水泥分解炉控制模式的研究

发布时间：2017-08-23 13:03

  本文关键词：水泥分解炉控制模式的研究

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【摘要】：随着国内房地产行业的蓬勃发展和建材行业的加速转型,水泥产业目前正处于产品结构和技术创新调整的关键时期。采用预分解技术的新型干法水泥生产工艺及优化控制策略已成为我国水泥产业的发展趋势。分解炉是预分解技术的核心设备,承担了预分解系统中煤粉燃烧、气固换热以及碳酸盐的分解等任务,保持炉温的稳定对于保持整个预分解系统的热力分布和热工制度的稳定至关重要。但分解炉的控制具有非线性、大滞后、强耦合等特点,这决定了该系统控制的复杂程度。本文针对石市某水泥厂6000d/t熟料生产线进行研究,在分析预分解窑水泥生产工艺的基础上,调查研究了影响分解炉温度的主要因素。并结合该生产线的实际情况,确定了需根据三次风、生料流量等因素合理控制煤粉流量来控制炉温稳定的方案,使燃料放热、三次风放热与生料分解热等在炉内处于平衡状态。基于该方案和炉温观测数据,本文根据该系统内部的热能实际影响因素,建立了热平衡方程模型,并通过实时最小二乘算法进行热平衡方程模型中各个参数的在线估计,得到了该模型。同时,提出了一种预测模糊控制算法,依据喂煤量、生料流量、三次风量、窑尾废气量等变量作为此预测模型的输入,预测分解炉温度的变化趋势,之后由模糊控制器给出煤粉的调节量,以提前对分解炉温度进行调节,最终实现了炉温的预测控制,达到了合理给定煤粉流量的目的。作为实际应用的工程课题,最终设计出一种基于OPC技术与DCS进行数据交换的可行方案,并根据生产工艺和控制要求完成了控制站的软件程序。本设计研究可对同类型化水泥分解炉温控系统的设计提供借鉴和参考。
【关键词】：分解炉 温度控制 热平衡方程模型 预测控制 OPC技术
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ172.62
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 水泥分解炉技术及其控制技术的发展现状10-13
• 1.2.1 分解炉研究动态10
• 1.2.2 分解炉控制面临的主要问题10-11
• 1.2.3 分解炉控制技术的研究现状11-13
• 1.3 研究的主要内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 新型干法水泥生产工艺及分解炉的介绍15-27
• 2.1 新型干法水泥生产工艺简介15-18
• 2.1.1 生料制备15-16
• 2.1.2 熟料煅烧16-18
• 2.1.3 水泥粉磨18
• 2.2 分解炉的工作原理18-22
• 2.2.1 分解炉的结构与内部燃烧机理18-20
• 2.2.2 分解炉的热工特性20-21
• 2.2.3 分解炉运行的关键参数21-22
• 2.3 影响分解炉温度变化的主要因素22-25
• 2.3.1 煤粉流量22-23
• 2.3.2 生料流量23
• 2.3.3 三次风量23-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 分解炉温度控制模型的建立27-37
• 3.1 分解炉热平衡方程模型的建立27-29
• 3.1.1 分解炉内物料的收入与支出27
• 3.1.2 分解炉热量的收入与支出27-29
• 3.1.3 分解炉热平衡方程29
• 3.2 基于系统辨识方法的数据采集与预处理29-31
• 3.2.1 系统辨识方法概述29-30
• 3.2.2 基于辨识实验的数据采集与预处理30-31
• 3.3 基于实时最小二乘算法的在线参数估计方法31-35
• 3.3.1 最小二乘法基本原理32-33
• 3.3.2 序贯最小二乘估计33-34
• 3.3.3 实时最小二乘算法34-35
• 3.4 基于估计参数的分解炉出.温度模型35
• 3.5 本章小结35-37
• 第4章 分解炉温度控制算法的研究37-49
• 4.1 预测控制算法37-42
• 4.1.1 预测控制概述37-39
• 4.1.2 GPC预测控制原理39-42
• 4.2 煤粉流量模糊控制42-46
• 4.2.1 模糊集合和模糊关系43
• 4.2.2 模糊逻辑与模糊推理43
• 4.2.3 解模糊化43-44
• 4.2.4 模糊控制器的设计44-46
• 4.3 分解炉温度预测控制器的设计46-47
• 4.4 本章小结47-49
• 第5章 分解炉控制算法的工程实现研究49-55
• 5.1 DCS系统简介49-50
• 5.2 OPC接口技术50
• 5.3 控制软件的实现与测试50-53
• 5.3.1 软件的设计实现50-51
• 5.3.2 软件测试51-53
• 5.4 本章小结53-55
• 结论55-57
• 参考文献57-63
• 攻读硕士学位期间所发表的论文63-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘彬,刘晓琳;水泥分解炉温度控制系统设计[J];控制工程;2004年01期

2 郝莉红;王志腾;陈洪;;基于Matlab\Simulink对半主动悬架的Fuzzy-PID控制仿真研究[J];河北工业科技;2013年01期

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本文编号：725167