基于鋼球動(dòng)能的球磨機(jī)存煤量控制方法的研究.pdf

1、在以能源為基礎(chǔ)的發(fā)展社會(huì)中，火力發(fā)電對(duì)我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能降耗至關(guān)重要，鍋爐作為火力發(fā)電的重要燃煤動(dòng)力設(shè)備一直占有舉足輕重的作用，而在鍋爐燃燒制粉系統(tǒng)中球磨機(jī)是最為關(guān)鍵的設(shè)備之一。球磨機(jī)內(nèi)存煤量的檢測(cè)和控制問(wèn)題是制粉系統(tǒng)優(yōu)化的重中之重，但針對(duì)球磨機(jī)研磨過(guò)程卻一直沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一、嚴(yán)謹(jǐn)和完整的理論分析，存煤量的監(jiān)控缺乏更精準(zhǔn)方便的解決方案，因此，迅速提高球磨機(jī)制粉系統(tǒng)的自動(dòng)化水平是火電廠刻不容緩的任務(wù)。
　　目前，將磨煤介質(zhì)的動(dòng)能用來(lái)反映制

2、粉系統(tǒng)的被控制量存煤量未見(jiàn)報(bào)道。研究提出一種基于鋼球動(dòng)能的球磨機(jī)存煤量的控制策略，以提高火電廠制粉系統(tǒng)存煤量控制的準(zhǔn)確性。本文結(jié)合球磨機(jī)工業(yè)運(yùn)行特性，專注鋼球?qū)崟r(shí)動(dòng)能與存煤量、制粉系統(tǒng)運(yùn)行效率之間的理論與方法，針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)存煤量的優(yōu)化控制展開(kāi)了深入研究。
　　本文取得的理論研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.本文提出了以所有鋼球的總動(dòng)能用來(lái)反映制粉系統(tǒng)的被控制量存煤量。
　　(1)給煤量與制粉效率間的關(guān)聯(lián)模型?；陔姀S實(shí)時(shí)

3、運(yùn)行數(shù)據(jù)，從基礎(chǔ)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)能量角度采用關(guān)聯(lián)度分析和均衡接近度方法綜合分析反映鍋爐效率的負(fù)荷與磨機(jī)給煤量及鍋爐運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系。通過(guò)Matlab得出球磨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行工況下運(yùn)動(dòng)鋼球的變化規(guī)律，繪制其拋落狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)曲線，設(shè)計(jì)鋼球位置坐標(biāo)系統(tǒng)，確立給煤量與鋼球運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)程度。通過(guò)建立多項(xiàng)式回歸模型和信息融合模型得出鋼球動(dòng)能相比多個(gè)鍋爐運(yùn)行參數(shù)對(duì)球磨機(jī)給煤量的影響更大，為研究基于鋼球動(dòng)能的存煤量的優(yōu)化控制方法做理論準(zhǔn)備。
　　(2)鋼球動(dòng)能計(jì)

4、算模型。通過(guò)分析球磨機(jī)運(yùn)行條件及參數(shù)，對(duì)磨煤介質(zhì)鋼球隨存煤量變化的運(yùn)動(dòng)空間分布實(shí)行分區(qū)計(jì)算，并由此提出一種基于球磨機(jī)內(nèi)存煤量的鋼球動(dòng)能計(jì)算模型。隨后采用實(shí)測(cè)試驗(yàn)驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性，確定斜拋運(yùn)動(dòng)為鋼球獲得最大動(dòng)能的最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)的存煤量為磨機(jī)的最佳存煤量。鋼球運(yùn)動(dòng)分布測(cè)量簡(jiǎn)易，通過(guò)動(dòng)能計(jì)算模型得到鋼球?qū)崟r(shí)動(dòng)能值，對(duì)應(yīng)調(diào)整磨機(jī)存煤量，表明鋼球運(yùn)動(dòng)動(dòng)能可用來(lái)反映存煤量工況，探索煤粉磨制過(guò)程，為基于鋼球動(dòng)能的球磨機(jī)存煤量的優(yōu)化控制新方法的實(shí)現(xiàn)做

5、基礎(chǔ)理論研究。
　　2.本文得出鋼球?qū)崟r(shí)動(dòng)能與存煤量、制粉系統(tǒng)的運(yùn)行效率之間存在密切關(guān)系。
　　(1)離散元素法(DEM)仿真試驗(yàn)。采用DEM研究在分子動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域可被視為顆粒的鋼球和煤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。基于DEM的PFC3D軟件平臺(tái)仿真球磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程，分析一定球徑的定量?jī)?yōu)化的工作參數(shù)配置下不同煤徑、煤量及粒度分布和鋼球運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，得出存煤量與鋼球動(dòng)能、摩擦損失能量和磨機(jī)筒壁總功的參數(shù)變化關(guān)系。結(jié)果表明:鋼球拋落較瀉落狀態(tài)獲得更多的

6、動(dòng)能;隨存煤量增加，鋼球動(dòng)能的利用率先升高隨后降低，初步得出存煤量與鋼球運(yùn)動(dòng)存在密切關(guān)系。
　　(2)球磨機(jī)物理試驗(yàn)。通過(guò)GUI圖像邊緣檢測(cè)方法和Origin數(shù)據(jù)處理軟件來(lái)研究中心傳動(dòng)式球磨機(jī)物理模型實(shí)驗(yàn)過(guò)程中鋼球和煤的高速攝影圖像，隨存煤量增加，鋼球經(jīng)歷瀉落運(yùn)動(dòng)、少數(shù)鋼球拋落運(yùn)動(dòng)到多數(shù)鋼球拋落運(yùn)動(dòng)，鋼球獲得的動(dòng)能越多，研磨煤的效率越高，從物理實(shí)驗(yàn)角度驗(yàn)證提出的基于鋼球動(dòng)能的球磨機(jī)存煤量控制方法的有效性。
　　3.本文提出基

7、于鋼球動(dòng)能的球磨機(jī)存煤量的控制策略。
　　(1)鋼球動(dòng)能對(duì)存煤量的預(yù)測(cè)?；诖婷毫亢弯撉蜻\(yùn)動(dòng)的PFC3D仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用組合自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法，建立存煤量和鋼球動(dòng)能信息融合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)鋼球動(dòng)能對(duì)磨機(jī)存煤量的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)控制，具有較高精度，為完善基于鋼球動(dòng)能的存煤量控制方法提供了有效的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。此外，對(duì)基于鋼球動(dòng)能的存煤量控制建立系統(tǒng)參數(shù)模型，進(jìn)行存煤量的階躍擾動(dòng)下鋼球動(dòng)能變化的階躍響應(yīng)曲線試驗(yàn)和系統(tǒng)辨識(shí)傳遞函數(shù)模型試驗(yàn)，得到遞推