用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，包括步骤：以窑头罩温度的实时值及其变化趋势为依据，利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识；当所述工况辨识结果为正常状态时，对所述水泥熟料煅烧窑炉环节设定值进行自寻优处理，得出分解炉温度优化设定值和烧成带温度优化设定值。它旨在解决现有技术中水泥熟料煅烧窑炉环节的分解炉温度和烧成带温度的设定值由操作工程师凭主观经验设定所导致的水泥熟料质量不稳定的问题。

Method for obtaining optimal setting value of cement clinker calciner

【技术实现步骤摘要】
用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法
本专利技术涉及水泥生产中的智能控制领域，尤其涉及一种用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法。
技术介绍
水泥工业是我国国民经济的支柱产业之一，但是其智能化、绿色化水平低，总体表现大而不强。建设水泥智能化工厂，提高水泥工业数字化、智能化、绿色化水平，已经成为水泥工业的重要发展方向。熟料是水泥生产的中间产品，其质量直接决定了水泥的最终质量。水泥熟料煅烧窑炉环节是决定水泥熟料质量的关键环节。当前水泥企业，水泥熟料煅烧窑炉环节的分解炉温度和烧成带温度的设定值凭借操作工程师根据操作经验主观设定，操作工程师经验水平参差不齐，导致水泥熟料难以运行在优化状态，影响了水泥熟料的烧成质量。因此，实现水泥熟料煅烧窑炉环节分解炉温度和烧成带温度的优化设定，对于提升水泥熟料的烧成质量意义重大。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的至少在于提供一种用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，旨在解决现有技术中水泥熟料煅烧窑炉环节的分解炉温度和烧成带温度的设定值由操作工程师凭主观经验设定所导致的水泥熟料质量不稳定的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的一种用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，包括步骤：以窑头罩温度的实时值及其变化斜率为依据，利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识；当所述工况辨识结果为正常状态时，对所述水泥熟料煅烧窑炉环节设定值进行自寻优处理，得出分解炉温度的优化设定值和烧成带温度的优化设定值。可选地，在所述得出分解炉温度的优化设定值和烧成带温度的优化设定值的步骤后，还包括：通过调节分解炉喂煤量和窑头喂煤量，使分解炉温度和烧成带温度稳定在优化设定值。可选地，所述的利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识的步骤包括：对窑头罩温度实时值进行特征提取；以所述窑头罩温度实时值为依据，构造第一三角形隶属度函数，得到窑头罩温度实时值的隶属度函数表；对窑头罩温度趋势变化斜率进行特征提取；以所述窑头罩温度趋势变化斜率的特征为依据，构造第二三角形隶属度函数，得到窑头罩温度趋势变化斜率的隶属度函数表；以所述窑头罩温度实时值的隶属度函数表和所述窑头罩温度趋势变化斜率的隶属度函数表为依据，得到所述工况辨识的模糊推理规则表；利用最大隶属度函数法对上述的模糊推理规则表进行去模糊化，得出煅烧工况。可选地，所述的对窑头罩温度实时值进行特征提取的步骤包括：利用变隶属度函数分档选取相应的量化论域公式；以所述量化论域公式为依据，对所述窑头罩温度的实时值和设定值之间的差值进行模糊量化处理。可选地，所述的量化论域公式为：其中，λNS,λNB,λPS,λPB为各模糊子集的边界阈值。可选地，所述的第一三角形隶属度函数的公式为：可选地，所述的对窑头罩温度趋势变化斜率进行特征提取步骤包括：获取所述窑头罩温度的实时值在某一时间段内随着时间变化的曲线；计算所述曲线在这段时间内每个相同时间间隔曲线的斜率；对由上述每个相同时间间隔曲线的斜率构成的集合进行模糊论域分档。可选地，所述的模糊论域分档的公式为：其中，λNS，λNB，λPS，λPB为各模糊子集的边界阈值。可选地，所述的第二三角形隶属度函数的公式为：其中，i，k确定三角形的“脚”，j确定三角形的“峰”。可选地，所述的利用最大隶属度函数法对上述的模糊推理规则表进行去模糊化的步骤包括：利用所述最大隶属度函数法的公式：V0＝maxμv(v)，v∈V得到y＝max(y1，y2，…，yn)其中，y为推理结果，其值与窑炉熟料煅烧系统的烧成状态有对应关系，且元素集合y1，y2，…，yn为矩阵Y中的元素。可选地，所述矩阵Y的计算过程为：设U＝{u1，u2，…，um}，V＝{v1，v2，…，vn}，且U到V的模糊关系用表示，而的模糊矩阵用Z来表示，Z＝(zij)mn，1≤i≤m，1≤j≤n。即设U上的模糊子集为A，且A＝(x1，x2，…，xm)，则有：Y＝A·Z＝(y1，y2，…，yn)。本专利技术实施方式提供的上述技术方案，首先采用模糊控制算法对水泥熟料窑炉环节煅烧过程进行工况辨识，在确定煅烧工况后采用自寻优方法确定水泥熟料煅烧窑炉环节的分解炉温度和烧成带温度的优化设定值，从而形成了基于正常烧成工况下的水泥熟料煅烧窑炉环节设定值优化设定的方法，实现了水泥熟料质量进一步提升，有效解决了水泥熟料煅烧窑炉环节的设定值主要凭借操作员的经验知识设定，操作员的知识经验水平存在差异且受到主观意识支配，导致水泥熟料煅烧窑炉环节的分解炉温度和烧成带温度的设定值大小存在差异，进而影响到水泥熟料的最终烧成质量的问题。采用本专利技术所述的技术方案，确立了水泥熟料煅烧窑炉环节设定值优化设定方法，消除了不同水泥企业之间的生产差异性，具有广泛的通用性。附图说明图1为本专利技术所述的用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法的流程图；图2为本专利技术所述的利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识的步骤的流程图；图3为本专利技术所述的对窑头罩温度趋势变化斜率进行特征提取的流程图；图4为本专利技术所述的对所述水泥熟料煅烧窑炉环节设定值进行优化处理的流程图；图5为本专利技术所述的对所述水泥熟料煅烧窑炉环节设定值进行自寻优的方法的流程图；图6为本专利技术所述的三角形隶属度函数的曲线示意图；图7为本专利技术所述的进行烧成工况辨识过程中的窑头罩温度实时值的隶属度函数曲线；图8为本专利技术所述的进行烧成工况辨识过程中的窑头罩温度趋势变化斜率的隶属度函数曲线。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。如图1所示，本专利技术提供一种用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，包括步骤：以窑头罩温度的实时值及其变化斜率为依据，利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识；当所述工况辨识结果为正常状态时，对所述水泥熟料煅烧窑炉环节设定值进行自寻优处理，得出分解炉温度的优化设定值和烧成带温度的优化设定值。通过调节分解炉喂煤量和窑头喂煤量，使分解炉温度和烧成带温度稳定在优化设定值。如图2-3以及图6-8所示，所述的利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识包括如下步骤：步骤21：分别对窑头罩温度实时值和窑头罩温度趋势变化斜率进行特征提取；步骤22：构造第一及第二三角形隶属度函数分别对特征提取后的窑头罩温度实时值和窑头罩温度趋势变化斜率进行模糊化处理；此处所用到的理论依据是：三角形隶属度函数如图6所示。步骤23：根据三角形隶属度函数的模糊分档，分别形成窑头罩温度实时值和窑头罩温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，其特征在于，包括步骤：/n以窑头罩温度的实时值及其变化斜率为依据，利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识；/n当所述工况辨识结果为正常状态时，对所述水泥熟料煅烧窑炉环节设定值进行自寻优处理，得出分解炉温度的优化设定值和烧成带温度的优化设定值。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，其特征在于，包括步骤：
以窑头罩温度的实时值及其变化斜率为依据，利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识；
当所述工况辨识结果为正常状态时，对所述水泥熟料煅烧窑炉环节设定值进行自寻优处理，得出分解炉温度的优化设定值和烧成带温度的优化设定值。


