[发明专利]一种水泥烧成分解炉全工况自适应温度优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及分解炉出口温度控制方法，特别是一种水泥烧成分解炉全工况自适应温度优化控制方法。

背景技术

在水泥预分解窑系统的生产过程中，分解炉出口温度是一个非常重要的工艺参数，该参数可以表征水泥窑内燃烧以及物料的分解情况。因此，分解炉出口温度的稳定对整条水泥生产线的稳定，产品质量的提高都具有非常重要的影响。但是分解炉出口温度是一个纯滞后、大惯性、非线性、多种变量相互耦合的复杂控制对象，影响的因素很多，各因素之间耦合性很强，难以用简单的常规控制方法来进行控制。

影响分解炉出口温度最主要的因素是窑尾喂煤量。一般来说，增加喂煤量可以提高分解炉出口温度，反之降低分解炉出口温度。此外，窑喂料量、三次风温和烟室温度都能影响分解炉出口温度。当窑喂料量增加时，物料分解所需的热量相应增加，导致分解炉出口温度下降；反之，窑喂料量减少时，物料分解所需的热量相应减少，导致分解炉出口温度上升。三次风是指从篦冷机引入分解炉的热风，三次风温的增加会使得分解炉出口温度升高，反之使得分解炉出口温度降低。而烟室气体由于烟室闸板阀密闭不严，也会进入到分解炉进而影响分解炉的温度。因此，为了更加精确地控制分解炉出口温度，必须考虑窑尾喂煤量、窑喂料量、三次风温和烟室温度的影响。对于水泥分解炉出口温度控制，目前采用的比较多的方法就是模糊控制、简单PID控制、或者单变量预测控制，并且上述方法都没有把窑尾喂煤量、窑喂料量、三次风温和烟室温度这几个重要的影响因素考虑进来。

此外，由于大多数水泥厂煤炭预均化效果差或者取煤方式不固定等原因，煤炭热值经常会发生变化，严重影响控制模型的参数，因此考虑控制模型自适应更加符合水泥生产的复杂工况。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水泥烧成分解炉全工况自适应温度优化控制方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种水泥烧成分解炉全工况自适应温度优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a：基于输入输出参数化模型的预测控制算法，在上位机建立GPC控制器；其中输入变量包括窑尾喂煤量、窑喂料量、三次风温和烟室温度，输出变量包括：分解炉出口温度；

步骤b：设定控制模型参数，对所述GPC控制器初始化设置后运行；

步骤c：实时采集所述输入变量和所述输出变量信号，并进行数据预处理后反馈至所述GPC控制器中；

步骤d：所述GPC控制器，根据分解炉出口温度的实际值和预测值，自校正控制模型参数，并采用最优化算法，计算出输入变量的控制量，并输出相应的控制指令至执行装置；

步骤e：所述执行装置执行所述GPC控制器指令，控制窑尾喂煤量，同时根据分解炉出口温度状况自适应调节窑喂料量的供给量；

步骤f：返回步骤c，直至工艺过程结束。

进一步地，所述步骤a中，建立GPC控制器的具体步骤如下：

步骤a-1：在稳态工况下，分别建立分解炉出口温度对窑尾喂煤量、分解炉出口温度对窑喂料量、分解炉出口温度对三次风温、分解炉出口温度对烟室温度的阶跃响应数学模型，并进一步离散化；

设T_s为系统的采样时间，得到每个阶跃响应模型所对应的离散方程：