水泥分解爐標準工況模板及建模研究.pdf

1、水泥分解爐作為新型干法窯外分解系統(tǒng)的核心設備，承擔著燃燒、熱傳遞和物料分解的任務。若分解爐出口溫度太高，旋風預熱器會發(fā)生結皮現(xiàn)象;相反，若分解爐出口溫度過低，爐內的碳酸鹽分解率會降低。因此，保持合理穩(wěn)定的分解爐的出口溫度是分解爐控制的關鍵所在?？紤]到分解爐具有工況波動頻繁、非線性、且延時較大等特點，直接建立模型以描述分解爐出口溫度變化動態(tài)較為困難，為此，需建立完備的分解爐工況模板，而后根據不同的工況建立相應的分解爐數學模型，以便更加準確

2、的實施分解爐出口溫度控制。
　　在水泥生產過程能效分析與優(yōu)化控制理論方法研究(山東省自然科學基金重點項目:ZR2011FZ002)及新型干法水泥生產過程工況識別方法研究(山東省自然科學基金項目:ZR2010FM038)資助下，本文開展工作如下:
　　(1)為精確控制分解爐出口溫度，需建立準確的分解爐數學模型?？紤]到分解爐工況波動頻繁等因素，首先需要建立一個合理完備的分解爐標準工況模板，而后分工況建立分解爐數學模型。參考水泥工

3、廠設計規(guī)范(GB50295-2008)，借鑒現(xiàn)場優(yōu)秀操作人員工作經驗，結合某5000t/d水泥廠生產線數據，分析得出喂煤量、生料下料量及三次風溫度是影響分解爐出口溫度的主要因素，繪制三維曲線，分析了各參變量間的關系，得到了合理的水泥分解爐標準工況模板，為后面建立基于標準工況模板的分解爐數學模型打下基礎。
　　(2)根據(1)中所建立的模板，選取喂煤量、生料下料量及三次風溫度作為建模所需輸入變量，分解爐出口溫度作為輸出變量，采用回歸

4、分析學習算法建立水泥分解爐出口溫度在870-880℃時的數學模型。
　　(3)考慮到現(xiàn)場應用，所建模型需具有在線校正能力，以及時準確反映分解爐溫度變化動態(tài)。因此，在(2)中所述建模方法的基礎之上，提出了一種基于灰色關聯(lián)分析的分解爐出口溫度在線切換建模方法。該方法能夠實時計算喂煤量、生料下料量、三次風溫度與分解爐出口溫度之間的灰色關聯(lián)度，選取關聯(lián)度最大的變量作為建模的輸入變量，建立了分解爐出口溫度在870-880℃時的切換模型，并給

5、出了在線模型校正方法。
　　(4)為建立基于標準工況模板的分解爐數學模型，在(3)中所述建模方法的基礎之上，提出了一種水泥分解爐出口溫度在線T-S模糊建模方法。考慮到三次風溫度主要受三次風量的影響，而分解爐在正常工作狀態(tài)下，三次風閥門開度保持恒定，因此僅選用喂煤量及生料下料量作為建模所需輸入變量，采用回歸分析和極限學習機方法建立分解爐出口溫度局部模型，根據水泥預分解工藝特點，劃分隸屬度曲線，給出了水泥分解爐出口溫度在820-880