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水泥分解炉掺烧干污泥对NO_x排放的影响

环境工程学报 2015年第4期9卷 1911-1915页

作者：刘定平黄群亮华南理工大学能源高效清洁利用广东普通高校重点实验室广州510640

针对水泥窑炉NOx排放问题,提出了在分解炉上采用掺烧干污泥对烟气进行脱硝的方法。通过在水泥分解炉进行实验,研究了掺烧干污泥对NOx的影响。实验表明,在保持CO浓度和含氧量在一定范围内相对不变的条件下,NOx浓度随着干污泥掺烧量增加... 详细信息

针对水泥窑炉NOx排放问题,提出了在分解炉上采用掺烧干污泥对烟气进行脱硝的方法。通过在水泥分解炉进行实验,研究了掺烧干污泥对NOx的影响。实验表明,在保持CO浓度和含氧量在一定范围内相对不变的条件下,NOx浓度随着干污泥掺烧量增加而减少。在保持干污泥掺烧量、CO浓度在一定范围内相对不变的情况下,NOx排放浓度随着含氧量的增加而增加,表明在富氧环境下,NOx比较容易生成。在保持干污泥掺烧量、含氧量不变的情况下,NOx排放浓度随着CO浓度的增加而减少,说明在高温环境下,干污泥暴露在烟气中的碳不断与氧反应,加快了干污泥活性炭化的进程,并促使NOx不断被吸附。同时,NOx生成所需的氧被碳原子掠夺,从而使CO浓度增加,并抑制了NOx的生成。

关键词：水泥分解炉掺烧干污泥脱硝物理吸附

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水泥分解炉NOx脱除机制研究

水泥分解炉NOx脱除机制研究

作者：孙立超华北电力大学

学位级别：硕士

目前,我国2000-5000 t/d的新型干法水泥生产线上的NO排放浓度普遍高于850 mg/Nm,导致水泥行业成为我国第三大氮氧化物排放源。而我国现行国标规定水泥行业NO排放浓度不超过400 mg/Nm,因此水泥行业面临重要的NO脱除问题。分级燃烧和SNCR... 详细信息

目前,我国2000-5000 t/d的新型干法水泥生产线上的NO排放浓度普遍高于850 mg/Nm,导致水泥行业成为我国第三大氮氧化物排放源。而我国现行国标规定水泥行业NO排放浓度不超过400 mg/Nm,因此水泥行业面临重要的NO脱除问题。分级燃烧和SNCR技术被认为是经济有效的脱硝方式,在电站锅炉得到广泛应用,但在水泥分解炉中应用较少且脱硝效率低。因为水泥分解炉中含有高浓度钙基物质(尤其是CaO)和高浓度CO,其可能对分级燃烧和SNCR技术的应用产生影响,因此在高CaO和高浓度CO气氛中开展CO和NH还原NO研究具有重要的学术意义和工程应用价值。利用高温流化床反应器,开展了不同条件下CO和NH还原NO的研究,并利用德国芬兰公司生产的Gasmet DX-4000型FTIR烟气分析仪对烟气成分进行在线分析测量,研究了CaO、CO浓度、O浓度、温度对CO和NH还原NO以及NO产生量的影响,为水泥分解炉中应用分级燃烧和SNCR技术提供了理论依据。一方面,探讨在CO、N、NO等烟气组分下,CaO、CO浓度和温度对CO还原NO以及NO释放量的影响。试验结果表明:CaO对CO还原NO具有正催化作用,且有利于抑制NO的生成,温度升高致使CaO的催化作用增强,CO浓度增加促进NO的脱除,在分解炉中应用分级燃烧可以有效降低NO的排放。另一方面,探讨在CO、N、NO、O等烟气组分下,CaO、CO浓度、O浓度和温度对NH还原NO以及NO释放量的影响。试验结果表明:CaO对NH还原NO和NO的产生具有明显的抑制作用,高CO浓度(>25%)不利于SNCR技术的应用,O浓度增加导致最佳脱硝温度向低温区域移动大约50C。因此,在分解炉中应用SNCR技术时需组织合理的工况。

