余熱發(fā)電與水泥生產(chǎn)協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、在新型干法水泥生產(chǎn)過程中,大力推廣純低溫余熱發(fā)電,既降低能耗,又減少廢氣排放,同時對環(huán)境保護,滿足資源可持續(xù)利用。利用熟料燒成過程中的余熱進行發(fā)電,既能降低能耗,又能減少廢氣排放。目前,國內(nèi)水泥行業(yè)大多是在窯頭窯尾配套余熱鍋爐的方式,然而,水泥低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)余熱電站,其熱源為回轉(zhuǎn)窯運行中排出的煙氣,是一個相互耦合的復(fù)雜擰制系統(tǒng)。國內(nèi)還沒有一套切實可行的協(xié)調(diào)控制策略,廣泛使用的人工操作經(jīng)驗或者單回路的控制策略,難以適應(yīng)水泥窯況

2、的變化,無法克服系統(tǒng)中的擾動,難以取得理想的控制效果。
　　 新型干法水泥生產(chǎn)線的窯頭窯尾裝配余熱鍋爐,由于熟料燒成過程中,工藝流程復(fù)雜性,風(fēng)、煤、料與窯速足影響熟料燒成的主要因素,而這些參數(shù)多變且難以有效控制。因此,當(dāng)水泥線配套余熱發(fā)電后,利用多余煙氣產(chǎn)生蒸汽發(fā)電,勢必會影響水泥線的二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫、電收塵入口負(fù)壓、和噴煤量的大小等,對熟料燒成必然產(chǎn)生較大變化,給純低溫余熱發(fā)電的煙氣利用產(chǎn)生較多麻煩。純低溫余熱鍋爐需要適應(yīng)窯

3、況的波動,產(chǎn)生穩(wěn)定的蒸汽參數(shù),穩(wěn)定的發(fā)電功率。傳統(tǒng)的控制方案大多是余熱發(fā)電和水泥生產(chǎn)的單獨控制,如像常規(guī)的鍋爐汽包水位的三沖量控制。因此,在深入分析水泥余熱發(fā)電特性的基礎(chǔ)上,參考現(xiàn)場操作人員的手動操作經(jīng)驗,并結(jié)合水泥和余熱生產(chǎn)線實時的DCS數(shù)據(jù),提出了水泥余熱發(fā)電協(xié)調(diào)控制方案。要求在以往過熱器入口溫度作為閥門開度的輸入條件上,將二次風(fēng)溫變化偏差和偏差變化率及電收塵入口壓力偏差和偏差變化率引入過熱器閥門開度調(diào)節(jié)的余熱發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計中;同

4、時以過熱器入口壓力作為窯頭風(fēng)機轉(zhuǎn)速的輸入條件上,將二次風(fēng)溫變化偏差和變化率及電收塵入口壓力偏差和變化率也引入窯頭風(fēng)機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的系統(tǒng)方案設(shè)計中全盤考慮。提出余熱發(fā)電與水泥生產(chǎn)的協(xié)調(diào)控制方案,減少熟料燒成對余熱鍋爐的影響,穩(wěn)定余熱發(fā)電裝備的高效運轉(zhuǎn),盡可能吸收窯頭排出的廢氣余熱,提高余熱鍋爐發(fā)電量。
　　 本課題正是基于水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)的工藝特性和模糊控制的特點,設(shè)計相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制方案,包括煙氣溫度和煙氣壓力模糊控制器。在MATLA

5、B下仿真結(jié)果表明,本協(xié)調(diào)控制方案能很好的適應(yīng)水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)的特性,能夠穩(wěn)定過熱器進口溫度和壓力參數(shù),并完成一系列基于C＃上位機操作界面和OPC通訊等具體的工程工作。通過對余熱電站的優(yōu)化協(xié)調(diào)控制,可以保證水泥正常乍產(chǎn)時多發(fā)電。從而實現(xiàn)余熱發(fā)電和水泥生產(chǎn)的協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)生產(chǎn)的整體優(yōu)化。這說明模糊控制算法能夠很好的解決水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)中存在的多變量、強耦合、非線性等問題,并且對外界擾動、系統(tǒng)噪聲等也都具有一定的抑制能力,提高了煙氣余熱的利用