水泥回转窑控制系统的设计

发布时间：2020-10-13 13:01

　　 水泥回转窑是水泥行业的主要设备之一,用于熟料的煅烧烧成。回转窑温度控制效果将直接影响到熟料煅烧品质的优劣,进而影响到最终产品水泥的质量。现阶段回转窑多采用窑外预热、分解及冷却的干法回转窑技术,较之前的湿法窑已取得较大进步。随着水泥行业的发展,特别是人工智能的兴起,对自动化程度的需求越来越高,而现阶段国内外水泥行业多采用DCS实行远程控制,自动化程度不够先进。现在很多企业还是依靠操作人员的实际经验,根据现场情况随时调整相关参数,普遍存在着控制精度不高,水泥质量波动较大,能耗较高,调节时间较长等不利因素。论文对水泥回转窑的控制系统进行总体方案设计,采用现场总线PROFIBUS+PLC的DCS控制系统,确定系统基本结构,分为系统监控部分、中间控制部分和现场控制部分;以SIMATIC WinCC V14作为系统组态软件,西门子PLC/S7-400-2DP为主控制器,并根据市场主流情况选择了各从站的PLC控制器及相关模块等硬件;根据经验,给出回转窑及预热器温度控制要求的I/O表,根据控制要求选择温度、压力检测元器件、计量仪表及控制系统所需的其他软硬件;将模糊控制引入到水泥回转窑的温控系统中,确定模糊规则查询表,在MATLAB中制作模糊推理机,建立模糊控制决策表,给出控制器输入输出曲面图;将模糊控制与PID控制调节相比,回转窑温度模糊控制具有超调量小、鲁棒性好、调节时间短等优点;将设计的控制系统应用于工程实践,根据相关数据表明,可以满足熟料回转窑的控制要求。
【学位单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ172.6;TP273
【部分图文】：

配变频调速系统 SH-HVF-III-Y10K/1000。2.2.2 熟料生产工艺分析(1)熟料煅烧工艺流程及说明烧成回转窑系统包含预热器（国内普遍采用 5 级预热器，但国际上已研发成功 6级预热器，由国外几家有实力的水泥公司如德国伯利休斯公司、丹麦 Smith 公司、德国洪堡公司研发，主要用在能源较为匮乏的国家[24]）、分解炉、回转窑及熟料冷却设备等。生料在经过生料磨粉磨后进入均化库，库中的生料粉经螺旋秤计量，再经斗式提升机设备进入五级预热器 C1筒，后依次经过 C2、C3、C4、C5级筒(工艺流程见图 2-1[5])，利用悬浮预热技术，使低温粉料均匀的分布在高温气流之中，进行热交换，使生料迅速升温。因生料颗粒处于悬浮状况下，换热面积大幅增进，热传导效率提升，入分解炉的物料温度可达到 800℃以上。同时预热器有气、固高效分离的优点。

图 2-2 回转窑温度控制单元h,自带选粉设备。处理风量 72500m3/h，总过滤面积 1料量 1~9t/h。转子秤：喂煤量 1.15~11.5t/h。料仓、石膏仓、黑石子仓、水渣仓等方均设有皮带秤，将各种物料按照一位置添加辅材粉煤灰、矿粉等，因粉

形成的高温火焰的温度最高可达约 1700℃。在停窑过程中，因回转窑外壳仍有热量，由于重力作用，仍然会有窑体变形现象发生，故一般会定期利用回转窑辅传装置或主传变频装置进行盘窑处理。回转窑内形成的高温气流在窑尾高温风机的抽取作用力下，沿着回转窑的筒体轴向向窑尾流动，由 C5至 C1预热器后进入高温风机，随后分流一部分进入生料磨对原料进行烘干处理，处理后进入窑尾高温袋式收尘器，除尘后经窑尾排风机排入大气；另一部分直接进入增湿塔，经增湿塔降温至 130℃左右，也进入袋式收尘器，经处理后排入大气。2.4 回转窑系统的物料反应及温度分布在干法窑熟料烧成系统中，干燥、预热以及部分分解作用转移到五级预热器和分解炉。熟料烧成过程中物料、气体温度变化及各反应带划分情况如图 2-3 所示[39]:
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本文编号：2839199