【摘要】：如今,節(jié)能與減排成為水泥行業(yè)發(fā)展的趨勢,而水泥生產(chǎn)中能耗最大的設(shè)備之一就是回轉(zhuǎn)窯。生產(chǎn)過程中,生料由窯尾送入,在窯體不斷的旋轉(zhuǎn)中生料自窯尾向窯頭(自上而下)逐漸運(yùn)動(dòng);經(jīng)磨煤機(jī)磨碎的煤粉自窯頭向窯內(nèi)噴入與窯內(nèi)空氣混合,在窯內(nèi)燃燒形成熱力場,提供由生料煅燒為熟料的熱量;窯內(nèi)溫度場分布均勻,自窯尾到窯頭依次為過渡帶、燒成帶及冷卻帶,熱量經(jīng)三種傳熱方式輻射、對流、傳導(dǎo)進(jìn)行熱交換;回轉(zhuǎn)窯能夠滿足熟料形成過程中不同階段化學(xué)和物理反應(yīng)的需求;熟料煅燒過程產(chǎn)生的熱力場和溫度場能夠降解有毒廢棄物、固化重金屬,減少環(huán)境污染。目前,回轉(zhuǎn)窯燃燒效率沒有現(xiàn)成的在線測量方法,離線測量手段也僅有使用GB/T 26281-2010《水泥回轉(zhuǎn)窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計(jì)算方法》進(jìn)行物料統(tǒng)計(jì)。以統(tǒng)計(jì)手段獲得回轉(zhuǎn)窯燃燒效率,既浪費(fèi)人力物力又費(fèi)工費(fèi)時(shí),其大滯后性極大減小了對回轉(zhuǎn)窯優(yōu)化控制的參考意義,無法及時(shí)反應(yīng)回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行工況。因此實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯燃燒效率軟測量,改變水泥生產(chǎn)過程中人工看火的現(xiàn)狀對回轉(zhuǎn)窯后期優(yōu)化控制和水泥行業(yè)節(jié)能減排具有重大的意義。本文以吉林亞泰水泥有限公司雙陽建材公司2000T/D水泥熟料生產(chǎn)線為研究對象,在深入分析回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)和水泥生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上,結(jié)合廠家DCS生產(chǎn)線,初步選出一次風(fēng)速、二次風(fēng)溫、窯尾壓力、生料喂料量、喂煤量、窯尾氧氣濃度、窯尾一氧化碳濃度、窯頭壓力、窯尾煙氣溫度、分解爐窯尾分解率為軟測量輔助變量,回轉(zhuǎn)窯燃燒效率作為主導(dǎo)變量的水泥熟料回轉(zhuǎn)窯燃燒效率軟測量原始數(shù)據(jù)集合。然后使用格羅布斯準(zhǔn)則對原始數(shù)據(jù)集合中存在的粗大誤差進(jìn)行處理,最后對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析,最終確定了輔助變量為一次風(fēng)速、喂煤量、窯尾氧氣濃度、窯尾一氧化碳濃度與窯尾煙氣溫度。由于回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn),機(jī)理建模不適用于回轉(zhuǎn)窯燃燒效率測量,為此本文分別使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的BPNN和基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的SVR建立軟測量模型,并分別對其進(jìn)行改進(jìn),仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文回轉(zhuǎn)窯燃燒效率軟測量的有效性和可行性。最后選取軟測量效果最佳的遺傳算法改進(jìn)SVR的回轉(zhuǎn)窯燃燒效率軟測量,使用VC++6.0平臺的MFC圖形化編程系統(tǒng)、ADO技術(shù)和OPC技術(shù)開發(fā)了回轉(zhuǎn)窯燃燒效率軟測量軟件,軟件現(xiàn)場運(yùn)行狀況良好,符合回轉(zhuǎn)窯燃燒效率軟測量需要,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
[Abstract]:Nowadays, energy saving and emission reduction have become the development trend of cement industry, and one of the most energy-consuming equipment in cement production is rotary kiln. In the process of production, raw material is sent from kiln tail to kiln head (from top to bottom) in the continuous rotation of kiln body; The pulverized coal pulverized by the pulverizer is injected into the kiln from the kiln head and mixed with the air in the kiln to form a thermal field in the kiln to provide the heat from raw meal calcination to clinker. The distribution of temperature field in kiln is uniform, from kiln tail to kiln head is transition zone, firing zone and cooling zone, heat is radiated by three heat transfer modes, convection and conduction are carried out heat exchange. The rotary kiln can meet the needs of chemical and physical reactions in different stages of clinker formation, and the thermal field and temperature field of clinker calcination can degrade toxic wastes, solidify heavy metals and reduce environmental pollution. At present, there is no ready-made on-line measurement method for rotary kiln combustion efficiency, and only GB/T 26281-2010 is used to calculate material statistics for cement rotary kiln heat balance, thermal efficiency and comprehensive energy consumption. To obtain the combustion efficiency of rotary kiln by statistical means, it not only wastes manpower and material resources, but also takes time and labor. Its large lag greatly reduces the reference meaning for the optimization control of rotary kiln, and it can not respond to the operating condition of rotary kiln in time. Therefore, it is of great significance to realize the soft measurement of combustion efficiency of rotary kiln and to change the present situation of manual fire watching in cement production process for the optimization control of rotary kiln and the energy saving and emission reduction in cement industry. This paper takes the 2000T/D cement clinker production line of Shuangyang Building Materials Company of Jilin Yatai cement Co., Ltd. as the research object. On the basis of in-depth analysis of the rotary kiln structure and cement production technology, combined with the manufacturer DCS production line, the primary wind speed is preliminarily selected. Secondary air temperature, kiln tail pressure, raw material feed, coal feed, oxygen concentration in kiln tail, carbon monoxide concentration in kiln tail, kiln head pressure, flue gas temperature at kiln tail, decomposition rate of kiln tail are soft sensing auxiliary variables, Cement clinker rotary kiln combustion efficiency as the dominant variable of the original data set of soft measurement of rotary kiln combustion efficiency. Then using the Gro Booth criterion to deal with the gross errors in the original data set, and finally to analyze the grey correlation degree of the original data, and finally determine the auxiliary variables as primary wind speed, coal feed amount, oxygen concentration in the kiln tail, and then use the Gro Booth criterion to deal with the gross errors in the original data set. Carbon monoxide concentration and flue gas temperature in kiln tail. Because of the characteristics of rotary kiln, mechanism modeling is not suitable for measuring combustion efficiency of rotary kiln. In this paper, BPNN in artificial neural network and SVR based on statistical learning theory are used to establish soft sensor model and improve it respectively. The simulation results verify the effectiveness and feasibility of soft measurement of combustion efficiency in rotary kiln. Finally, genetic algorithm, which has the best effect of soft sensing, is selected to improve the combustion efficiency of rotary kiln in SVR. The soft sensing software of rotary kiln combustion efficiency is developed by using MFC graphical programming system based on VC 6.0, ADO technology and OPC technology. The software is running well and meets the need of soft measurement of combustion efficiency in rotary kiln, which has certain practical value.
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ172.622

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本文編號：2359076