新型干法水泥生產(chǎn)冷卻過程建模與控制.pdf

1、冷卻過程是水泥燒成的重要環(huán)節(jié)，其功能是對高溫熟料進行冷卻、輸送，同時對熱量進行回收?，F(xiàn)代化水泥生產(chǎn)線普遍采用篦式冷卻方式，篦式冷卻過程的控制問題一直是水泥生產(chǎn)過程自動化的難點之一。 本文在合理假設(shè)條件下，從篦式冷卻過程穩(wěn)定工況下所表現(xiàn)出的實際特性出發(fā)，分析了篦式冷卻過程的工作機理，利用網(wǎng)格劃分法，建立了水泥熟料篦式冷卻過程的熱力學(xué)模型，并依據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)對模型進行了仿真研究。同時以山水水泥廠4號線篦式冷卻過程為研究對象，研究了模糊預(yù)

2、測控制系統(tǒng)，并通過OPC接口將控制系統(tǒng)外掛于DCS，實現(xiàn)了篦式冷卻過程的自動控制，實際運行表明了該方案的正確性和實用性。 首先，根據(jù)篦式冷卻過程的工藝特點，深入分析了第三代充氣梁篦式冷卻機的工作機理。針對篦冷機內(nèi)熟料冷卻效率低問題，在篦冷機和窯系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定、熟料顆粒與氣體之間傳熱穩(wěn)定等假設(shè)條件下，基于氣固交叉換熱理論，采用網(wǎng)格劃分法將篦冷機篦床上的高溫熟料進行單元劃分，利用氣體、熟料以及篦冷機壁之間的熱平衡原理和質(zhì)量平衡原理

3、，建立了篦冷機熟料多通道冷卻風(fēng)流量控制模型，并對計算結(jié)果進行驗證，驗證結(jié)果表明該模型能夠比較準(zhǔn)確地反映了實際情況。 其次，在上述模型的仿真結(jié)果基礎(chǔ)上，提出了一種帶有多值邏輯協(xié)調(diào)控制器的模糊預(yù)測控制方法。分別以篦床靜壓和一室風(fēng)機電流為主、輔控制目標(biāo)，以一段篦速為控制量，設(shè)計了預(yù)測模型，模糊控制器，并設(shè)計多值邏輯協(xié)調(diào)控制器協(xié)調(diào)主控目標(biāo)和輔控目標(biāo)之間的控制策略，其仿真結(jié)果通過與常規(guī)預(yù)測控制系統(tǒng)的對比，發(fā)現(xiàn)該算法具有很好的快速性和魯棒性

4、，在擾動很大的情況下，依然能夠保持很好的控制效果。 隨后，結(jié)合山水水泥廠4號線的實際情況，將在VC++環(huán)境下編寫的預(yù)測控制算法通過OPC接口與集散控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通訊，強調(diào)并采用了模塊化結(jié)構(gòu)，增強了算法的通用性和可移植性，降低了企業(yè)成本。實際運行表明，本課題提出的模糊預(yù)測協(xié)調(diào)控制方案對于篦式冷卻過程具有良好的控制效果。 最后，就所完成的課題做出總結(jié)，分析了當(dāng)前研究工作的不足，并對今后的發(fā)展及研究方向進行了展望。整個水泥生