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《济南大学》 2011年
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新型干法水泥生产线烧成与冷却过程控制研究

张加良  
【摘要】:新型干法水泥生产线烧成与冷却过程均是水泥生产的重要环节,其工作状态直接影响着水泥熟料的质量与产量,但由于其具有多变量、强耦合、大滞后等特点,一直以来都是水泥生产过程控制的重点和难点。目前,国内针对水泥熟料烧成与冷却系统的控制软件仍停留在探索和仿真阶段,现场应用并不理想,仅有的少数成功应用到水泥生产线现场的控制方法只是简单的PID控制,而国外的控制软件由于国内水泥工业测点少、工况复杂等特点,往往造成“水土不服”。因此如何针对国内水泥特点采用有效的方式实现水泥熟料烧成与冷却过程自动控制、提高水泥生产的自动控制水平、减小人工劳动强度成为了一个亟待解决的问题。 本文通过分析水泥熟料烧成与冷却过程的工艺特点,并根据现场实际情况,深入分析了水泥熟料烧成与冷却过程的影响因素,并总结现场工艺工程师的专家经验,合理选取工艺参数和控制点,提出了针对水泥熟料烧成与冷却过程的正常工况和异常工况进行分别控制的控制方案,并成功应用于山水集团某公司生产现场。 本文结合水泥熟料烧成与冷却过程的工艺机理,选取了窑主电机电流、分解炉出口温度、篦冷机一室篦压、篦冷机二、三段篦压等五个工艺参数作为输入量,并对以上参数进行数据预处理,并对预处理后的关键参数进行了“掉窑皮”、“跑生料”的工况识别。 本文根据水泥熟料烧成与冷却的现场操作人员的控制思想,提出了水泥熟料烧成与冷却过程的控制方案,在正常工况下,只根据冷却过程中篦冷机各段压力对篦冷机转速进行实时控制,采用模糊控制-PID复合控制算法,即在偏差较大时采用模糊控制,在偏差较小时采用传统PID控制,用来提高系统的响应速度,改善调节过程中的动态特性;在异常工况“掉窑皮”、“跑生料”的情况下,根据专家经验对烧成系统的窑转速、窑头喷煤进行调整,以改善窑内工况。同时,需要根据专家经验对采用模糊-PID控制的冷却系统的控制输出进行修正,以将烧成系统异常工况对冷却系统的影响达到最小。 水泥熟料烧成与冷却过程的控制系统的软件采用VC++语言实现,为提高系统的通用性,软件采用OPC通讯接口实时读取工程师站的现场数据,并可根据现场实际情况,可随时调整控制目标设定值及控制输出的范围。在山水某公司应用表明,本文提出的烧成与冷却过程系统能够较好的完成水泥熟料烧成与冷却过程的自动控制,相比人工操作而言,工作在自动状态的烧成与冷却系统物料受热分解更加充分、冷却更加迅速,有利于水泥生产的稳定,避免了水泥质量的波动。
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ172.62

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