大型水泥生產(chǎn)線窯爐節(jié)能優(yōu)化與控制研究.pdf

1、回轉(zhuǎn)窯和分解爐是大型水泥生產(chǎn)線預(yù)分解部分的核心設(shè)備，窯爐內(nèi)各生產(chǎn)參數(shù)的控制以及窯爐內(nèi)熱量平衡和質(zhì)量平衡，是影響水泥產(chǎn)量、質(zhì)量和能耗的關(guān)鍵因素。窯爐系統(tǒng)具有大慣性、純滯后、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)，目前采用的PID、模糊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等常規(guī)控制器仍然主要依靠現(xiàn)場(chǎng)操作工人的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)水泥生產(chǎn)各生產(chǎn)參數(shù)，控制精度差，導(dǎo)致窯爐系統(tǒng)的能耗相對(duì)較高，存在燃煤嚴(yán)重浪費(fèi)的問題。
　　本文針對(duì)大型水泥生產(chǎn)線窯爐中各生產(chǎn)參數(shù)，以水泥生料質(zhì)量傳遞、能量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的

2、基本原理為基礎(chǔ)，分析了預(yù)分解窯爐系統(tǒng)散熱特性，結(jié)合物料、煤料和風(fēng)量傳遞及伴隨的能量傳遞，分別推導(dǎo)了預(yù)分解窯爐系統(tǒng)中旋風(fēng)筒、回轉(zhuǎn)窯和分解爐的質(zhì)量平衡方程和熱量平衡方程，編寫MATLAB程序求解了各平衡方程，找出了預(yù)分解窯爐系統(tǒng)中各主要生產(chǎn)參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)仿真與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行了理論驗(yàn)證。以窯爐喂煤量最小為目標(biāo)函數(shù)，以三次風(fēng)管風(fēng)壓、窯尾負(fù)壓、喂料量、主排風(fēng)機(jī)風(fēng)速和入窯物料分解率為約束條件，建立了窯爐節(jié)能優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，

3、從而實(shí)現(xiàn)對(duì)窯爐內(nèi)各主要生產(chǎn)參數(shù)的優(yōu)化。基于窯爐節(jié)能優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了窯爐三維模糊PID節(jié)能優(yōu)化控制器，對(duì)控制器的控制效果及抗干擾能力進(jìn)行了仿真，并與常規(guī)窯爐溫度控制器效果進(jìn)行了對(duì)比分析，得出窯爐三維模糊PID節(jié)能優(yōu)化控制器具有響應(yīng)速度快、超調(diào)小、跟隨性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　采用PLC和組態(tài)技術(shù)設(shè)計(jì)了一套水泥窯爐節(jié)能優(yōu)化集控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)窯爐主要生產(chǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。將該窯爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)在湖南韶峰水泥集團(tuán)有限公司一條干法水泥生產(chǎn)