基于鋼球動能的球磨機存煤量控制方法的研究.pdf

1、在以能源為基礎(chǔ)的發(fā)展社會中，火力發(fā)電對我國工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能降耗至關(guān)重要，鍋爐作為火力發(fā)電的重要燃煤動力設備一直占有舉足輕重的作用，而在鍋爐燃燒制粉系統(tǒng)中球磨機是最為關(guān)鍵的設備之一。球磨機內(nèi)存煤量的檢測和控制問題是制粉系統(tǒng)優(yōu)化的重中之重，但針對球磨機研磨過程卻一直沒有一個統(tǒng)一、嚴謹和完整的理論分析，存煤量的監(jiān)控缺乏更精準方便的解決方案，因此，迅速提高球磨機制粉系統(tǒng)的自動化水平是火電廠刻不容緩的任務。
　　目前，將磨煤介質(zhì)的動能用來反映制

2、粉系統(tǒng)的被控制量存煤量未見報道。研究提出一種基于鋼球動能的球磨機存煤量的控制策略，以提高火電廠制粉系統(tǒng)存煤量控制的準確性。本文結(jié)合球磨機工業(yè)運行特性，專注鋼球?qū)崟r動能與存煤量、制粉系統(tǒng)運行效率之間的理論與方法，針對如何實現(xiàn)存煤量的優(yōu)化控制展開了深入研究。
　　本文取得的理論研究成果和創(chuàng)新點如下:
　　1.本文提出了以所有鋼球的總動能用來反映制粉系統(tǒng)的被控制量存煤量。
　　(1)給煤量與制粉效率間的關(guān)聯(lián)模型?；陔姀S實時

3、運行數(shù)據(jù)，從基礎(chǔ)參數(shù)和運動能量角度采用關(guān)聯(lián)度分析和均衡接近度方法綜合分析反映鍋爐效率的負荷與磨機給煤量及鍋爐運行參數(shù)的關(guān)系。通過Matlab得出球磨機優(yōu)化運行工況下運動鋼球的變化規(guī)律，繪制其拋落狀態(tài)下的運動曲線，設計鋼球位置坐標系統(tǒng)，確立給煤量與鋼球運動的關(guān)聯(lián)程度。通過建立多項式回歸模型和信息融合模型得出鋼球動能相比多個鍋爐運行參數(shù)對球磨機給煤量的影響更大，為研究基于鋼球動能的存煤量的優(yōu)化控制方法做理論準備。
　　(2)鋼球動能計

4、算模型。通過分析球磨機運行條件及參數(shù)，對磨煤介質(zhì)鋼球隨存煤量變化的運動空間分布實行分區(qū)計算，并由此提出一種基于球磨機內(nèi)存煤量的鋼球動能計算模型。隨后采用實測試驗驗證模型準確性，確定斜拋運動為鋼球獲得最大動能的最佳運動狀態(tài)，此時的存煤量為磨機的最佳存煤量。鋼球運動分布測量簡易，通過動能計算模型得到鋼球?qū)崟r動能值，對應調(diào)整磨機存煤量，表明鋼球運動動能可用來反映存煤量工況，探索煤粉磨制過程，為基于鋼球動能的球磨機存煤量的優(yōu)化控制新方法的實現(xiàn)做

5、基礎(chǔ)理論研究。
　　2.本文得出鋼球?qū)崟r動能與存煤量、制粉系統(tǒng)的運行效率之間存在密切關(guān)系。
　　(1)離散元素法(DEM)仿真試驗。采用DEM研究在分子動力學領(lǐng)域可被視為顆粒的鋼球和煤的運動規(guī)律?；贒EM的PFC3D軟件平臺仿真球磨機運行過程，分析一定球徑的定量優(yōu)化的工作參數(shù)配置下不同煤徑、煤量及粒度分布和鋼球運動的關(guān)系，得出存煤量與鋼球動能、摩擦損失能量和磨機筒壁總功的參數(shù)變化關(guān)系。結(jié)果表明:鋼球拋落較瀉落狀態(tài)獲得更多的

6、動能;隨存煤量增加，鋼球動能的利用率先升高隨后降低，初步得出存煤量與鋼球運動存在密切關(guān)系。
　　(2)球磨機物理試驗。通過GUI圖像邊緣檢測方法和Origin數(shù)據(jù)處理軟件來研究中心傳動式球磨機物理模型實驗過程中鋼球和煤的高速攝影圖像，隨存煤量增加，鋼球經(jīng)歷瀉落運動、少數(shù)鋼球拋落運動到多數(shù)鋼球拋落運動，鋼球獲得的動能越多，研磨煤的效率越高，從物理實驗角度驗證提出的基于鋼球動能的球磨機存煤量控制方法的有效性。
　　3.本文提出基

7、于鋼球動能的球磨機存煤量的控制策略。
　　(1)鋼球動能對存煤量的預測。基于存煤量和鋼球運動的PFC3D仿真試驗數(shù)據(jù)，采用組合自適應學習算法，建立存煤量和鋼球動能信息融合的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，實現(xiàn)鋼球動能對磨機存煤量的實時預測控制，具有較高精度，為完善基于鋼球動能的存煤量控制方法提供了有效的實驗依據(jù)。此外，對基于鋼球動能的存煤量控制建立系統(tǒng)參數(shù)模型，進行存煤量的階躍擾動下鋼球動能變化的階躍響應曲線試驗和系統(tǒng)辨識傳遞函數(shù)模型試驗，得到遞推