке: а. с. СССР, кл. F 26 В 25/22, заявл. 15.01.79, № 2713210 / В.И. Еремеев, О.Н. Леханов, Р.Г. Каграманов.

59. А. с. 1576820 СССР, МКИ F 26 В 25/22. Способ автоматического регулирования процесса сушки сыпучего материала.

60. А. с. 1416833 СССР, МКИ F 26 В' 25/22. Способ автоматического управления процессом сушки сыпучих материалов в барабанной сушильной установке.

61. Пат. 2287752 Российская Федерация, МИК F26B5 25/22. Способ управления процессом сушки в барабанных сушилках. Опубл. 2006.

62. Пат. на полезную модель 75881 Российская Федерация. Установка для сушки гранулированного технического углерода / М. П. Цыганков, О.М. Чайкин.

63. Пат. 2365838 Российская Федерация. Способ управления сушкой в сушильных установках барабанного типа / М. П. Цыганков; О. М. Чайкин

64. A.c. 1129477 СССР, МКИ F 26 В 25/22. Способ автоматического управления процессом сушки.

65. A.c. 1044931 СССР, МКИ F 26 В 25/22. Способ автоматического регулирования процесса сушки.

66. A.c. 1041840 СССР, МКИ F 26 Вг 21/06. Способ управления процессом сушки гранулированной сажи в барабане.

67. Пат. 2208206 Россия. Барабанная сушилка / А. К. Абрамов, JI. И. Аверьянов, JI. В. Зимонин, В. А. Любушкин. заявл. 24.09.2001.

68. А. с. Л 1193411 СССР. опубл. 1984.

69. Способ, автоматического управления процессом сушки сыпучих материалов: а. с. СССР; заявл 11.02.80, № 288302 / А. П. Гусев, В*. А*. Ольков; Всес. н.-и. и проект, ин-т асбест, пром-ти.

70. Способ- автоматического, регулирования процесса сушки сыпучих материалов: а.- с. СССР; заявл. 11.06.89, № 3304550 / А. С. Меняйленко, В. А. Улышин, В.И. Бардамид; Ворошиловгр. фил. ин-та Гипроуглеавтоматизация.

71. A.c. 907370 СССР, МКИ F 26 В* 21/06. Способ автоматического управления процессом сушки'сыпучих материалов:

72. Чайкин О. М., Цыганков М. П. Моделирование системы автоматического регулирования' температурного режима сушки // Математикам математическое образование. Теория и практика: Межвуз. сб. науч. тр. Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2008. - С. 210- 213.

73. Шински Ф. Системы, автоматического регулирования химико-технологических процессов. — М. : Химия, 1974.

74. Малышкина В1 А. Оптимальное управление процессом сушки макаронных изделий: дис. канд. техн. наук / В. А. Малышкина. Оренбург, 2005.-180 с.

75. Баумштейн И. П., Майзель Ю. А. Автоматизация процессов, сушки в химической промышленности. М.: Химия, 1970. - 232 с

76. Автоматизация процессов сушки в промышленности и сельском хозяйстве / Под ред. М. А. Берлинера. М. : МАШГИЗ; 1963. - 292 с.

77. Автоматизация производства технического углерода / Всесоюзный научно-исследовательский ин-т технического углерода М. : Химия, 1983.

78. Горячев В. П. Основы автоматизации производства в нефтеперерабатывающей промышленности. М. : Химия, 1987.