关键词：水泥分解炉 NOx脱除 CO SNCR NH3

水泥分解炉高温预热燃料燃烧耦合窑气NO还原数值研究

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水泥分解炉高温预热燃料燃烧耦合窑气NO还原数值研究

作者：石朝亭中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)

学位级别：硕士

我国水泥行业产量大,能耗高,污染物排放高,已成为我国继电力和交通行业之后的第三大NOx排放源。水泥工业低NOx排放控制技术是保证其可持续发展的重要前提,但随着环保压力的不断增大,现有技术已难以满足日益严苛的NOx排放标准。针对现有... 详细信息

我国水泥行业产量大,能耗高,污染物排放高,已成为我国继电力和交通行业之后的第三大NOx排放源。水泥工业低NOx排放控制技术是保证其可持续发展的重要前提,但随着环保压力的不断增大,现有技术已难以满足日益严苛的NOx排放标准。针对现有脱硝技术面临的瓶颈难题,中国科学院工程热物理研究所循环流化床实验室团队提出了适用于燃煤水泥窑炉的原位还原脱硝技术。该技术通过煤粉的预处理过程产生包含煤气和半焦的高温预热燃料,并将高温预热燃料送入分解炉,使其在空气分级条件下进行燃烧,同时对窑气中的NO进行还原。该技术的可行性和有效性已经得到试验验证,但相关研究主要聚焦于前端煤粉预处理过程对NOx排放的影响,而对高温预热燃料在后端分解炉内的燃烧特性及相关因素对窑气NO还原特性的影响规律研究不足。为此,本文以试验装置中的分解炉为研究对象,采用CFD方法对高温预热燃料燃烧耦合窑气NO还原过程进行数值研究,以期揭示相关因素的影响规律,为原位还原脱硝技术的工程应用及优化设计奠定理论基础。本文采用RNG k-ε模型计算炉内气相湍流,采用DPM模型计算炉内离散相颗粒运动轨迹,采用有限速率/涡耗散模型计算燃料燃烧与生料分解过程,采用P-1模型计算炉内辐射换热;对于燃料燃烧过程中挥发分析出、燃烧及焦碳颗粒燃尽过程,分别采用两步竞争速率模型和多表面反应模型进行计算,待完成燃烧计算后,采用后处理的方式对炉内NOx的生成与还原进行计算。通过对比分解炉沿程温度分布和NOx排放的模拟与试验数据,上述模型的可靠性和准确性得到验证。在此基础上,本文首先对比分析了煤粉与高温预热燃料在分解炉内燃烧过程的异同。由于特殊的分解炉结构,两种燃料燃烧过程中,炉内流场均呈现出内部核心区流体速度大且旋流趋势弱、靠近壁面环形区域气流速度小且旋流趋势强的结构。相对煤粉,高温预热燃料燃烧时分解炉下段旋流趋势更明显,半焦颗粒运动轨迹更集中且更靠近壁面,同时分解炉下段高温区域范围较大,O2浓度较低且呈局部小区域分散式分布,CO浓度较高且靠近壁面的局部分布区域范围较大。相对煤粉,高温预热燃料燃烧过程产生的NOx浓度降低了 83.6%,窑气中NO的还原率相对提高了 22%。本文接着在不考虑生料的条件下探究了窑气NO初始浓度、窑气O2含量、空气分级方案、三次风1位置及过量空气系数等因素对分解炉内高温预热燃料燃烧耦合窑气NO还原过程的影响。结果显示,分解炉NOx排放浓度随窑气NO初始浓度线性增加,而NO的还原率基本不变。当窑气O2含量超过4%时,其对NO还原的抑制作用增强,超过5%时,其对NOx生成的促进作用增强。空气分级在分解炉内建立的还原区较大时才能够有显著的减排效果,在还原区大小以及还原区位置相同的情况下,氧化区采用空气分级也可以抑制NOx的产生,促进NO的还原。四级空气分级方案条件下,三次风1入口位置位于高温预热燃料上方有助于减少NOx生成,促进NO的还原,当三次风1无量纲位置Y*TA-I-=0.6时,NOx排放浓度最低,为31.19 mg/m3,NO的还原率最高,为97.14%;在此基础上,三次风1空气过量系数较大时,由三次风1速度变化引起的炉内流场、组分浓度分布的改变,可对NO还原起到更为显著的促进作用。进一步,在生料存在条件下,探究了生料分解和投入位置对高温预热燃料燃烧耦合窑气NO还原过程的影响。结果表明,当生料入口位置YCRM=0 m时,生料的加入可使高温预热燃料燃烧过程产生的NOx浓度降低26.91%,使NO的还原率相对提高4.0%。随着生料入口位置在Y=-0.6 m～0.6 m范围内上移,分解炉NOx排放浓度及生料分解率逐渐降低,而NO的还原率逐渐增大,当生料入口无量纲位置Y*CRM=1.6时,可同时保证较低的氮氧化物排放浓度及较高的生料分解率,此时分解炉NOx排放浓度为31.18 mg/m3,生料的分解率为92.63%。最后,本文以2500t/d实际分解炉为例,对比了采用原位还原脱硝技术及两级空气分级方案前后,分解炉氮氧化物排放水平、生料分解率及燃料燃尽率的变化,发现在不喷氨前提下,原位还原脱硝技术可以使分解炉NOx排放浓度降低66.59%,在此基础上,采用两级空气分级方案可使分解炉NOx排放浓度基本达到水泥工业NOx超低排放水平,但生料分解率和燃料燃尽率均有所降低。

