[发明专利]一种回转窑内温度场及结圈厚度分布在线检测方法

说明书

本发明提供一种回转窑内温度场及结圈厚度分布在线检测方法，属于水泥生产技术领域。所述方法包括：对工业现场可测过程变量进行历史数据采集和量纲转换，根据历史数据构建可测过程变量工况集；通过计算流体力学模拟技术建立空间直角坐标系和立体几何，根据回转窑机理模型计算可测过程变量工况集下的窑内三维温度场数据；沿X、Y、Z轴对各工况下的三维温度场数据进行采样并结合相同工况下的可测过程变量数据，训练深度神经网络建立基于深度神经网络的窑内温度场软测量模型；基于在线检测到的窑内温度，通过传热方程建立窑内结圈厚度软测量模型。采用本发明，能够解决回转窑内温度场及结圈厚度分布无法检测的技术问题。

技术领域

本发明涉及水泥生产技术领域，特别是指一种回转窑内温度场及结圈厚度分布在线检测方法。

背景技术

水泥工业是国民经济发展的重要基础产业，在改善民生、经济建设和国防安全方面发挥了重要作用。水泥生产具有高污染、高能耗、高排放的特点，但同时也是处理城市垃圾、危险废物的重要手段。水泥生产工艺可概括为“两磨一烧”，其中熟料煅烧是最为关键的生产环节。回转窑作为熟料煅烧系统的核心热工设备，其运行状态对于保障生产安全、提高产品质量、实现节能减排具有重要意义。

窑内温度场和结圈厚度是反映回转窑运行状态的重要指标。烧成带温度过低将导致熟料品质下降，而烧成带温度过高容易使窑内产生严重结圈，从而损坏窑衬，造成安全事故。然而，由于回转窑内部环境恶劣且相对封闭，现有的技术均无法对窑内温度场和结圈厚度分布进行实时检测，这造成回转窑的运行状态具有很大的不确定性。

发明内容

本发明实施例提供了回转窑内温度场及结圈厚度分布在线检测方法，能够解决回转窑内温度场及结圈厚度分布无法检测的技术问题。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种回转窑内温度场及结圈厚度分布在线检测方法，该方法应用于电子设备，该方法包括：

对工业现场可测过程变量进行历史数据采集和量纲转换，根据历史数据构建可测过程变量工况集；

通过计算流体力学模拟技术建立空间直角坐标系和立体几何，根据回转窑机理模型计算可测过程变量工况集下的窑内三维温度场数据；

沿X、Y、Z轴对各工况下的三维温度场数据进行采样并结合相同工况下的可测过程变量数据，训练深度神经网络建立基于深度神经网络的窑内温度场软测量模型，实现窑内温度分布的在线检测；

基于在线检测到的窑内温度，通过传热方程建立窑内结圈厚度软测量模型，实现窑内结圈厚度分布的在线检测。

进一步地，所述工业现场可测过程变量包括：燃烧器轴流风压力、燃烧器旋流风压力、燃烧器煤流量、物料流量和二次风温；

所述对工业现场可测过程变量进行历史数据采集和量纲转换，根据历史数据构建可测过程变量工况集包括：

对燃烧器轴流风压力、燃烧器旋流风压力、燃烧器煤流量、物料流量和二次风温这5个工业现场可测过程变量进行历史数据采集；

通过压力-风速转换公式，将燃烧器轴流风压力、燃烧器旋流风压力转换为轴流风流速、旋流风流速；

根据采集的历史数据，构建包括轴流风流速、旋流风流速、燃烧器煤流量、物料流量和二次风温的可测过程变量工况集：

其中，下标min、med和max分别表示最小值、平均值和最大值；X₁、X₂、X₃、X₄和X₅分别表示轴流风流速、旋流风流速、燃烧器煤流量、物料流量和二次风温的取值集合；Φ表示可测过程变量工况集。

进一步地，所述压力-风速转换公式表示为：