193520. lajstromszámú szabadalom • Eljárás anyagáramlás szabályozására
1 193520 2 A találmány tárgya eljárás anyagáramlás szabályozására, elsősorban szilárd, poralakú és finomszemcséjű, tetszőleges rendszernyomású és szilárdanyagtartalmú, előnyösen nagy szilárdanyagtartalmú tüzelőanyagok hőtechnikai 5 berendezések égőihez vagy gázosítóreaktorokhoz történő pneumatikus szállítására és adagolására, valamint az áramlás ismert mérési módszerekkel történő mérésére a szállítóvezetékben vagy vezetékekben. Rendszernyomás 10 alatt itt a berendezésekben vagy gázosítóreaktorokban meghatározott üzemi feltételek mellett uralkodó nyomást értünk. Poralakú, valamint finomszemcséjű, szilárd anyagok tömegáramának szabályozására vo- 15 natkozó, ismert eljárások során a szilárd anyagot fluidizált vagy fluidizálatlan állapotban nyomásszabályozás révén vagy szabályozószervekkel kinyomják vagy leengedik a tartályból, illetve az adagolóedényből és az adagolt szilárd 20 anyagot a tömegáramlás méréstechnikailag mérhetővé tétele érdekében nagyon alacsony szllárdanyagtartalmúra (<10kg/rri ) hígítják. Tetszőleges szilárdanyagtartalmú két fázis áramlására vonatkozó, üzemi körülmények kö- 25 zött végrehajtható mérési eljárások híján a sűrűség és az adagolandó tömegáram technológiailag egyértelmű befolyásolását célzó hiányos ismeretek bonyolult szabályozási megoldásokhoz, valamint a tömegáram meghatározásá- 30 nak a ritka áramlás tartományába történő eltolódásához vezettek. Erre mutatnak példát a 25 54 565 és a 29 02 911 számú DE szabadalmi leírások. A 147 188 számú DD szabadalmi leírásból 35 megismerhető eljárás, melynek során a tömegáramot kizárólag az adagolóedény fluldizáló gáztérfogatával szabályozzák, különösen nagy szállítási teljesítmények esetén a tömegáram és a sűrűség erős egymásrahatásához vezet. 40 A147 933 számú DD szabadalmi leírás olyan eljárást ismertet, amelynek során a tömegáramnak a szilárdanyag áram szállítócsőbe való belépése előtt végzett fojtószabályozás viszonylag szűk határok között hatásos és különböző 45 lökéshatások vagy a szilárdanyag lefékeződése folytán a tömegáram nagy szilárdanyagtartalom és kis áthaladási teljesítmény mellett egyenetlenné válik. A találmánnyal célunk a felsorolt hátrányok 50 egyidejű kiküszöbölése mellett nagy szilárdanyagtartalmú tömegáramok pneumatikus szállításához, valamint adagolásához biztonságos folyamatvezérlés és felügyelet létrehozása. 55 A tömegáram meghatározására szolgáló, korábban kifejlesztett, ismert mérési módszerek alapján — ilyen például a befecskendező módszer vagy a sűrűségváltozások alapján végrehajtott futásidő mérés — olyan eljárást kell 6C kifejleszteni, melynek révén lehetővé válik tetszőleges rendszernyomású és szllárdanyagtartalmú tömegáramok pneumatikus szállításra alkalmas szabályozása. A gáz és a szllárdanyag rész közötti arányok 65 leglényegesebb összefüggései a töltöttségben és az áramlásban találhatók meg mérlegszerűen, amelyekből egyszerű és egyértelmű szabályozóértékek és szabályozási eljárás vezethető le. A találmány értelmében az egy adagolóedényből kiáramló portérfogat és a beáramló gáztérfogat között meghatározott összefüggés vezethető le a szállítóvezetékben áramlástechnikallag szükséges pn folyási sűrűség figyelembevételével. Számításaink alapján úgy találjuk, és elvégzett kísérleteink igazolták, hogy az adagolótartályban lévő szllárdanyag pt töltési tömörségéből kiindulva az adagolóedónyben elhelyezett fluldizáló betéten keresztül a (I) képlet alaján kiszámítható Vgn fluidizáló gáztérfogatot kell bevezetni, hogy meghatározott qm tömegáramhoz szükséges pn folyási sűrűséget elérjük. Va=Ó (Psz - P9) (pt P{1) qm Psz (pt -Pg) (pm -Pg) (I) Vg = Vgn —^ (II) H 1 n pg = P9n • —y~ (Hl) mely képletekben a dimenziók a következőket jelentik: T az adagolóedényben mérhető hőmérséklet Tn az adagolóedényben mérhető normál hőmérséklet p az adagolóedényben fennálló nyomás pn az adagolóedényben fennálló normálnyomás. Vg a fluldizáló gáztérfogat Vgn a normál állapotra vonatkoztatott gáztérfogat Psz szilárdanyagra jellemző szemcsesűrűség Pt a szilárdanyagra jellemző töltési tömörség pg üzemi gázsürűség Pgn a normálállapotra vonatkoztatott gázsűrűség Állandósult üzemállapotban az adagolóedény alsó részében részleges és egységes örvényréteg alakul ki, mivel az összes Vg fluidizáló gáztérfogat a szllárdanyag áramlással együtt hagyja el az adagolóedényt. Az örvényrétegen át utáncsúszó töltet kompenzálására és az állandósult szállítási üzemállapot megtartására a tulajdonképpeni tömegáramszabályozáshoz úgynevezett Vkg gáztérfogatot kell levezetni, amely a (IV) képlettel egyszerűen kiszámítható: Vkg = 9— (IV) Vkgn = Vkg • ^-y- (V) ahol. ^kgn a normálállapotra vonatkoztatott és Vkg az üzemi kompenzáló gáztérfogatot jelenti. 2