关键词：水泥分解炉高温预热燃料脱硝 NOx生成 NO还原

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水泥分解炉CO脱硝实验及机理研究

水泥分解炉CO脱硝实验及机理研究

作者：戎旭华北电力大学

学位级别：硕士

我国作为全世界水泥生产消费大国,拥有1800多条新型干法水泥生产线,NO排放浓度普遍超过850 mg/Nm,由水泥炉窑产生的NO已成为我国除电力、机动车外的第三大NO排放源,造成了严重的环境污染。水泥炉窑中的NO主要是由燃料燃烧产生,其中约有... 详细信息

我国作为全世界水泥生产消费大国,拥有1800多条新型干法水泥生产线,NO排放浓度普遍超过850 mg/Nm,由水泥炉窑产生的NO已成为我国除电力、机动车外的第三大NO排放源,造成了严重的环境污染。水泥炉窑中的NO主要是由燃料燃烧产生,其中约有60%的燃料是在分解炉中燃烧的,因此针对水泥分解炉进行脱硝技术的研究具有十分重要的意义。水泥分解炉中含有高浓度钙基物质(主要是CaO)和高浓度CO,且由于分级燃烧技术的应用存在还原气氛(主要是CO)。为此,研究水泥分解炉中高浓度CaO/CO环境下的CO脱硝效率影响因素和脱硝机理,对于有效降低分解炉NO排放具有重要的科学意义和工程应用价值。本论文首先利用高温流化床反应器模拟水泥分解炉进行实验,研究了CaO、CO浓度、CO浓度对脱硝效率的影响,结果表明CaO可以催化CO还原NO,CO会抑制CO还原NO,而CO浓升高可提高NO的还原率。此外,还发现随着CO浓度升高或反应时间增长,CaO的催化活性会降低。然后依据实验结果,通过分子动力学模拟具体研究了CO、CO和NO在CaO表面的吸附过程和反应过程。根据三种气体在CaO表面的化学吸附能大小顺序:CO(-1.869eV)>NO(-0.781eV)>CO(-0.669eV),解释了CO抑制NO还原率和降低CaO催化活性的现象。根据反应能垒的计算结果:CaO表面CO脱硝(2.06eV)<无CaO存在时CO脱硝(10.84eV),验证了CaO可以催化CO还原NO。最后结合表征检测技术和原味红外实验研究了CaO催化还原NO的微观反应机理。结果表明,CO和NO在CaO表面的催化还原反应机理本质上是依靠氧空位进行的氧原子转移过程,即CO在CaO表面夺氧而形成氧空位,迫使NO中的O原子补充氧空位,从而使失去O的NO转换为氮气、硝酸盐等形式存在。

