【摘要】：回轉(zhuǎn)窯作為水泥熟料煅燒的關(guān)鍵設(shè)備,其煅燒過程對熟料最終的產(chǎn)量和質(zhì)量有著直接的影響。其中,游離氧化鈣(f-CaO)作為衡量回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料煅燒過程的一項重要性能指標,能夠直接表征物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒狀況。因此,通過檢測熟料中f-CaO含量來實現(xiàn)熟料的生產(chǎn)控制,對確保最終產(chǎn)品(水泥)的質(zhì)量要求具有重要意義。目前,f-CaO含量多是通過離線取樣化驗的方式獲取,其化驗結(jié)果對窯內(nèi)熟料煅燒情況的判斷存在嚴重滯后,導(dǎo)致基于熟料質(zhì)量的回轉(zhuǎn)窯傳統(tǒng)控制模式難以適用。除此之外,回轉(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)與f-CaO密切相關(guān),是反映窯內(nèi)熟料煅燒狀況的一項重要參數(shù),直接決定熟料最終的煅燒情況以及水泥生產(chǎn)過程的能耗。由于與燒成狀態(tài)密切相關(guān)的f-CaO含量無法在線檢測,因此操作人員仍是依賴“人工看火”和參考其他可在線獲取的過程參數(shù)特征的方式來對窯內(nèi)燒成狀態(tài)進行判斷。此種操作模式下會導(dǎo)致燒成狀態(tài)識別準確率降低和熟料質(zhì)量指標的不穩(wěn)定,對熟料最終的燒成產(chǎn)生不利的影響。因此,f-CaO含量的在線檢測和回轉(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)的準確識別是一個亟待解決的重要課題。針對上述問題,本課題以山東省***公司5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線為應(yīng)用背景,采用軟測量技術(shù),建立基于LS-SVM的f-CaO軟測量模型,實現(xiàn)f-CaO含量的在線檢測;并采用基于專家系統(tǒng)的智能識別方法實現(xiàn)對窯內(nèi)燒成狀態(tài)和各類工況的識別判斷。具體研究內(nèi)容如下:(1)針對過程數(shù)據(jù)中存在異常數(shù)據(jù)和隨機誤差的問題,采用三種不同的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法對過程數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。其中,采用局部加權(quán)回歸散點平滑(LOWESS)的數(shù)據(jù)平滑濾波方法,對本課題研究相關(guān)的重要參數(shù)燒成帶溫度進行數(shù)據(jù)平滑處理。(2)針對f-CaO含量難以在線檢測的問題,采用LS-SVM算法對其進行軟測量研究�；谒嗍炝响褵龣C理分析和操作經(jīng)驗,確定模型輔助變量,并制定與模型輸出變量之間的時間匹配方案;采用基于網(wǎng)格搜索和交叉驗證的方法確定模型最佳參數(shù),建立基于LS-SVM的f-CaO軟測量模型,并對其進行驗證。(3)針對回轉(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)難以準確識別的問題,本文采用基于專家系統(tǒng)的燒成狀態(tài)識別方法�；趯λ喙に嚰盎剞D(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)的分析,總結(jié)了窯內(nèi)三種基本的燒成狀態(tài)以及與燒成狀態(tài)相關(guān)的工況類別,并確定識別燒成狀態(tài)和窯內(nèi)工況的工藝參數(shù)。利用模糊推理規(guī)則和專家經(jīng)驗知識,對窯內(nèi)燒成狀態(tài)及各類工況進行準確識別。(4)軟件平臺開發(fā)。采用C#編程語言開發(fā)了f-CaO在線預(yù)測和燒成狀態(tài)識別軟件平臺。該軟件平臺主要包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、f-CaO在線預(yù)測和回轉(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)識別三個功能模塊,并分別進行研發(fā)。其中,f-CaO在線預(yù)測和回轉(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)識別模塊均通過數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)實現(xiàn)與水泥生產(chǎn)現(xiàn)場及數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交互。最后,將該軟件應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場。結(jié)果表明,該軟件可實現(xiàn)對f-CaO的在線預(yù)測和回轉(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)的準確識別。本課題研究成果對于提高水泥熟料質(zhì)量、降低生產(chǎn)能耗、指導(dǎo)水泥生產(chǎn)具有重大的現(xiàn)實意義。
【圖文】：

該環(huán)節(jié)的主要作用是通過來自外界的冷空氣對窯內(nèi)的“紅料”進行冷卻，最后得到熟料。水泥回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)工藝圖如圖 1.1 所示。圖1.1 水泥回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)工藝圖1.3 研究現(xiàn)狀1.3.1 熟料關(guān)鍵質(zhì)量指標 f-CaO 軟測量研究現(xiàn)狀目前針對熟料中 f-CaO 含量的檢驗方法主要有乙二醇-乙醇快速法和乙醇萃取

熟料中鋁酸三鈣多，液相粘度大，熟料難燒。但IM 也不宜過低，，否則不利于窯的控制。由以上分析可以看出，KH、SM、IM 對于熟料質(zhì)量有很大的相關(guān)性。本文所采集的 與KH、SM、IM 部分原始數(shù)據(jù)如圖2.1所示。
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ172.62

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本文編號：2647021