[发明专利]水泥回转窑烧成工况综合识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥回转窑烧成工况综合识别方法，属于水泥生产技术领域。

背景技术

水泥烧成过程作为水泥生产的核心环节，其决定了整个生产过程的产量与质量，并且其煤耗约占水泥生产全过程总量的90％，因此其优化控制是水泥企业增产、节能、降耗的关键所在，而优化控制实施的前提则是对水泥烧成系统工况的准确辨识与把握。

烧成过程中，生料依次通过悬浮预热器、分解炉、回转窑、以及篦冷机四个子环节，经过煅烧及冷却，最后得到熟料；空气则分别从篦冷机及喷煤系统进入窑系统，参与燃烧、冷却熟料。

熟料的烧成系统各环节具有多变量、强耦合、慢时变及非线性的特点，回转窑烧成窑况自动识别的难点主要集中在以下几个方面：

1、回转窑烧成工况涉及工艺参数、干扰因素多，作为全维状态空间的模式识别极为困难。

2、回转窑烧成工况与烧成过程其他子系统联系紧密，耦合性强，为回转窑工况识别带来困难。

3、烧成带温度工艺参数无法在线直接测量，而这些参数的准确估计是回转窑工况识别的基础。

4、回转窑烧成过程存在滞后特性，为工况自动识别带来困难。

5、回转窑烧成过程存在非线性和时变性，为工况自动识别带来困难。

目前尚无成熟的水泥熟料回转窑工况自动识别系统，各水泥生产企业对回转窑烧成工况的判定仍通过看火人员对烧成系统各温度、压力、电流等工艺参量进行人工综合判定。由于熟练程度、劳动强度、责任心、设备特性等的不同，辨识效果和稳定性不能保证。

发明内容

针对现有技术中水泥回转窑烧成工况自动识别的难点，本发明提供一种水泥回转窑烧成工况综合识别方法。

一种水泥回转窑烧成工况综合识别方法，综合识别方法包括如下步骤：

1)将回转窑烧成系统分为如下子环节：高温风机环节、预热器环节、分解炉环节、窑环节和蓖冷机环节；

2)对回转窑烧成系统主要工艺参数通过传感器直接测量；

3)对无法直接得到的烧成带温度进行软测量；

4)将步骤2)和步骤3)所获得的实时数据值进行分类，同时判定实时数据值的变化趋势类型；

5)按子环节划分将步骤2)和步骤3)获得的各实时值分类与变化趋势类型通过专家规则进行推理判定，获得回转窑烧成系统的整体工况。

步骤2)中所述的主要工艺参数包括：

高温风机环节参数：高温风机出口压力，基准值：-75.0帕，调整范围±20.0帕。

预热器环节参数：生料投料量，基准值：160.0吨/小时，调整范围±10.0吨/小时；一级旋风筒出口温度，基准值：340.0摄氏度，调整范围±10.0摄氏度；三级旋风筒出口温度，基准值：640.0摄氏度，调整范围±30.0摄氏度；四级旋风筒出口温度，基准值：715.0摄氏度，调整范围±15.0摄氏度；五级旋风筒出口温度，基准值：880.0摄氏度，调整范围±25.0摄氏度。

分解炉环节参数：分解炉温度，基准值：890.0摄氏度，调整范围±30.0摄氏度；烟室温度，基准值：1100.0摄氏度，调整范围±50.0摄氏度；烟室压力，基准值：-350.0帕，调整范围±150.0帕；入炉三次风温度，基准值：925.0摄氏度，调整范围±75.0摄氏度；分解炉喷煤量，基准值：11.0吨/小时，调整范围±2.0吨/小时。

窑环节参数：五级旋风筒下料温度，基准值：875.0摄氏度，调整范围±25.0摄氏度；窑头喷煤量，基准值：7.0吨/小时，调整范围：±0.5吨/小时；窑头罩压力，基准值：200.0帕，窑主电机电流，基准值：800.0安培，调整范围±200.0安培；窑速，基准值：3.05转/分钟，调整范围±0.55转/分钟。

蓖冷机环节参数：篦冷机一室篦下压力，基准值：6500.0帕，调整范围±500.0帕；窑头电收尘入口温度，基准值：105.0摄氏度，调整范围±15.0摄氏度；蓖冷机一段篦速，基准值：850.0转/分钟，调整范围±350.0转/分钟。

上述主要工艺参数中，温度通过温度变送器进行检测变送，压力通过压力变送器进行检测变送；生料投料量通过冲板流量计进行检测变送，窑头喷煤量、分解炉喷煤量通过煤粉称进行检测变送；窑主电机电流通过电流表进行检测变送，窑速、蓖冷机一段篦速通过变频器给出。以上检测变送的信号接入DCS进行A/D转换及数据预处理，其后通过DCS内嵌的OPC接口进入辨识程序。

步骤3)中所述的对无法直接得到的烧成带温度进行软测量的方法如下：