新型干法水泥生產(chǎn)線預(yù)熱與窯外分解過(guò)程控制研究.pdf

1、新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)已成為我國(guó)水泥工業(yè)的主要生產(chǎn)技術(shù)。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的核心是懸浮預(yù)熱及窯外分解技術(shù)。預(yù)熱及窯外分解過(guò)程的穩(wěn)定直接影響到入窯生料的質(zhì)量,因此,對(duì)懸浮預(yù)熱及窯外分解過(guò)程穩(wěn)定控制的研究具有重要意義。
　　 針對(duì)水泥預(yù)熱及窯外分解過(guò)程中“風(fēng)、煤、料”三方面存在的控制問(wèn)題,對(duì)預(yù)熱器一級(jí)旋風(fēng)筒和分解爐進(jìn)行簡(jiǎn)單地工況判斷,將分解爐工況進(jìn)行分類,同時(shí)基于分解爐的大滯后和多工況特性,提出采用灰色預(yù)測(cè)模糊控制算法實(shí)現(xiàn)分解爐的

2、穩(wěn)定控制。
　　 生料流量的改變引起預(yù)熱及窯外分解過(guò)程中溫度和負(fù)壓的變化,對(duì)用風(fēng)量需求也有影響。將生料下料情況作為分解爐和預(yù)熱器一級(jí)筒工況分析中的條件;再將懸浮預(yù)熱器溫度和負(fù)壓的變化情況作為分解爐工況分析時(shí)的條件之一。通過(guò)綜合分析總結(jié)出一般情況下預(yù)熱器一級(jí)筒的五種典型工況和分解爐的八種典型工況。根據(jù)分解爐在各種工況下控制的難易程度,將分解爐的工況分為正常工況和特殊工況兩類。
　　 現(xiàn)場(chǎng)高溫風(fēng)機(jī)調(diào)速主要根據(jù)預(yù)熱器一級(jí)筒負(fù)壓

3、的變化情況。由于現(xiàn)場(chǎng)暫時(shí)不需要實(shí)現(xiàn)高溫風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速,所以,文中只針對(duì)預(yù)熱器一級(jí)筒的其中一種工況分析了高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整和預(yù)熱器一級(jí)筒負(fù)壓變化的關(guān)系,提出運(yùn)用一維模糊控制實(shí)現(xiàn)高溫風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速的構(gòu)想,同時(shí)實(shí)現(xiàn)在該工況下對(duì)風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。為今后水泥工業(yè)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化提供參考。根據(jù)分解爐溫度控制的難點(diǎn)即分解爐的大時(shí)滯性提出在兩類工況下均采用灰色預(yù)測(cè)方法,同時(shí)針對(duì)兩類工況采用不同的預(yù)測(cè)算法。正常工況下采用GM(1,1)灰色預(yù)測(cè)方法;特殊工況下采用GM

4、(1,2)灰色預(yù)測(cè)方法,這兩種方法都用于預(yù)測(cè)分解爐的出口溫度。通過(guò)對(duì)被控對(duì)象滯后特性的分析,確定了預(yù)測(cè)周期和控制周期的時(shí)間。通過(guò)對(duì)預(yù)測(cè)周期內(nèi)溫度變化的規(guī)律的分析,提出在一個(gè)預(yù)測(cè)周期內(nèi)分別采用預(yù)測(cè)溫度和反饋校正后的溫度數(shù)據(jù)。運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)驗(yàn)及分解爐的噴煤增量和出口溫度的關(guān)系得出模糊規(guī)則表。最終通過(guò)模糊控制器計(jì)算出喂煤增量。
　　 基于MATLAB軟件和ABB公司的Control Build F軟件對(duì)分解爐的控制方案進(jìn)行仿真。仿真前

5、提取有各種特征的分解爐出口溫度樣本,對(duì)這些樣本進(jìn)行各種方法的初始值處理同時(shí)檢驗(yàn)預(yù)測(cè)誤差,根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果總結(jié)了最優(yōu)的數(shù)據(jù)的初始值處理方法,同時(shí)在該方法下得出良好的預(yù)測(cè)效果。仿真時(shí)在MATLAB軟件中創(chuàng)建OPC客戶端,實(shí)現(xiàn)MATLAB軟件中的OPC客戶端與Control Build F軟件中的OPC服務(wù)器的通信,同時(shí)在MATLAB軟件中編寫工況判斷、初值處理、灰色預(yù)測(cè)及模糊控制程序。仿真中通過(guò)設(shè)置虛擬設(shè)定值改進(jìn)控制方案,得到良好的仿真效果。仿