新型干法水泥生產(chǎn)線預(yù)熱與窯外分解過程控制研究.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)熱及窯外分解過程的穩(wěn)定直接影響到入窯生料的質(zhì)量,因此,對懸浮預(yù)熱及窯外分解過程穩(wěn)定控制的研究具有重要意義。
　　 針對水泥預(yù)熱及窯外分解過程中“風(fēng)、煤、料”三方面存在的控制問題,對預(yù)熱器一級旋風(fēng)筒和分解爐進(jìn)行簡單地工況判斷,將分解爐工況進(jìn)行分類,同時基于分解爐的大滯后和多工況特性,提出采用灰色預(yù)測模糊控制算法實現(xiàn)分解爐的

2、穩(wěn)定控制。
　　 生料流量的改變引起預(yù)熱及窯外分解過程中溫度和負(fù)壓的變化,對用風(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的條件之一。通過綜合分析總結(jié)出一般情況下預(yù)熱器一級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)場高溫風(fēng)機(jī)調(diào)速主要根據(jù)預(yù)熱器一級筒負(fù)壓

3、的變化情況。由于現(xiàn)場暫時不需要實現(xiàn)高溫風(fēng)機(jī)自動調(diào)速,所以,文中只針對預(yù)熱器一級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)熱器一級筒負(fù)壓變化的關(guān)系,提出運用一維模糊控制實現(xiàn)高溫風(fēng)機(jī)自動調(diào)速的構(gòu)想,同時實現(xiàn)在該工況下對風(fēng)量的自動調(diào)節(jié)。為今后水泥工業(yè)實現(xiàn)全自動化提供參考。根據(jù)分解爐溫度控制的難點即分解爐的大時滯性提出在兩類工況下均采用灰色預(yù)測方法,同時針對兩類工況采用不同的預(yù)測算法。正常工況下采用GM(1,1)灰色預(yù)測方法;特殊工況下采用GM

4、(1,2)灰色預(yù)測方法,這兩種方法都用于預(yù)測分解爐的出口溫度。通過對被控對象滯后特性的分析,確定了預(yù)測周期和控制周期的時間。通過對預(yù)測周期內(nèi)溫度變化的規(guī)律的分析,提出在一個預(yù)測周期內(nèi)分別采用預(yù)測溫度和反饋校正后的溫度數(shù)據(jù)。運用現(xiàn)場操作經(jīng)驗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。最終通過模糊控制器計算出喂煤增量。
　　 基于MATLAB軟件和ABB公司的Control Build F軟件對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,對這些樣本進(jìn)行各種方法的初始值處理同時檢驗預(yù)測誤差,根據(jù)預(yù)測結(jié)果總結(jié)了最優(yōu)的數(shù)據(jù)的初始值處理方法,同時在該方法下得出良好的預(yù)測效果。仿真時在MATLAB軟件中創(chuàng)建OPC客戶端,實現(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,同時在MATLAB軟件中編寫工況判斷、初值處理、灰色預(yù)測及模糊控制程序。仿真中通過設(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