关键词：水泥分解炉一氧化碳脱硝反应机理分子动力学

水泥分解炉出口温度的自适应多维泰勒网控制研究

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水泥分解炉出口温度的自适应多维泰勒网控制研究

作者：余林威东南大学

学位级别：硕士

水泥广泛应用于各类建筑设施的改造或者新建,就普遍性和适用性来说,其作用无法替代。水泥分解炉是新型干法水泥生产线中承担生料分解任务的关键高温热工设备,结构机理及物理化学反应复杂,具有多变量、纯滞后、强耦合、不确定性及非线性... 详细信息

水泥广泛应用于各类建筑设施的改造或者新建,就普遍性和适用性来说,其作用无法替代。水泥分解炉是新型干法水泥生产线中承担生料分解任务的关键高温热工设备,结构机理及物理化学反应复杂,具有多变量、纯滞后、强耦合、不确定性及非线性等特征。传统的人工操作控制或PID控制,难以实现水泥分解炉出口温度的严格控制,因此,为提高水泥质量、节能提产、减少环境污染,实现绿色转型,推动水泥行业生态文明与工业文明相和谐,需要对出口温度控制策略进行深入研究和革新尝试。本文以水泥分解炉为研究对象,提出了基于自适应多维泰勒网控制的出口温度控制方法,并与PID优化控制和自适应BP神经网络PID控制相比较,对仿真结果进行全面分析,总结出三者控制性能的差异。主要工作罗列如下:1.阐述中国近年水泥产量的变化趋势,接着详细介绍了新型干法水泥生产及分解炉的发展和工艺流程等,突出课题研究的重要性。2.水泥分解炉出口温度数学模型建立。结合实际课题条件展开建模分析,确定分解炉温度主要影响因素,设计数学模型结构为多输入单输出含时滞的数据驱动形式。采用互相关法辨识模型时滞参数,然后基于递归最小二乘法辨识剩余模型参数,并验证了该辨识组合策略的预测精度。3.控制器设计。本文控制方法采用基于改进单纯形法的PID优化控制、自适应BP神经网络PID控制及自适应多维泰勒网控制。为提高PID参数的实时性,与BP神经网络算法相结合。重点推导和论述自适应多维泰勒网控制的算法原理及结构形式,设计的控制器可在线更新网络权值系数,优化了控制性能。4.仿真系统设计。建立水泥分解炉出口温度控制的仿真系统,进行给定温度值仿真实验、干扰条件下仿真实验和模型参数改变仿真实验。基于MATLAB GUI设计分解炉出口温度控制系统仿真平台图形用户界面,实现各仿真对比实验的集成和用户友好交互。比较分析各控制器性能,仿真结果表明大部分情况下自适应多维泰勒网控制适应能力最好,抗干扰能力最强,鲁棒性最突出,自适应BP神经网络PID控制次之,PID优化控制相较而言最差。

关键词：水泥分解炉温度控制互相关法自适应多维泰勒网控制 MATLAB

基于虚拟仪器的水泥分解炉出口温度预测模型建立

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云南大学学报（自然科学版） 2009年第S2期31卷 146-149页

作者：王勇张兴吾冯丽辉昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650051

基于最小二乘算法,在美国NI公司的虚拟仪器软件LabVIEW平台上,利用其与MATLAB的混合编程的方法,进行了水泥分解炉出口温度预测模型的建立与验证.仿真研究结果验证了其有效性和可行性,模型预测效果达到要求.该研究工作可为进一步研究分... 详细信息

基于最小二乘算法,在美国NI公司的虚拟仪器软件LabVIEW平台上,利用其与MATLAB的混合编程的方法,进行了水泥分解炉出口温度预测模型的建立与验证.仿真研究结果验证了其有效性和可行性,模型预测效果达到要求.该研究工作可为进一步研究分解炉的控制算法奠定一定的基础.

