Комплекс процессов, происходящих во вращающейся печи мокрого способа получения клинкера под воздействием тепловой энергии, весьма обширен и сложен. Процессы горения топлива, движения газов и материала, теплообмена и физико-химических превращений сырьевой смеси тесно связаны между собой. Возникает достаточно большое количество трудностей при эксплуатации печного агрегата.
Рассмотрим цементную печь как объект автоматизации и определим ряд особенностей, которые характеризуют ее как сложный аппарат. Проведем обзор подходов и методов, которые применялись в попытках решить задачу по созданию систем управления вращающимися печами.
На рис. 1 выделены управляющие воздействия (показаны синим цветом), возмущающие воздействия (показаны красным цветом) и технологические переменные (показаны зеленым цветом). Управляющих воздействий, которые изображены синим цветом, гораздо более ограниченное количество, чем остальных, что в итоге значительно сужает круг возможных действий оператора по поддержанию процесса обжига клинкера.
Существенное количество возмущений, внутренних, внешних в совокупности с распределением параметров по всей длине печи создают трудности при принятии управляющих решений с учетом нелинейности характеристик и значительной инерционностью печного агрегата.
Все возмущения делят на внешние и внутренние. К внешним относят изменения параметров материальных потоков, которые поступают непосредственно в печной агрегат, изменения условий окружающей среды.
Возникающие в ходе технологического процесса возмущения называют внутренними.
Рассмотрим характерные внешние возмущения для вращающейся печи:
• изменение теплотворной способности топлива;
• изменение влажности, температуры и тонкости помола сырья, а также химического состава;
• неравномерное поступление сырья в печной агрегат;
• изменение количества и температуры воздуха, поступающего в печь из колосникового холодильника (вторичного воздуха);
• изменение количества возвращаемой пыли;