شبیه سازی و بهینه سازی مدارهای آسیای لوله ایی سیمان

Abstract

مصرف کنونی سیمان در جهان حدود 8/1 بیلیون تن در سال است و سالانه به طور متوسط 1 درصد افزایش می یابد. انرژی مصرفی برای تولید سیمان تقریبا 110 کیلو وات بر تن است که حدود 40 درصد آن در آسیا کنی کلینکر استفاده می شود. مقدار انرژی مصرفی به علت کارایی پایین فرآیندهای تهیه کلینکر، خنک کردن مواد و آسیا کنی، بیش از حد می باشد. در سه فرآیند فوق، کارایی در بهترین حالت به ترتیب 67 ،70 و1 درصد است. از طرفی افزایش تقاضا برای تولید سیمان ریز دانه، ضرورت کاهش مصرف انرژی و تدوین قوانین زیست محیطی سخت گیرانه، نیاز به بهینه سازی مدار آسیا کنی سیمان را تقویت می نماید، که در دهه گذشته پیشرفت قابل توجهی در این زمینه حاصل شده است. شبیه سازی با استفاده از مدل های ریاضی روشی است که بدلیل هزینه پایین و توانایی بالا برای در نظرگرفتن متغیرهای طراحی و عملیاتی، می تواند برای بهینه سازی مدار آسیا کنی سیمان استفاده شود. متغیرهای طراحی و عملیاتی مانند کارایی کلاسیفایر، جریان هوا در آسیا، ابعاد بار خردکننده و غیره... می توانند روی کارایی مدار آسیا کنی تاثیر گذار باشند. بهینه سازی این متغیرها مرحله ای مهم برای کاهش هزینه تولید سیمان است. در صنعت سیمان معمولا از آسیاهای لوله ای چند چمبره استفاده می شود که معمولا بازدهی پایینی دارند. آسیاهای لوله ای چند چمبره، آسیاهای گردانی هستند که نسبت طول به قطر آن ها بیش از 3 است. ساخت هر چمبره با ابعاد مختلف با هدف افزایش عملکرد خردایش انجام می شود. این آسیاها از نوع تخلیه شبکه ای هستند و در مدار باز و یا بسته به همراه کلاسیفایر، استفاده می شوند. مدل های جامع ریاضی که از طریق آسیاهای صنعتی ایجاد شدند، می توانند برای پیش بینی عملکرد این سیستم ها استفاده شوند و شرایط مناسبی را برای بهینه سازی مصرف انرژی و در نتیجه کاهش هزینه های عملیاتی فراهم کنند. این مقاله ضمن بررسی کاربرد مدل مخلوط کامل برای مدلسازی و شبیه سازی آسیاهای لوله ای چند چمبره، ابزارهای لازم را برای بهینه سازی مدارهای آسیا کنی سیمان معرفی کرده و در ادامه به بررسی پارامترهای طراحی و عملیاتی موثر بر کارایی این آسیاها می پردازد.