شبيه‌سازي كامپيوتري مدارهاي خردايش كلينكر كارخانه سيمان اردبيل

Computer Simulation of Clinker Grinding Circuits of Ardabil Cement Plant

كاربرد آسياهاي لوله‌اي چنداطاقكي در مدار بسته با يك جدا كننده هوايي تجربه‌اي بسيار معمول براي خردايش كلينكر در كارخانه‌هاي سيمان است. كارخانه سيمان اردبيل كه فراورده ي آن سيمان پوزولاني مي‌باشد نيز از چنين مدارهايي براي خردايش مخلوط كلينكر، پوزولان و گچ با درصد‌هاي معين، براي توليد سيمان استفاده مي‌كند. براي شبيه‌سازي مدارهاي آسياكني سيمان اين كارخانه نمونه‌هاي بسياري از جريان‌هاي موجود در مدارها برداشته شد. همچنين از داخل آسياها از نقطه هايي با فاصله هاي ثابت روي محور آسياها نمونه‌برداري شد. سپس دانه‌بندي نمونه‌ها با استفاده از تجزيه سرندي و پراش‌سنجي ليزري به دست آمد و به همراه شدت جريان‌هاي گوناگون موازنه جرم شدند. انديس كار باند و تابع شكست نمونه‌ي بار ورودي به آسيا (مخلوط كلينكر، پوزولان و گچ) در آزمايشگاه تعيين شد. از اين داده‌ها براي واسنجي مدل‌هاي مورد استفاده در شبيه‌سازي استفاده شد. براي شبيه‌سازي مدارها از نرم‌افزار (BMCS) Bsed Modular Comminution Simulator استفاده شد كه مي تواند مدارهاي گوناگون خردايش را شبيه‌سازي كند. در اين مقاله، مدل‌هاي رياضي آسيا‌ي گلوله‌اي و منحني جدايش براي شبيه‌سازي آسياهاي لوله‌اي و مدل منحني جدايش براي شبيه‌سازي شبكه هاي مياني وجداكننده هوايي به‌ كار گرفته شدند. برنامه BMCS در شبيه‌سازي آسياي گلوله‌اي از مدل موازنه جمعيت براي توصيف رياضي فرايند شكست و مدل مخازن به دنبال هم براي توصيف رياضي توزيع زمان اقامت و در شبيه‌سازي شبكه هاي مياني و جداكننده هوايي از مدل وايتن براي توصيف رياضي منحني جدايش استفاده مي‌كند. پارامترهاي مدل وايتن نيز با استفاده از جعبه ابزار الگوريتم ژنتيك نرم‌افزار MATLAB تعيين شد. همخواني نزديك نتيجه هاي شبيه‌سازي و داده‌هاي واقعي نشان دهنده دقت نمونه‌برداري، اعتبار مدل‌‌هاي مورد استفاده و واسنجي آنها و صحت پيش‌بيني‌ها توسط شبيه‌ساز است.

Multi-compartment tube mills in closed circuit with air separators are widely used for clinker grinding in cement plants. Ardabil cement plant which produces a pozzolanic type of cement is also using such closed grinding circuits for comminution of clinker, pozzolan and gypsum mixtures with specific ratios to produce cement powder. To simulate grinding circuits of this plant, a large number of samples were collected from various existing streams. In addition, samples were collected from inside of the mills at evenly spaced locations on their longitudinal axis. Then, particle size distribution of samples were determined using sieve analysis and laser diffraction methods and were mass balanced using streams flow rates. The work index and breakage distribution function of mill feed (mixture of clinker, pozzolan and gypsum) were determined in laboratory. These data were used for calibration of simulation models. For circuit simulations, BMCS (BMCS-based Modular Comminution Simulator) software was used which is capable of simulating various comminution circuits. In this article, mathematical models of ball mill and efficiency curve were used for simulation of tube mills and efficiency curve for simulation of air separators. BMCS program for simulation of tube mills uses a population balance model for mathematical description of breakage process and tanks-in-series model for mathematical description of residence time distribution.Also, for simulation of diaphragms and air separator BMCS uses Whiten model for mathematical description of efficiency curve. Whiten model parameters were determined using GA toolbox of MATLAB software. Close agreement between simulation results and actual data indicate accuracy of sampling procedure, validity of models and their calibration and accuracy of predictions made by simulator.