2.根据权利要求1所述的用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，其特征在于，在所述得出分解炉温度的优化设定值和烧成带温度的优化设定值的步骤后，还包括：
通过调节分解炉喂煤量和窑头喂煤量，使分解炉温度和烧成带温度稳定在优化设定值。


3.根据权利要求1所述的用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，其特征在于，所述的利用模糊控制方法进行水泥熟料煅烧的工况辨识的步骤包括：
对窑头罩温度实时值进行特征提取；
以所述窑头罩温度实时值为依据，构造第一三角形隶属度函数，得到窑头罩温度实时值的隶属度函数表；
对窑头罩温度趋势变化斜率进行特征提取；
以所述窑头罩温度趋势变化斜率的特征为依据，构造第二三角形隶属度函数，得到窑头罩温度趋势变化斜率的隶属度函数表；
以所述窑头罩温度实时值的隶属度函数表和所述窑头罩温度趋势变化斜率的隶属度函数表为依据，得到所述工况辨识的模糊推理规则表；
利用最大隶属度函数法对上述的模糊推理规则表进行去模糊化，得出煅烧工况。


4.根据权利要求3所述的用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，其特征在于，所述的对窑头罩温度实时值进行特征提取的步骤包括：
利用变隶属度函数分档选取相应的量化论域公式；
以所述量化论域公式为依据，对所述窑头罩温度的实时值和设定值之间的差值进行模糊量化处理。


5.根据权利要求4所述的用于获取水泥熟料煅烧窑炉环节优化设定值的方法，其特征在于，所述的量化论域公式为：



其中，λNS,λNB,λPS,λPB为各模糊子集的边界阈值。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：路士增，李强亚，张荣丰，王孝红，于宏亮，袁铸钢，孟庆金，景绍洪，张强，蒋萍，刘钊，黄冰，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37