水泥分解爐標準工況模板及建模研究.pdf

1、水泥分解爐作為新型干法窯外分解系統(tǒng)的核心設(shè)備，承擔(dān)著燃燒、熱傳遞和物料分解的任務(wù)。若分解爐出口溫度太高，旋風(fēng)預(yù)熱器會發(fā)生結(jié)皮現(xiàn)象;相反，若分解爐出口溫度過低，爐內(nèi)的碳酸鹽分解率會降低。因此，保持合理穩(wěn)定的分解爐的出口溫度是分解爐控制的關(guān)鍵所在?？紤]到分解爐具有工況波動頻繁、非線性、且延時較大等特點，直接建立模型以描述分解爐出口溫度變化動態(tài)較為困難，為此，需建立完備的分解爐工況模板，而后根據(jù)不同的工況建立相應(yīng)的分解爐數(shù)學(xué)模型，以便更加準確

2、的實施分解爐出口溫度控制。
　　在水泥生產(chǎn)過程能效分析與優(yōu)化控制理論方法研究(山東省自然科學(xué)基金重點項目:ZR2011FZ002)及新型干法水泥生產(chǎn)過程工況識別方法研究(山東省自然科學(xué)基金項目:ZR2010FM038)資助下，本文開展工作如下:
　　(1)為精確控制分解爐出口溫度，需建立準確的分解爐數(shù)學(xué)模型?？紤]到分解爐工況波動頻繁等因素，首先需要建立一個合理完備的分解爐標準工況模板，而后分工況建立分解爐數(shù)學(xué)模型。參考水泥工

3、廠設(shè)計規(guī)范(GB50295-2008)，借鑒現(xiàn)場優(yōu)秀操作人員工作經(jīng)驗，結(jié)合某5000t/d水泥廠生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，分析得出喂煤量、生料下料量及三次風(fēng)溫度是影響分解爐出口溫度的主要因素，繪制三維曲線，分析了各參變量間的關(guān)系，得到了合理的水泥分解爐標準工況模板，為后面建立基于標準工況模板的分解爐數(shù)學(xué)模型打下基礎(chǔ)。
　　(2)根據(jù)(1)中所建立的模板，選取喂煤量、生料下料量及三次風(fēng)溫度作為建模所需輸入變量，分解爐出口溫度作為輸出變量，采用回歸

4、分析學(xué)習(xí)算法建立水泥分解爐出口溫度在870-880℃時的數(shù)學(xué)模型。
　　(3)考慮到現(xiàn)場應(yīng)用，所建模型需具有在線校正能力，以及時準確反映分解爐溫度變化動態(tài)。因此，在(2)中所述建模方法的基礎(chǔ)之上，提出了一種基于灰色關(guān)聯(lián)分析的分解爐出口溫度在線切換建模方法。該方法能夠?qū)崟r計算喂煤量、生料下料量、三次風(fēng)溫度與分解爐出口溫度之間的灰色關(guān)聯(lián)度，選取關(guān)聯(lián)度最大的變量作為建模的輸入變量，建立了分解爐出口溫度在870-880℃時的切換模型，并給

5、出了在線模型校正方法。
　　(4)為建立基于標準工況模板的分解爐數(shù)學(xué)模型，在(3)中所述建模方法的基礎(chǔ)之上，提出了一種水泥分解爐出口溫度在線T-S模糊建模方法?？紤]到三次風(fēng)溫度主要受三次風(fēng)量的影響，而分解爐在正常工作狀態(tài)下，三次風(fēng)閥門開度保持恒定，因此僅選用喂煤量及生料下料量作為建模所需輸入變量，采用回歸分析和極限學(xué)習(xí)機方法建立分解爐出口溫度局部模型，根據(jù)水泥預(yù)分解工藝特點，劃分隸屬度曲線，給出了水泥分解爐出口溫度在820-880