[发明专利]一种用于旋转炉的电加热装置

说明书

本发明提出了一种综合视频检测以及温度感应两者的旋转窑电加热设备的用于旋转炉的电加热装置，该装置包括电源、处理器模块、温控驱动模块、加热模块、温度感应模块、视频检测模块、模数转换模块。该装置综合利用两者的优点，通过较为简单的温度控制机制，实现良好的自动温度控制效果。

技术领域

本发明属于温度控制技术领域，具体涉及一种用于旋转炉的电加热装置及控制方法。

背景技术

回转窑设备具有高效的传热能力和良好的混合性能,适用于多种工业原料的锻烧、挥发、离析等过程,在冶金、化工、水泥、纸装、环保等行业被广泛地应用。作为典型的复杂工业设备，回转窑控制方法是研究的热点和难点。由于回转窑具有多变量、非线性和强耦合等特性，回转窑自动控制的发展经历了一段相当缓慢的时期，直到智能控制理论开始融入复杂工业过程控制后，成功地解决了回转窑控制的难题并且频繁地应用于生产实践中，大量的理论成果也随之产生了。所以关于回转窑控制理论的研究大多以智能控制为主要研究方向,常见的有模糊、神经网络、专家系统和混合智能控制等。

回转窑的控制目标是根据生料入窑前预热分解的特点,合理确定回转窑系统的风、煤、料、窑速和系统各部温度、压力等参数，处理好回转窑和预热器、冷却器的相互关系，稳定整个系统的热工制度，维护窑皮，延长无事故、全效率的运转周期，实现优质、稳产和低耗生产，同时还要节省能耗和减少废气中的有害气体含量。其中温度是回转窑控制的关键。回转窑一般可分为三个温度带：预热带、煅烧带和保温带三个温度带有各自不同的作用。物料首先在预热带中预热，然后进入煅烧带。煅烧带是回转窑的主要部分，在这个温度带中进行氧化——还原反应。在煅烧带中没有充分反应的物料在保温带中进一步反应。煅烧带温度直接影响回转窑的性能和产品的质量，是一个重要的工艺参数，因此要求必须保证在工艺要求温度的一定偏差范围之内，并且尽量保持稳定。从控制效果分析就是要求煅烧带温度控制不存在稳态误差，或者稳态误差很小，抗干扰能力强，一旦受到干扰后，能很快地恢复到原来的状态。

然而，尽管已经有大量的理论成果，但在实际控制现场，环境条件十分复杂，因此，控制效果仍不十分理想，分析原因，回转窑煅烧温度的控制难点主要包括以下几点:

(1)回转窑内物理化学反应过程复杂、热量传递过程复杂,运行条件与工况变化大,如窑内衬、窑皮的厚薄、生料浆流量、水分、成分、燃料煤质等变化频繁，存在非线性、大惯性，难以建立精确的数学模型。

(2)关键工艺参数锻烧带温度难以测量，在窑前安装光纤比色测温仪测量煅烧带物料温度存在检测滞后，并且受粉尘烟雾干扰严重。

(3)由于回转窑体积较大，与周围环境接触面积大，很容易受到外界环境的干扰，存在较多不确定性因素，从而增大了准确控制锻烧温度的难度。

(4)到目前为止,大多数回转窑都是以常规的PID控制为主，但是回转窑工况多变，PID控制器往往不能取得满意的控制效果。一方面，实际使用过程中在特定位置的相关传感器的精度难以实时掌握老化程度，不利于精细加工；另一方面，实际应用中多是凭借熟练的操作人员，通过不断的修改控制器参数来获得较满意的结果。这样不仅要耗费许多时间，而且一旦环境、条件发生变化，则必须重新整定参数，否则将无法取得好的控制效果。

发明内容

鉴于以上分析，本发明的主要目的在于提供一种克服上述现有技术中旋转窑电加热设备的自动温度控制存在的诸多缺陷，例如，温度控制效果不好，或者是控制系统结构庞大、成本过高以及控制流程和算法过于复杂，因此本发明提出了一种综合视频检测以及温度感应两者的旋转窑电加热设备的自动温度控制装置及控制方法，综合利用两者的优点，通过较为简单的温度控制系统架构以及控制方法，实现良好的自动温度控制效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。