【摘要】：水泥生料三率值(飽和比KH、硅率SM、鋁率IM)是衡量水泥生料質量的通用標準,三率值的穩(wěn)定、合格是水泥生料質量的直觀反映,也是水泥回轉窯穩(wěn)定運行的前提,直接關系著水泥成品的產(chǎn)量與質量。水泥生料率值在控制過程中存在著多變量、大時滯、非線性等特點,采用常規(guī)的率值控制方法易導致水泥質量不穩(wěn)定,目前國內水泥生料率值的控制處于半自動控制或者人工控制的狀態(tài)。受人為主觀影響,這種偽閉環(huán)的生料率值控制方案難以確保水泥生料質量在一段時間內的穩(wěn)定。為了提高水泥生料率值控制的實時性和準確性,本文提出基于PGNAA元素在線分析儀的水泥生料率值控制算法,并設計了水泥生料率值控制軟件,實現(xiàn)了水泥生料率值的實時在線控制,保證了入窯水泥生料率值的穩(wěn)定。具體主要研究內容如下:首先,對水泥生料率值控制工藝流程、率值控制機理、模型預測控制原理進行了分析,研究了水泥率值控制過程中各參數(shù)的關系,找到了影響水泥生料率值控制效果的主要原因,同時根據(jù)分析的結果,重點研究了水泥生料率值控制要解決的關鍵問題,為建立精準的水泥生料率值控制模型奠定了基礎。其次,對水泥原料成分的穩(wěn)定性進行了深入研究,結合PGNAA元素在線分析儀設計了水泥原料成分在線估計模型,通過最小二乘法求解該模型,得到了水泥原料成分估計數(shù)據(jù),為水泥生料率值預測模型提供了準確的輸入數(shù)據(jù)。根據(jù)水泥原料化學成分、配比與水泥生料化學成分的關系,設計了基于PGNAA元素在線分析儀的水泥生料率值模型預測控制模型,采用序列二次規(guī)劃算法(SQP)在線滾動求解目標函數(shù),得到了水泥原料的最優(yōu)配比,實現(xiàn)了水泥生料率值的反饋控制。最后,根據(jù)水泥生料率值控制的實際需求,利用C#編程語言和SQL Server 2014數(shù)據(jù)庫,設計并實現(xiàn)了水泥生料率值控制軟件�；谠撥浖�,以某水泥廠水泥原料成分數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù),進行了水泥生料率值控制仿真實驗,驗證了水泥生料率值模型控制與算法的有效性。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP273;TQ172.1
【圖文】：

水泥生料對水泥生產(chǎn)的重要性。其次將著重分析水泥生料率值控制的過對生料率值控制流程工藝的分析，將重點論述水泥原料配比環(huán)節(jié)對及生料質量的重要性，最后將對水泥生料率值控制的機理、模型預測值控制重難點進行研究，為下文水泥生料率值控制與算法的設計奠定型干法水泥生產(chǎn)工藝為水泥制備的方法不盡相同，制備過程中干濕有別，所以一般將水泥為干法或者濕法，目前最常用的水泥生產(chǎn)工藝就是新型干法水泥生產(chǎn)法水泥的主要流程工藝包括以下三個[42,43]： 水泥生料制備料制備的目的是為了給水泥生產(chǎn)提供水泥生料，生料制備環(huán)節(jié)工藝首先使用卡車或運輸皮帶將石灰石運送至破碎機喂料倉，再經(jīng)過石灰大塊石灰石破碎成小塊石料，隨后使用傳送皮帶將小塊石料傳送至原泥各原料的流量控制通過下料庫下方的皮帶秤和電氣擋板進行精準調

水泥生料粉磨經(jīng)過空氣斜槽運輸?shù)綄Ｓ锰嵘龣C，通過提升進入水泥料選粉機，最后進入生料均化庫。選粉機將水泥生料細度過大的生料粉磨篩選出重新送至生料磨機進行研磨。生料均化是靠具有一定壓力的空氣對生料進行吹射化，通常在庫底設置了充氣裝置，充氣后首先使物料松動，然后將物料流態(tài)化并騰攪拌，使生料混合達到均化目的[45]。(2) 水泥熟料燒成水泥熟料燒成環(huán)節(jié)是將水泥生料高溫煅燒成水泥熟料的過程，其工藝如圖所示，它主要由旋風筒預熱器、水泥分解爐、水泥回轉窯和篦冷機組成。水泥生均化庫中的水泥生料經(jīng)提升機提升至旋風預熱器(C1-C5)中，分別經(jīng)過旋風預熱筒五級預熱，然后進入水泥分解爐開始水泥生料分解反應，分解反應完成之后進入泥回轉窯進行高溫煅燒，最終將水泥生料煅燒成水泥熟料。水泥回轉窯為一個旋的長筒圓柱體角度成 16 度左右，完成煅燒的水泥熟料在重力的作用下由窯頭進入尾，最后在窯尾蓋板處脫落進入篦冷機。水泥熟料在篦冷機中快速冷，待熟料溫符合標準之后由提升機送入熟料庫中存儲[46]。

圖 2-3 水泥成品制成環(huán)節(jié)工藝圖新型干法水泥生產(chǎn)技術已在國內外的水泥生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，它與傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)技術相比以具有下特點[47]。(1) 優(yōu)良的品質 數(shù)字礦山開采、水泥原料預均化、水泥粉磨、水泥回轉窯煅燒等水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密項鏈，使得水泥的質量得以保證，滿足了現(xiàn)代化生產(chǎn)對水泥的要求。(2) 較低的能耗 新型干法水泥在生產(chǎn)過程中，普遍采用氣動輸送和電動輸送相結合的方式，有效降低了原料輸送過程中的能耗，使用懸浮預熱和預分解技術改變了傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)只靠回轉窯煅燒水泥生料的弊端，使得能耗降至 112kw·h/t。(3) 自動化及大型化 帶有自動執(zhí)行裝置和自動檢測技術的水泥窯況控制設備的采用極大的促進了水泥行業(yè)集約化方向的發(fā)展，使得水泥生產(chǎn)更加的高效、安全。新型干法水泥的生產(chǎn)流程與技術特點表明現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的連續(xù)性和高效性，由于整個過程都是連續(xù)的控制，其中一個環(huán)節(jié)出問題，都會影響后邊所有的環(huán)節(jié)。水

【參考文獻】

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本文編號：2788058