关键词：水泥分解炉建模 LabVIEW MATLAB Script 仿真

基于动态数据维数约简和半监督学习的水泥分解炉生料分解率预报建模

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基于动态数据维数约简和半监督学习的水泥分解炉生料分解率预报建...

作者：王沼钧东北大学

学位级别：硕士

预分解新型干法是可实现规模化生产的最先进的水泥生产技术,该法已经成为当今水泥工业发展的主流,悬浮预热和窑外预分解是其核心技术。分解炉是生料预分解过程的主要设备,其主要承担了悬浮状态下的燃料燃烧和生料分解任务,可以减轻窑内... 详细信息

预分解新型干法是可实现规模化生产的最先进的水泥生产技术,该法已经成为当今水泥工业发展的主流,悬浮预热和窑外预分解是其核心技术。分解炉是生料预分解过程的主要设备,其主要承担了悬浮状态下的燃料燃烧和生料分解任务,可以减轻窑内烧成带的热负荷,从而大幅提高了窑系统的生产效率。生料分解率是水泥熟料生产过程中非常重要的产品质量指标,稳定生料分解率对于回转窑的稳定控制和最终产品质量的提高具有重要意义。水泥分解炉的各过程变量可以通过在线检测仪表进行快采样速率下的测量,而生料分解率通过现有的测量手段无法在线检测,目前采用人工离线化验的检测方法,其化验周期长,不能及时反映生产状况。水泥分解炉是典型的多容高阶大惯性过程,其工艺机理复杂,难以建立精确的机理模型。现有的基于数据驱动的生料分解率预报模型主要是基于慢采样速率输入输出数据的静态模型,由于太大的采样间隔,导致过程动态信息丧失、模型性能较差。因此,有必要深入研究生料分解率的预报建模方法,为实现分解炉的人工决策指导、过程运行安全监控、自动推理控制和实时操作优化提供必要的基础,对于节能降耗、提高产品质量和产量至关重要。针对上述水泥分解炉多采样速率系统的生料分解率预报建模问题,本文依托国家自然科学基金面上项目“基于图像与过程数据融合的回转窑产品质量参数预报建模”,采用数据与知识相结合的方法,建立了充分挖掘过程动态信息的水泥分解炉生料分解率预报模型。本文的主要工作如下：(1)现有的水泥分解炉生料分解率预报模型的输入特征集是由所有影响生料分解率的具有一定空间关联性的各过程变量组成的静态特征集,本文在此基础上考虑过程的动态信息,从而每个过程变量又会形成具有高度时间关联的时间序列动态特征。针对生料分解率预报模型输入空间各过程变量时间序列动态特征组成的原始特征集具有时间和空间双重关联性这一特点,本文提出了一种结合特征提取和特征选择的两步维数约简方法,第一步通过特征提取降低每个变量的时间序列动态特征间的冗余,第二步通过特征选择去除过程变量空间特征间的冗余。1)针对每个过程变量形成的时间关联特征具有函数型数据的特点,同时考虑到其可能具有潜在的流形结构,本文在流形降维算法保局投影(Locality Preserving Projections, LPP)的基础上,提出了一种特征提取方法——惩罚保局投影(Penalized Locality Preserving Projections, PLPP),用PLPP对每个过程变量形成的时间序列动态特征进行特征提取;2)经PLPP提取的各个过程变量特征间存在空间上的关联性,本文用Filter和Wrapper相结合的两阶段特征选择方法进行特征选择,其中,Filter阶段采用基于互信息的最小冗余最大相关(minimal redundancy maximal relevance, mRMR)准则得到候选特征集,Wrapper阶段采用序列前向特征选择结合SVR的方法进一步选择得到紧凑特征集。本文将该方法用于考虑动态信息的实际分解炉生料分解率的预报建模中,实验结果证明了该方法的有效性。(2)针对有监督的基于慢采样速率下的过程数据建立的静态模型精度较低的问题,本文将机器学习领域的半监督学习机制用于考虑动态信息的水泥分解炉生料分解率预报建模问题上,从而充分挖掘了未标记样本所蕴涵的相关回归问题信息,提高了模型的泛化性能,为复杂工业过程提供了更有效的数据驱动的产品质量参数预报建模方法。对输入动态数据用本文提出的两步维数约简方法进行特征提取和特征选择后,围绕半监督的思想,同时使用有标记样本和未标记样本训练回归器,考虑到预报误差、数据内在几何结构和决策函数复杂性三者的折中,建立了考虑动态信息的基于半监督ε-LapSVR的水泥分解炉生料分解率预报模型。仿真实验结果表明,过程的动态信息和未标记样本均能够提高生料分解率预报模型的泛化性能。

