一种水泥生产篦冷机风量智能协调方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水泥生产篦冷机风量智能协调方法及系统，通过篦冷机油压

【技术实现步骤摘要】
一种水泥生产篦冷机风量智能协调方法及系统


[0001]本专利技术涉及水泥生产过程控制
，具体涉及一种水泥生产篦冷机风量智能协调方法及系统
。

技术介绍

[0002]水泥回转窑装置篦冷机是水泥厂熟料烧成系统中的重要主机设备，其主要功能是对水泥熟料进行冷却
、
输送；同时为回转窑及分解炉等提供热空气，是烧成系统热回收的主要设备
。
[0003]篦式冷却机是一种骤冷式冷却机
。
熟料由窑进入冷却机后，在篦板上铺成一定厚度的料层，鼓入的冷空气，以相互垂直的方向穿过篦床上运动着的料层使熟料得以骤冷，可在大约
40
分钟内将熟料由
1300
‑
1400℃
骤冷到
100℃
以下
。
[0004]传统的篦式冷却机分为回转式
、
振动式和推动式三种，但由于前两种已被淘汰，推动式篦冷机已经成为窑配套选用的主要水泥熟料冷却机机型
。
篦床是冷却机的主要部件，推动篦板是由一行间隔排列的固定篦板和活动篦板组成
。
[0005]1824
年，英国建筑工人约瑟夫
·
阿斯谱丁
(Joseph Aspdin)
专利技术了水泥并取得了波特兰水泥的专利权
。
到
1877
年，英国的克兰普顿专利技术了回转炉，直至上世纪
60
年代初满足湿法水泥生产的第一代薄料层篦冷机的诞生，水泥生产工业化才进入大型化工业阶段
。
到上世纪
80
年代适应新型干法水泥生产技术发展的第二代厚料层篦冷机的开发，奠定了当前水泥行业的经典生产模式：回转窑
+
篦冷机，大大降低了设备磨损及热能利用率，提升了水泥生产的连续性和经济性
。
[0006]从第一代料层厚度只有
180mm
，单位面积负荷小于
20t/m2d
的篦冷机发展到当前料层厚度高达
900mm
，单位面积负荷
44t/m2d
的大型篦冷机
。
整体篦冷机密封性
、
耐磨性
、
热效率提升都取得了长足进步，但是对于篦冷机的风系统一直处于粗放调节状态
。
当前基本行业内
80
％以上风系统处于人工手动状态，完全凭借操作人员手动调节
。
[0007]当前国内智能化转型等更多方面，还是集中在回转窑系统烧成及工艺改进，篦冷机热量回收系统一直是业内期待突破的难点却又未能找到合适解决方案
。
行业内所进行的研究主要以篦床结构及工艺换热建模为主，对于篦冷机整体风量控制一直不能找到很好的智能控制方案
。
其风量协调智能控制主要是因为工艺难点决定了篦冷机风系统难以智能控制
。
其工艺难点主要集中在以下几个方面：
[0008](1)
篦床空气穿透率随篦上物料厚度
、
窑内烧成状态变化影响较大，当出现熟料大块
、
结粒粒度变化，整体篦床透风率必然随之变化
。
[0009](2)
篦冷机篦上风量测量困难，由于现场工艺安装位置过于宽广且受限，篦冷机最多只可以测量篦下风机出口流量，但该流量无法反馈到穿透篦床并参与热交换的实际风量
。
[0010](3)
窑系统出料不确定性：水泥烧成系统过程过长，存在较大时间滞后，同时由于烧成过程存在多相变
、
复杂传质传热等化学变化过程，造成烧成带偏移，液相出现点不确
定，窑内物料粘性差异大，窑系统出料量不稳定
。
[0011](4)
篦冷机风系统流程较长，一般分为6个风室；冷却流程过长导致其零压面随各风室料层厚度变化，各风室穿透率不一，篦上部分空气流动状态变化，无法稳定零压面，不利于篦冷机篦上风量的稳定
。
[0012](5)
篦冷机作为水泥生产工艺最重要的热量回收单元，仍需确保风温最高的情况下，应确保燃烧状态氧含量合理
。
从热平衡方程来讲，应该在确保风温最高的情况下风量最小，减少热风带走的损失
。
其次还应确保燃烧状态氧含量合理
。
但如何保证最佳回收风量无法确定
。

