冶金石灰窯多參數(shù)檢測與質(zhì)量控制理論及技術(shù)研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)重要基礎(chǔ)和支柱性產(chǎn)業(yè)，石灰是鋼鐵冶金的重要原料，它作為高爐煉鐵和轉(zhuǎn)爐煉鋼的熔劑，具有縮短冶煉時(shí)間、提高生鐵質(zhì)量和鋼水純凈度等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于濕法煙氣脫硫、酸性工業(yè)廢水處理等環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域、以及輕質(zhì)碳酸鈣、環(huán)氧氯丙烷、氧化鋁燒結(jié)礦制備等冶金、化工生產(chǎn)過程。石灰質(zhì)量的主要衡量指標(biāo)是活性度，活性石灰主要通過冶金石灰窯煅燒而成。石灰的活性度不僅決定了煙氣脫硫和廢水中和的效率、凈化度，還決定著鋼鐵冶煉、輕質(zhì)碳酸鈣、氧化鋁燒結(jié)

2、礦等生產(chǎn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量、原料利用率和運(yùn)行費(fèi)用。隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，對冶金石灰提出了越來越高的要求。因此，開展冶金石灰窯生產(chǎn)過程質(zhì)量控制理論及技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝過程綜合優(yōu)化和安全穩(wěn)定運(yùn)行，對于進(jìn)一步穩(wěn)定石灰煅燒品質(zhì)，降低生產(chǎn)能耗，減少環(huán)境污染、保證鋼鐵冶煉質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益都具有重要意義。
　　 本文通過活性石灰煅燒涉及的物理和化學(xué)反應(yīng)過程的機(jī)理研究，闡述了石灰窯生產(chǎn)系統(tǒng)的非線性、多變量和多參數(shù)影響的復(fù)雜特性以及石灰煅燒

3、質(zhì)量的有關(guān)影響因素，分析了活性度質(zhì)量指標(biāo)與煅燒時(shí)間、速度、溫度和燃料配比等工藝參數(shù)之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，以寶鋼梅山鋼鐵公司套筒式石灰窯為對象，以其煤氣流量檢測、供熱系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)和燃燒過程的優(yōu)化控制為目標(biāo)，采用現(xiàn)場技術(shù)參數(shù)測試、仿真分析、以及工業(yè)性試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行石灰窯生產(chǎn)多參數(shù)檢測與質(zhì)量控制理論及技術(shù)的研究，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程綜合優(yōu)化和安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 (1)運(yùn)用參數(shù)補(bǔ)償原理設(shè)計(jì)并

4、實(shí)現(xiàn)混合煤氣流量在線檢測方案
　　 工程上通常采用差壓式孔板流量計(jì)進(jìn)行冶金石灰窯的混合煤氣流量在線檢測，本文通過其誤差產(chǎn)生因素的分析，提出了以超聲波流量計(jì)為基準(zhǔn)檢測總管煤氣流量進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對各支管煤氣流量在線補(bǔ)償?shù)姆椒?，推?dǎo)了石灰窯混合煤氣流量檢測的在線密度補(bǔ)償算法，進(jìn)而制定了多參數(shù)補(bǔ)償?shù)幕旌厦簹饬髁坑?jì)量檢測方案，并進(jìn)一步構(gòu)建了混合煤氣流量在線補(bǔ)償檢測系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，通過硬件配置、選型和軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)以及現(xiàn)場調(diào)試闡述了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)

5、現(xiàn)。
　　 (2)基于信息融合技術(shù)的燃燒過程煙氣氧含量的軟測量研究
　　 本文針對石灰窯最佳燃燒控制系統(tǒng)的重要衡量參數(shù)-尾氣氧含量的在線檢測問題，采用基于信息融合技術(shù)的軟測量方法開展研究。提出了尾氣氧含量的機(jī)理建模方案，根據(jù)機(jī)理表達(dá)式詳細(xì)分析了相關(guān)參數(shù)影響因素，并推導(dǎo)出氧含量的計(jì)算修正公式，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于信息融合技術(shù)的氧含量軟測量系統(tǒng)的分析計(jì)算模型。
　　 (3)采用模糊控制策略設(shè)計(jì)燃燒過程溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)<

6、br>　　 針對石灰窯燃燒過程溫度控制所具有的有非線性、大滯后、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)，采用模糊控制策略，構(gòu)建石灰窯溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)模糊控制方案，并針對其存在的問題，進(jìn)一步提出了模糊PID控制方法。通過Matlab的仿真分析，驗(yàn)證了模糊PID控制策略能獲得較好的動(dòng)態(tài)控制性能。
　　 (4)基于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的冶金石灰窯燃燒過程優(yōu)化控制
　　 本文通過石灰窯經(jīng)濟(jì)燃燒的特性分析，提出了提高熱效率，實(shí)時(shí)調(diào)整最佳空燃比系數(shù)的方法，并制定了完善的燃