关键词：水泥分解炉软测量预报建模动态数据维数约简流形学习半监督学习

基于多目标预测控制的水泥分解炉实时优化研究

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基于多目标预测控制的水泥分解炉实时优化研究

作者：戚子豪东南大学

学位级别：硕士

水泥分解炉以气流悬浮方式完成燃料燃烧与生料碳酸钙预分解,是水泥生产线的核心设备,其高效低污染调控是确保水泥质量及生产过程经济性和环保性的关键。然而,水泥分解炉内发生的是复杂的气固流动与化学反应耦合过程,目前喷煤量、喷氨量... 详细信息

水泥分解炉以气流悬浮方式完成燃料燃烧与生料碳酸钙预分解,是水泥生产线的核心设备,其高效低污染调控是确保水泥质量及生产过程经济性和环保性的关键。然而,水泥分解炉内发生的是复杂的气固流动与化学反应耦合过程,目前喷煤量、喷氨量等操作参数的控制主要依赖经验,存在生产能耗高、污染排放大等问题。为了实现水泥分解炉的高效低污染调控,本文构建了面向优化控制的分解炉数学模型,研究生产过程多目标优化策略以及实时控制方法,为实现分解炉的运行优化提供有效的解决方案。首先,建立了分解炉一维数学模型并开展系统稳态特性与动态特性研究。本文以某5500 t/d级水泥生产线分解炉为研究对象,在分析分解炉生产流程与工艺特性的基础上,沿分解炉轴向烟气流动方向建立了描述炉内气固流动、煤粉燃烧、生料分解、氮氧化物脱除的小室模型。同时在建模过程中引入混合建模的思想,将复杂的气固流动公式用神经网络方法近似拟合,通过求解各小室内的气固质量平衡与热平衡方程,得到炉内状态参数的变化率。模型计算结果与现场运行数据的相对误差基本在10%以内。基于所建立的分解炉数学模型,分别讨论了炉内参数的一维分布特性、各参数间的稳态关系以及关键变量的敏感性,并借助该模型依次研究了生料下料量、喷煤量、喷氨量、高温风机转速阶跃扰动时系统的动态响应特性。在上述建模与运行特性研究的基础上,构建分解炉多目标优化框架与求解策略。通过对运行过程产品质量、污染物排放、经济性、安全性的分析,量化各性能指标,设计优化目标函数和约束条件,构建最小化设定值跟踪偏差以及最小化分解炉生产过程经济成本的多目标优化问题;采用多目标进化算法求解优化问题,并基于本文所建立的分解炉数学模型对生产过程的关键变量进行拟合从而减少大规模种群寻优的计算时间,快速获得当前工况下的最优运行参数,解决分解炉生产过程中各变量间难以协调优化的问题,为生产调控提供指导。该算法在炉内温度或排放浓度指标偏离设定值时能够快速调节喷煤量与喷氨量,使被控指标恢复至设定范围内;当生产指标处于运行范围内时将减小系统保留的温度或脱硝裕量,提高运行经济性。基于上述数学模型与优化框架,引入预测控制方法,实现分解炉多目标实时优化控制。将本文中所建立的分解炉数学模型在稳态点线性化作为预测模型,设计带有滞后因子的多模型切换策略。将分解炉运行过程的质量指标、安全性指标、经济性指标等引入预测控制框架,计算温度与NO浓度等被控量的变化趋势,构造控制过程中的喷煤量与喷氨量增量约束、幅值约束,以前文所述多目标优化问题的理想点作为追踪目标,建立多目标预测控制器。通过多个仿真案例分析发现,与常规预测控制器相比,该方法可以实现喷煤量与喷氨量的协调优化控制,有效克服复杂系统非线性、时滞性带来的控制困难,在设定值变化、烟气与生料外部扰动以及模型失配等条件下仍能保持控制系统的稳定性与经济性。最终,基于App Designer平台开发分解炉优化燃烧调控软件,结合前文研究成果,在软件框架中嵌入参数预测、多目标优化以及实时控制三项功能模块,设计可视化交互界面,实现研究内容的工程化应用。

