水泥回转窑温度控制方法的研究

发布时间：2020-08-25 04:01

【摘要】：回转窑是水泥熟料烧成系统的核心设备,水泥熟料的烧成质量和产量直接取决于回转窑窑内温度。本文通过分析水泥回转窑的工艺流程,阐述了窑内温度的稳定对于提高水泥熟料的质量、产量以及降低能耗等具有重要意义。水泥回转窑烧成系统具有多变量、大滞后、强耦合以及时变非线性等特性,目前国内多采用热电偶进行窑内温度的测量,但其易受耐高温材料的限制,并且温度测量范围具有局限性;同时,窑内工况始终处于动态变化之中,难以建立精确的烧成系统数学模型,常规控制方法不易于实现对水泥回转窑温度的良好控制。为了实现对水泥回转窑温度的有效控制,本文以吉林省某日产5000t/d水泥熟料的生产线作为研究背景,进行了以下研究:在水泥回转窑温度测量方面,设计了基于图像处理技术的温度测量方法。该方法首先采用自适应开关中值滤波对采集的窑内视频图像进行去噪处理;然后,采用基于搜寻者优化算法的K-means聚类算法对去噪后的图像进行图像分割,分割出烧成带特征量物料区;最后,运用神经网络比色测温法计算出烧成带温度。通过仿真实验研究,表明了该方法的有效性。在水泥回转窑温度控制方面,论文在强化学习的理论基础研究之上,设计了基于Q-learning和ISOA(Improved Seeker Optimization Algorithm)的水泥回转窑温度控制策略。该策略以烧成带温度状态变化为强化信号,通过调节喂煤量、主排风机转速和回转窑转速,从而实现对水泥回转窑温度的有效控制。对该方法进行Matlab仿真实验,结果表明了该控制策略的有效性。最后,在分析水泥回转窑温度集散控制系统(DCS)基本结构的基础上,设计了回转窑温度控制系统的软硬件,并且在MFC图形化编程的基础上,进行了用户监控界面的设计。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ172.622
【图文】：

曲线,适应度函数,数据集,图像分割算法

数据集Iris的适应度函数曲线

曲线,适应度函数,数据集,曲线

（b）本文所提出的图像分割算法收敛曲线图 3.9 数据集 Wine 的适应度函数曲线图 3.8 和 3.9 所示的实验结果可知，采用本文算法进行聚类，所得到的聚到了明显的改善，算法的运行效率也得到了有效提高。上所述，本文采用搜寻者优化算法对 K-means 聚类算法进行改进，有效改 K-means 聚类算法易陷入局部最优的缺陷，在有效提高算法聚类精确度的程度上，也有效的提高了算法的运行效率。度测量的基本方法前，常用的温度测量方法包括：接触式测温法和非接触式测温法。其中，方法主要有膨胀式测温、电量式测温以及接触式光电、热色测温等，非接主要有光谱法测温、辐射式测温、激光干涉测温以及声波、微波法测温等度测量方法如图 3.10 所示。

界面图,水泥回转窑,温度控制,界面

图 5.8 水泥回转窑温度控制软件开始界面若检测结果正常，则弹出如图 5.9 所示的窗口，此时软件初始化成功，点击“确定”按钮，进行下一步操作。图 5.9 软件初始化完成弹出窗口若检测结果异常，则弹出如图 5.10 所示的窗口，表明软件初始化未完成，可以检查系统连接情况，进行排查，直到软件初始化成功。

【参考文献】