技术实现思路

[0013]鉴于现有水泥生产篦冷机存在不足和缺陷，本专利技术提供了一种水泥生产篦冷机风量智能协调方法及系统，
[0014]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0015]本专利技术提供的一种水泥生产篦冷机风量智能协调方法，包括：
[0016]根据篦冷机液压执行器油压
P
油压
与篦下风压
P
风压
进行对应匹配关系，得出当前风室内空气穿透率；
[0017]对篦下风量进行测算，并基于环境温度
T
及该风室内篦床穿透率对篦下风量进行修正，测算本风室的篦上风量值；
[0018]通过窑内物料容积率及窑内脉动出料量的测算，根据窑系统出料量变化，对篦床穿透性预测，预先调整风量设定值；
[0019]根据篦冷机设计风量分布图，来对篦下风室各流量设定值进行修正，保证篦上各风室风量处于预期最佳比例状态；
[0020]根据篦冷机预先设定风量，对篦下风室各流量设定值进行修正，以保证篦上各风室风量处于预期的最佳比例状态；
[0021]根据篦上物料厚度变化，优化篦下风量设定值，调整篦下风量，从而实现篦上风量按照篦冷机设计风量分布图；
[0022]在篦上风系统处于稳定状态，根据首级预热器出口处一氧化碳
CO
浓度进行风量优化，当
CO
浓度低于预定的上限值，按照预定时间内预定风量调整当前篦下前
m
个风室设定值，以使得所述前
m
个风室的篦上风量稳定，并经如此多次调整达到最佳系统风量值范围；
[0023]当
CO
浓度指标高于所述预定的上限值，则增加风量偏置值，增加系统风量，直到
CO
指标条件低于所述预定的上限值
。
[0024]更适宜地，通过下述步骤得出当前风室内空气穿透率：
[0025]将篦冷机液压执行器油压
P
油压
与篦下风压
P
风压
做对应匹配关系，得出当前风室内空气穿透率：
[0026]篦下风量穿透率计算公式：
[0027][0028]θ
:
当前风室内篦床穿透率；
[0029]P
油压1～
P
油压4：分别代表
1#
～
4#
篦冷机执行器油压；
[0030]P
风压
:
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水泥生产篦冷机风量智能协调方法，其特征在于，包括：根据篦冷机液压执行器油压
P
油压
与篦下风压
P
风压
进行对应匹配关系，得出当前风室内空气穿透率；对篦下风量进行测算，并基于环境温度
T
及该风室内篦床穿透率对篦下风量进行修正，测算本风室的篦上风量值；通过窑内物料容积率及窑内脉动出料量的测算，根据窑系统出料量变化，对篦床穿透性预测，预先调整风量设定值；根据篦冷机设计风量分布图，来对篦下风室各流量设定值进行修正，保证篦上各风室风量处于预期最佳比例状态；根据篦冷机预先设定风量，对篦下风室各流量设定值进行修正，以保证篦上各风室风量处于预期的最佳比例状态；根据篦上物料厚度变化，优化篦下风量设定值，调整篦下风量，从而实现篦上风量按照篦冷机设计风量分布图；在篦上风系统处于稳定状态，根据首级预热器出口处一氧化碳
CO
浓度进行风量优化，当
CO
浓度低于预定的上限值，按照预定时间内预定风量调整当前篦下前
m
个风室设定值，以使得所述前
m
个风室的篦上风量稳定，并经如此多次调整达到最佳系统风量值范围；当
CO
浓度指标高于所述预定的上限值，则增加风量偏置值，增加系统风量，直到
CO
指标条件低于所述预定的上限值
。2.
如权利要求1所述的水泥生产篦冷机风量智能协调方法，其特征在于，通过下述步骤得出当前风室内空气穿透率：将篦冷机液压执行器油压
P
油压
与篦下风压
P
风压
做对应匹配关系，得出当前风室内空气穿透率：篦下风量穿透率计算公式：
θ
:
当前风室内篦床穿透率；
P
油压1～
P
油压4：分别代表
1#
～
4#
篦冷机执行器油压；
P
风压
:
该风室内篦床篦下风压；
K1\K2:
分别为油压对应系数和风压对应系数；
A:
篦下风量穿透率修正常数；得到各风室的篦床穿透率
。3.
如权利要求1所述的水泥生产篦冷机风量智能协调方法，其特征在于，通过下述方法得到各风室的篦下实际风量：采用如下公式对篦下风量进行测算：
Q
篦下
:
当前风室篦下空气流量；
KW
风机
：当前风室篦下功率；
P
风压
:
当前风室内篦床篦下风压；
K:
当前风室内篦床篦下风压修正系数；得到各风室的篦下实际风量；采用如下公式对篦上风量进行测算：
Q
篦上
＝
f(Q
篦下
，
θ
，
T)
＝
KQ
篦下
θ
(T
‑
20)+CQ
篦上
:
该风室篦上空气流量；
Q
篦下
:
该风室篦下空气流量；
θ
:
该风室内篦床穿透率；
T:
当前风室入口风温或环境温度；
K:
为篦上风量修正系数；
C:
为篦上风量修正常数；得到各风室的篦上实际风量
。4.
如权利要求1所述的水泥生产篦冷机风量智能协调系统，其特征在于，所述窑内脉动出料量
V
脉动
，通过如下公式计算：
V
脉动
＝
f(RANG
窑电流
)
＝
K
窑2K
rang
RANG
窑电流
V
脉动
:
窑内脉动出料量；
RANG
窑电流
:
窑电流波动幅度特征提取参数；
K
rang
:
为窑内脉动出料量修正系数；
K
窑2:
水泥窑筒体设计常数
。5.
一种水泥生产篦冷机风量智能协调系统，其特征在于，包括：风室内篦床风量穿透率测算模块，用于根据篦冷机液压执行器油压
P
油压
与篦下风压
P
风压
进行对应匹配关系，得出当前风室内空气穿透率；风室的篦上风量测算模块，用于对篦下风量进行测算，并基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明党，田朗，
申请(专利权)人：北京和隆优化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：