基于规则提取的水泥分解炉温度模糊控制研究

发布时间：2020-06-05 02:41

【摘要】：新型干法水泥工艺是当前水泥行业的发展方向和必然趋势,预分解技术是其采用的核心技术之一,分解炉是实现预分解技术的核心设备,其稳定良好的运行工况是保证生料中碳酸盐分解率达标的前提。而分解炉出口温度是表征分解炉稳定运行的主要参考指标,其温度的有效控制有利于实现整个预分解系统的热力分布和热工制度稳定,对减小回转窑的煅烧压力,保证水泥质量和降低能源消耗等都具有重要的意义。本文具体研究内容如下:首先,本文对带窑外预分解的水泥生产工艺进行研究,重点分析预分解系统中的分解炉工艺,在分析水泥分解炉结构特点和燃烧机理的基础上,得出影响分解炉温度变化的主要因素,为温度的有效控制奠定基础。其次,针对分解炉工况变化复杂,精确数学模型难以建立的问题,将模糊控制用于分解炉温度的控制,提出温度的模糊控制策略。并对组成控制器的模糊化、去模糊化、模糊推理和控制规则库进行分析研究。在此基础上,设计分解炉温度模糊控制实施方案。然后,采用数据驱动的方法从分解炉实际运行数据中提取控制规则,提出基于BFCM-iWM的模糊规则自提取方法,利用BFCM计算出样本信任度,采用加入信任度的iWM方法提取规则。利用函数数据进行规则提取的实验研究,验证方法的有效性。根据控制现场数据特点和要求,利用C#编程语言和SQL Server数据库,设计并实现模糊规则自提取软件。最后,利用水泥分解炉运行的实际数据进行规则提取实验,并与不同的规则提取方法进行分析比较。并在此基础上,基于本文方法提取的温度控制规则进行分解炉温度控制的仿真实验,并与传统PID方法进行对比分析,验证本文方法的有效性和可行性。
【图文】：

新型干法水泥,生产工艺流程,生料,生料均化库

- 8 -图 2-1 新型干法水泥生产工艺流程图2.2.1.1 水泥生料制备生料制备主要是为了后续水泥的煅烧提供质量合格的生料。首先，将矿山开采的石灰石经过破碎机破碎后，与粘土进行预均化。按照合适的生料配比质量，将石灰石、砂岩、铁质与铝制原料通过给料机定量送往生料磨[39]。生料的粉磨完成后，经过空气斜槽运输到专用提升机，通过提升进入水泥生料选粉机，最后进入生料均化库，不满足细度要求的生料重新进入生料磨进行粉磨。为了实现生料的均化，保证水泥煅烧的质量，生料均化库的底部安装了充气装置。该装置充气后凭借一定压力的空气使得物料松动，使得物料流态化，使其在生料均化库中进行搅拌翻腾，并

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图 2-2 预分解工艺流程图分解系统的工艺走向主要分为料流(图 2-2 中实线)和气流(图 2-2 中5 为五级旋风筒，其组成了悬浮预热器的部分。水泥生料首先从生料均经过塔架提升机的运送投入到 C1 和 C2 级旋风筒的连接管道处。然后在来自 C2 的热风作用下，被带入 C1 级旋风筒中进行气固热的交换，，的生料从其底部的锁风阀进入 C2~C3 级的连接管道处，在气流的作用中进行气固热的交换。预热部分反复进行如此的步骤，经过多级气固热最终实现将生料加热到满足要求的温度，实现预热。热完成后的生料具有很高的温度，其通过 C4 级旋风筒的锥部进入到水从分解炉的给煤口加入煤粉，给煤口位于水泥分解炉的中部，由于加非常小，在热气流的作用下能够充分迅速的与预热后的生料相混合。，煤粉的燃烧放热过程与生料的吸热分解过程能够充分的进行，大部情况下会被分解，分解率可高达 90%左右，可以说分解炉承担了绝大
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273.4;TQ172.6

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