[发明专利]粉磨系统的能耗优化方法

说明书

本发明涉及一种基于优化模型的粉磨系统能耗优化方法。该方法首先将粉磨系统划分为多个不同的子单元，并在各个子单元上建立其相应模型并获取粉磨系统的优化模型。在此基础上建立粉磨系统能耗与运行状态之间的优化问题，最终通过优化粉磨系统的状态设定值，实现粉磨系统能耗的优化。该方法可以有效降低粉磨系统中主电机和风机的综合能耗水平。

技术领域

本发明涉及粉磨系统的参数优化领域，具体涉及通过数学模型对磨机能耗进行优化的领域。

背景技术

水泥的生产过程要求对原材料进行破碎粉磨才能进行后续的加工，传统的球磨机由于其能耗高，占地面积大，生产效率底而被立式辊磨机逐渐取代。

整个水泥生产线的能耗主要分为电耗和煤耗，煤耗主要取决于烧成系统的设计和操作，而电耗则分布在全厂范围内。其中的原料粉磨和水泥熟料粉磨系统分别占了全厂电耗的25％-30％。在系统设计既定的情况下，其能耗主要取决于过程操作情况。合理的过程目标状态和稳定的控制方案可以有效降低过程的综合能耗指标。

当前水泥粉磨过程的能耗优化主要采用人工经验的方法实现，通过人工不断的尝试，在尝试的过程中累积操作经验。采用该方法实现的能耗优化主要依赖于操作人员的经验水平，不同经验水平的操作员操作结果可能差异较大。另一方面，当DCS自控回路投入使用时，优化问题主要需要考虑的是回路设定值的优化，而这正是操作员所欠缺的经验知识。除此之外，在采用人工操作的情况下，往往无法快速捕捉到过程的运行状态而采取相应的措施，因而错过过程优化的时机。

基于上述考虑，本发明首先建立了原料粉磨过程的稳态模型，根据当前粉磨系统的操作变量和原料性质确定模型的稳态预测输出，并将其与实际过程变量进行对比，并以此作为原料性质在线修正的依据。通过该自适应策略可以有效地将原料性质考虑在模型中，在此基础上，通过优化算法在给定约束下确定最佳设定参数，以降低粉磨系统的综合能耗。

发明内容

本发明提供优化粉磨系统耗电和构建粉磨系统耗电模型的方法，所述粉磨系统包含磨盘区域、风环区域、磨腔区域和选粉机区域的多个单元，所述磨盘区域包含磨盘中心区域和磨盘研磨区域，所述方法包括步骤：

1)采集粉磨系统的物料参数和系统参数，

2)根据质量守恒定律对磨盘区域、风环区域、磨腔区域和/或选粉机区域分别构建单元模型，对步骤1)采集的数据进行预处理，

3)根据能量守恒定律构建粉磨系统能量模型，并构建粉磨系统能耗模型，和

4)利用2)-3)的模型构建包含规划条件的优化模型，和

任选的5)根据规划条件求解所述优化模型，以得到粉磨系统的设定参数，

任选的6)根据步骤5)的结果设定粉磨系统的参数。

在一个或多个实施方案中，物料参数选自喂料量，吐渣量，筛余量和磨机入口温度。优选地，筛余量是生料80um筛余量。

在一个或多个实施方案中，系统参数选自研磨压力，通风量，选粉机转速，主电机电流和风机电流。

在一个或多个实施方案中，所述方法还包括步骤：通过优化模型的预测结果和实际过程变量之间的差异对原料进行在线修正。

在一个或多个实施方案中，单元模型包括磨盘中心区域模型、磨盘研磨区域模型、风环区域模型、磨腔区域模型和/或选粉机区域模型。

在一个或多个实施方案中，磨盘中心区域模型是磨盘中心区域破碎模型。

在一个或多个实施方案中，磨盘研磨区域模型是磨盘研磨区域质量模型。

在一个或多个实施方案中，风环区域模型是风环区域粉选模型。

在一个或多个实施方案中，磨腔区域模型是磨腔区域粉选模型。