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《湖南科技大学》 2009年
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水泥分解炉温度控制系统设计

侯彦涛  
【摘要】: 采用预分解技术的新型干法水泥生产工艺是我国水泥工业的发展趋势。分解炉是预分解技术的核心设备,承担了预分解系统中煤粉燃烧、气固换热和碳酸盐分解等任务。碳酸盐的有效分解是影响水泥质量的重要因素,而其分解需要一个相对稳定的温度范围,因此分解炉的温度控制对稳定水泥质量、节能降耗至关重要,然而目前许多企业仍然通过人工调节各参数的方式来达到控制分解炉温度的目的,造成分解炉温度波动大,水泥质量差、煤耗高等问题。 本文在深入分析水泥分解炉结构和煤粉燃烧机理的基础上,总结出影响分解炉温度变化的主要因素是三次风量和喂煤量;基于现场的实际生产数据,采用正交试验方法验证了三次风量、喂煤量对分解炉温度的显著影响,为分解炉温度控制系统控制参量的选取提供了依据;构建了一阶滞后惯性传递函数模型来表征三次风量、喂煤量与分解炉温度及出口氧气含量之间的关系;并针对现场采集的100组数据运用Matlab的系统辨识工具箱对传递函数模型的系数进行了辨识。 构造了PID控制器、常规模糊控制器和二维一阶模糊控制器,并利用Matlab的运算功能,编写程序得到系统的控制查询表,然后用Matlab自带的Simulink工具箱分别对三种控制器的响应速度、超调量大小及抗干扰能力进行了仿真实验,结果表明二维一阶模糊控制器具有响应迅速,超调量小,抗干扰能力强等优势。 采用西门子S7-300系列PLC设计了一套水泥分解炉温度控制系统,进行了硬件结构、软件设计,并运用软件STEP7进行模糊控制算法的编程,通过PLC实现了对喂煤量、三次风量的模糊控制。 最后,本文所设计的分解炉温度控制系统经过现场实验调试,得到的分解炉温度曲线稳定在830~870℃的范围,喂煤量稳定在6.11~7.82t/h的范围,较之以前有了明显的改善,提高了分解炉内生料分解率、熟料质量,稳定了喂煤量,整个分解炉温度控制系统达到较好的控制效果。
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP273.4

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