面向綜合自動化的水泥生產(chǎn)自動控制與過程優(yōu)化研究.pdf

1、中國經(jīng)濟增長方式將由粗放型向集約型進一步轉(zhuǎn)變，這是我國經(jīng)濟未來堅定不移的發(fā)展方向。為此，工業(yè)上，必須進一步地節(jié)能降耗、減支增收，提高企業(yè)的運營效率。 而作為我國支柱產(chǎn)業(yè)之一的水泥行業(yè)其產(chǎn)量已經(jīng)達到世界產(chǎn)量的一半，但是“大而不強”，是典型的高耗能行業(yè)，其能源消耗占全國能源消耗的7％，能源效率偏低的狀況十分突出。并且，相對其它行業(yè)(如鋼鐵、石油、化工等工業(yè))，水泥工業(yè)還普遍存在著技術(shù)裝備落后、管理水平低等問題，在人員、原材料方面的浪

2、費也十分巨大，嚴重制約著我國水泥行業(yè)的發(fā)展。各水泥企業(yè)也是良莠不齊，既有相當(dāng)或接近世界前十大企業(yè)的大型集團企業(yè)，也有仍占全部產(chǎn)量近半的眾多小立窯企業(yè)?？傮w而言，我國水泥工業(yè)整體水平比較落后，與世界先進水平更是相差甚遠。 與此同時，我國水泥行業(yè)在工藝流程、經(jīng)濟大環(huán)境及節(jié)能、環(huán)保方面還正經(jīng)歷著深刻的變革。在具體的時代背景與行業(yè)現(xiàn)狀下，如何利用最新的信息技術(shù)、控制技術(shù)及優(yōu)化理論應(yīng)對當(dāng)前的挑戰(zhàn)，則成為水泥企業(yè)提高經(jīng)濟效益所必須解決的基礎(chǔ)

3、性問題。論文提出，面向綜合自動化的水泥企業(yè)生產(chǎn)過程優(yōu)化系統(tǒng)將是解決行業(yè)難題、實現(xiàn)國家計劃目標(biāo)的可行方案。 水泥企業(yè)綜合自動化的具體功能應(yīng)如何設(shè)置，如何進行工程實施，如何將先進的智能控制引入水泥行業(yè)，對水泥生產(chǎn)進行自動化控制及優(yōu)化控制，這是本人長期深入水泥生產(chǎn)一線，參加技術(shù)研究與工程實施所一直密切關(guān)注的問題，也是本文闡述的主要內(nèi)容。主要包括： 首先，就我國的產(chǎn)業(yè)政策及當(dāng)前我國水泥企業(yè)的行業(yè)現(xiàn)狀，闡述了課題研究的背景和現(xiàn)實意

4、義。提出了面向綜合自動化的水泥企業(yè)生產(chǎn)自動控制與過程優(yōu)化的研究是實現(xiàn)前述目標(biāo)的基礎(chǔ)。并且就國內(nèi)、外在此方面的研究現(xiàn)狀做了細致分析，并對所涉及的相關(guān)研究與技術(shù)(綜合自動化、智能控制等)進行了綜述。 其次，從水泥的生產(chǎn)工藝出發(fā)，對水泥企業(yè)的運營特點做了全面分析，給出了對綜合自動化的需求。以此為基礎(chǔ)，結(jié)合其他行業(yè)綜合自動化的理論成果與實踐經(jīng)驗，給出了水泥企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)總體框架及各子系統(tǒng)的解決方案，并在當(dāng)前信息技術(shù)支持下，給出了水泥

5、企業(yè)綜合自動化的具體實現(xiàn)，對其中行業(yè)特色較為明顯的子系統(tǒng)做了細其后，對水泥生產(chǎn)中的核心環(huán)節(jié)——熟料燒成系統(tǒng)做了細致研究。在合理假設(shè)條件下，完成了對水泥熟料燒成過程的熱力學(xué)模型的建模工作，并以此為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了集熱力學(xué)機理模型庫與設(shè)備聯(lián)鎖仿真于一體的水泥生產(chǎn)過程仿真與集散控制培訓(xùn)系統(tǒng)的研究與開發(fā)。 再次，本文給出了水泥旋窯窯況的明確定義，并進一步分析了燒成系統(tǒng)各環(huán)節(jié)影響窯況的內(nèi)、外因素，明確了燒成過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象與原因之間的結(jié)構(gòu)