关键词：水泥分解炉混合模型动态特性多目标优化预测控制

模糊控制和专家系统在水泥分解炉控制中的应用

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模糊控制和专家系统在水泥分解炉控制中的应用

作者：张振中河北科技大学

学位级别：硕士

随着当今社会发展脚步的增快,房地产和建材行业已经成为了社会发展的中坚力量。水泥作为房地产行业和建材行业不可或缺的原材料,在国内外市场的需求量已经大大增加。那么更高品质水泥和更高效率的生产成为如今水泥行业的一项重要挑战。... 详细信息

随着当今社会发展脚步的增快,房地产和建材行业已经成为了社会发展的中坚力量。水泥作为房地产行业和建材行业不可或缺的原材料,在国内外市场的需求量已经大大增加。那么更高品质水泥和更高效率的生产成为如今水泥行业的一项重要挑战。优化产品结构和水泥烧成技术创新是水泥产业目前调整的两项最重要的任务,新型干法水泥生产工艺及优化控制策略应运而生。分解炉作为水泥烧成系统的一大核心部分,其预分解技术是决定水泥烧成质量的首要因素。在分解系统中,只有通过煤粉燃烧、气固换热保持分解炉内稳定并适宜的温度,加入生料中的碳酸盐才能充分分解,回转窑内的煅烧才能正常进行。因此,保持稳定并适宜的炉温对整个烧成系统至关重要。本文通过对石家庄市某水泥厂熟料生产线的实地考察,并结合该生产线中控系统的实际情况,找出了影响分解炉炉温的主要因素,即生料流量、喷煤量和三次风量,并确定了喷煤量为影响分解炉出口温度最主要的因素,本文结合模糊控制和专家系统,利用模糊控制的超强鲁棒性,实现了分解炉炉温的稳定控制,同时通过咨询现场经验丰富的操作员的操作经验和相关知识的搜集,建立起分解炉专家故障诊断系统,根据专家经验,及时有效的发现分解炉各部分在实际生产中出现的问题,并给出报警和解决方案,使分解炉的智能控制技术更先进了一步。本课题是一个实际应用的工程课题,在实地建立了基于OPC技术与DCS进行数据交换方案,完成了控制站的软件程序,并取出水泥生产线的实际数据,通过对采集的数据进行分析和编程测试,最终实现对分解炉的稳定控制。

关键词：水泥分解炉模糊控制专家系统诊断系统 OPC技术