論文-中國(guó)工控網(wǎng)

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1、預(yù)分解窯入窯生料控制的探討雷仕慶、夏如鐵、楊成詰關(guān)鍵詞：熱工制度、入窯生料、解耦控制0引言新型干法預(yù)分解窯是當(dāng)前水泥工業(yè)中最主要的窯型。水泥熟料鍛燒的關(guān)鍵是穩(wěn)定水泥窯鍛燒過程中料、煤、風(fēng)這三個(gè)主要參量匹配的熱工制度。窯系統(tǒng)的丿IJ煤量取決于窯系統(tǒng)生料的喂料暈，窯系統(tǒng)的川風(fēng)量取決于系統(tǒng)的用煤量。而窯系統(tǒng)的牛料喂料量又取決于帑內(nèi)實(shí)際的鍛燒狀況。因此穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的熱工制度，是增加窯的產(chǎn)量、提高熟料質(zhì)量、降低系統(tǒng)能耗關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從控制系統(tǒng)的角度來看，山料、煤、風(fēng)這三個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相互影響的主要參量而構(gòu)成的熱工制度，可以看作成一個(gè)非線性、多變量、強(qiáng)耦合的一個(gè)

2、復(fù)雜系統(tǒng)。木文作者擬從控制系統(tǒng)的角度對(duì)預(yù)分解窯入窯生料的穩(wěn)定性對(duì)熱工制度的影響以及如何控制入窯牛料喂料的穩(wěn)定進(jìn)行探討，并從作者的視角分析目前幾種常川的預(yù)分解家牽尾生料計(jì)量控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。1、入窯生料的穩(wěn)定性對(duì)窯系統(tǒng)穩(wěn)定的影響如果將窯的鍛燒過程看作一個(gè)控制系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的核心CPU就是我們的牽操人員，而喂料系統(tǒng)、喂煤系統(tǒng)和風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)僅僅是整個(gè)窯系統(tǒng)的子系統(tǒng)。對(duì)于整個(gè)窯鍛燒過程這樣一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)來說，即使一個(gè)非常熟練的窯操人員，要穩(wěn)定這樣一個(gè)非線性、多變量、強(qiáng)耦合、時(shí)變和滯后的復(fù)雜系統(tǒng)一一尤其是子系統(tǒng)的自身的穩(wěn)定性較差時(shí)，也是非常吃力的。我們?cè)賮砜匆?/p>

3、?看影響窯燉燒系統(tǒng)穩(wěn)定性的三個(gè)主要參量：入窯生料量、竄（含爐）系統(tǒng)的喂煤量以及窯（爐）系統(tǒng)的用風(fēng)量。入窯牛料量的大小決定了這個(gè)窯的產(chǎn)量，它受制T窯的設(shè)計(jì)和窯內(nèi)實(shí)際鍛燒情況，其參考輸入是由密操人員根據(jù)操作過程的實(shí)際情況來決定的。窯（爐）的喂煤量是由入家生料量的多少?zèng)Q定的，它提供了窯熾燒的能源。窯系統(tǒng)的風(fēng)量取決于家（爐）的喂煤量，它提供煤粉燃燒所必須的氧氣。從控制的和度人致可以這樣認(rèn)為，窯（爐）喂煤系統(tǒng)是入窯生料系統(tǒng)的隨動(dòng)系統(tǒng)，其參考輸入（喂煤的設(shè)定量）是入窯生料量的時(shí)間函數(shù)；而用風(fēng)系統(tǒng)是喂煤系統(tǒng)的隨動(dòng)系統(tǒng)，其參考輸入是喂煤量的時(shí)間函數(shù)。由此我們可

4、以看出，即使不考慮帑系統(tǒng)各參量的非線性、耦合、時(shí)變等復(fù)雜因素，入窯牛料系統(tǒng)的穩(wěn)合肥水泥研究設(shè)計(jì)院定性也是窯系統(tǒng)（熱工制度）穩(wěn)定的極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)和至關(guān)重耍的節(jié)點(diǎn)。2、入窯生料的特性和工藝流程與控制特點(diǎn)預(yù)分解窯的入竄生料主要是由石灰石、頁巖和鐵通過研磨后的細(xì)粉狀物料。自然狀態(tài)下，它具有一定的流態(tài)性和較小的休止角，比重大約在1.Ot/m3左右。它流態(tài)性受到水分和氣流的影響極為強(qiáng)烈。水分的增加會(huì)使其流態(tài)性變差，表現(xiàn)在物料趨于粘聚并冇較人的附著性，水分越人其附著性越強(qiáng),流態(tài)性越差;而當(dāng)干燥或伴有氣流時(shí)其流態(tài)性變得極強(qiáng)，表現(xiàn)為物料趨于自溢（自流性），含氣量

