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(duì)高溫熟料進(jìn)行冷卻、輸送，同時(shí)對(duì)熱量進(jìn)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(dòng)化的難點(diǎn)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(shí)際特性出發(fā)，分析了篦式冷卻過程的工作機(jī)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(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了仿真研究。同時(shí)以山水水泥廠4號(hào)線篦式冷卻過程為研究對(duì)象，研究了模糊預(yù)

2、測(cè)控制系統(tǒng)，并通過OPC接口將控制系統(tǒng)外掛于DCS，實(shí)現(xiàn)了篦式冷卻過程的自動(dòng)控制，實(shí)際運(yùn)行表明了該方案的正確性和實(shí)用性。 首先，根據(jù)篦式冷卻過程的工藝特點(diǎn)，深入分析了第三代充氣梁篦式冷卻機(jī)的工作機(jī)理。針對(duì)篦冷機(jī)內(nèi)熟料冷卻效率低問題，在篦冷機(jī)和窯系統(tǒng)運(yùn)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(jī)篦床上的高溫熟料進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，利用氣體、熟料以及篦冷機(jī)壁之間的熱平衡原理和質(zhì)量平衡原理

3、，建立了篦冷機(jī)熟料多通道冷卻風(fēng)流量控制模型，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明該模型能夠比較準(zhǔn)確地反映了實(shí)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(cè)控制方法。分別以篦床靜壓和一室風(fēng)機(jī)電流為主、輔控制目標(biāo)，以一段篦速為控制量，設(shè)計(jì)了預(yù)測(cè)模型，模糊控制器，并設(shè)計(jì)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(cè)控制系統(tǒng)的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該算法具有很好的快速性和魯棒性

4、，在擾動(dòng)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(hào)線的實(shí)際情況，將在VC++環(huán)境下編寫的預(yù)測(cè)控制算法通過OPC接口與集散控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，強(qiáng)調(diào)并采用了模塊化結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了算法的通用性和可移植性，降低了企業(yè)成本。實(shí)際運(yùn)行表明，本課題提出的模糊預(yù)測(cè)協(xié)調(diào)控制方案對(duì)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(duì)今后的發(fā)展及研究方向進(jìn)行了展望。整個(gè)水泥生