5、越人，其流態(tài)性越強(qiáng)?？紤]到入窯生料的特性，目詢大多數(shù)水泥廠的窯尾喂料的工藝流程中，都設(shè)計(jì)有一個(gè)過程穩(wěn)流儲(chǔ)料倉，并II該穩(wěn)流儲(chǔ)料倉通常帶有重量監(jiān)測(cè)傳感器或料位監(jiān)測(cè)裝置。水泥工業(yè)中入窯牛料的過程穩(wěn)流儲(chǔ)料倉是入窯生料控制的一個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)。入窯生料的定量計(jì)量和控制往往直接串接在這個(gè)工藝壞節(jié)Z后。因此不論是從生料的控制計(jì)量方而還是從工藝流程方而，都希望過程穩(wěn)流儲(chǔ)料倉內(nèi)的生料能夠穩(wěn)定地受控卸料。但是經(jīng)過研磨均化后的生料粉體,在常態(tài)下雖具有一定的流態(tài)性，但其流態(tài)性指標(biāo)并不足以保證其能夠以口身重力方式通過穩(wěn)流儲(chǔ)料倉連續(xù)口然卸料。因此除了在傳統(tǒng)工藝中采用螺旋

6、喂料機(jī)或葉輪給料機(jī)方式的強(qiáng)制性卸料方式外，目前在實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)采川倉（庫）底充氣助卸間或結(jié)合倉（廉）側(cè)充氣破拱的口然卸料的方式來保證穩(wěn)流儲(chǔ)料倉內(nèi)牛料的連續(xù)自然卸料。通過以上對(duì)入窯生料的特性和工藝流程的探討,我們對(duì)以發(fā)現(xiàn)，由于入牽生料的流態(tài)性，受助卸氣流的氣壓和穩(wěn)流倉的倉壓影響很人，因此對(duì)入竊生料的控制的其中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是如何避免穩(wěn)流儲(chǔ)料倉卸料時(shí)（即入窯主料的計(jì)量控制設(shè)備在受料時(shí)），入窯生料的流態(tài)性差異對(duì)控制計(jì)量系統(tǒng)的巨大影響；而另-個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是如何避免給料控制裝置的非線性對(duì)控制計(jì)量系統(tǒng)的影響。從系統(tǒng)的角度去分析入窯生料的特性、工藝流程、卸料

7、特點(diǎn)對(duì)入需生料控制的影響是實(shí)現(xiàn)入需生料穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)。3、流量調(diào)節(jié)閥+固體流量計(jì)系統(tǒng)的探討采川流量調(diào)節(jié)閥和固體流量計(jì)組成的入窯生料計(jì)（量）控（制）調(diào)節(jié)系統(tǒng)在我國(guó)的水泥工業(yè)中占有很大比例。其計(jì)量控制原理是通過固體流量計(jì)，檢測(cè)出入窯牛料的瞬時(shí)（或平均）流量，并將測(cè)量出的流量值與設(shè)定值比鮫，其偏差通過PID或其變種算法來調(diào)節(jié)流量閥門的開度，力求使入竄生料的實(shí)際流量與設(shè)定值保持一致。我IfJ可以從控制學(xué)的角度対該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能簡(jiǎn)要探討一下。該控制系統(tǒng)的流程原理如上圖所示，被控入窯生料通過流量閥門、布風(fēng)斜槽和流量計(jì)導(dǎo)向斜槽作用于流量計(jì)檢測(cè)板，r

8、h流量計(jì)檢測(cè)板測(cè)量出實(shí)際流量的大小，反饋給系統(tǒng)，再rh系統(tǒng)比錢設(shè)定流量與實(shí)際反饋流量的偏差來調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥門的開度。入窯生料系統(tǒng)的設(shè)定輸入是入窯生料的