预分解窑入窑生料控制的探讨

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1、预分解窑入窑生料控制的探讨雷仕庆、夏如铁、杨成詰关键词：热工制度、入窑生料、解耦控制0引言新型干法预分解窑是当前水泥工业中最主要的窑型。水泥熟料锻烧的关键是稳定水泥窑锻烧过程中料、煤、风这三个主要参量匹配的热工制度。窑系统的丿IJ煤量取决于窑系统生料的喂料暈，窑系统的川风量取决于系统的用煤量。而窑系统的牛料喂料量又取决于帑内实际的锻烧状况。因此稳定烧成系统的热工制度，是增加窑的产量、提高熟料质量、降低系统能耗关键环节。从控制系统的角度來看，山料、煤、风这三个相互关联、相互影响的主要参量而构成的热工制度，可以看作成一个非线性、多变量、强耦合的一个复杂系统。木文

2、作者拟从控制系统的角度对预分解窑入窑生料的稳定性对热工制度的影响以及如何控制入窑牛料喂料的稳定进行探讨，并从作者的视角分析目前几种常川的预分解家牽尾生料计量控制系统的优劣。1、入窑生料的稳定性对窑系统稳定的影响如果将窑的锻烧过程看作一个控制系统时，系统的核心CPU就是我们的牽操人员，而喂料系统、喂煤系统和风量调节系统仅仅是整个窑系统的子系统。对于整个窑锻烧过程这样一个复杂系统來说，即使一个非常熟练的窑操人员，要稳定这样一个非线性、多变量、强耦合、时变和滞后的复杂系统一一尤其是子系统的自身的稳定性较差时，也是非常吃力的。我们再來看一•看影响窑燉烧系统稳定性的三

3、个主要参量：入窑生料量、窜（含炉）系统的喂煤量以及窑（炉）系统的用风量。入窑牛料量的大小决定了这个窑的产量，它受制T窑的设计和窑内实际锻烧情况，其参考输入是由密操人员根据操作过程的实际情况来决定的。窑（炉）的喂煤量是由入家生料量的多少决定的，它提供了窑熾烧的能源。窑系统的风量取决于家（炉）的喂煤量，它提供煤粉燃烧所必须的氧气。从控制的和度人致可以这样认为，窑（炉）喂煤系统是入窑生料系统的随动系统，其参考输入（喂煤的设定量）是入窑生料量的时间函数；而用风系统是喂煤系统的随动系统，其参考输入是喂煤量的时间函数。由此我们可以看出，即使不考虑帑系统各参量的非线性、耦

4、合、时变等复杂因素，入窑牛料系统的稳合肥水泥研究设计院定性也是窑系统（热工制度）稳定的极为关键的环节和至关重耍的节点。2、入窑生料的特性和工艺流程与控制特点预分解窑的入窜生料主要是由石灰石、页岩和铁通过研磨后的细粉状物料。自然状态下，它具有一定的流态性和较小的休止角，比重大约在1.Ot/m3左右。它流态性受到水分和气流的影响极为强烈。水分的增加会使其流态性变差，表现在物料趋于粘聚并冇较人的附着性，水分越人其附着性越强,流态性越差;而当干燥或伴有气流时其流态性变得极强，表现为物料趋于自溢（自流性），含气量越人，其流态性越强。考虑到入窑生料的特性，目询大多数水泥

5、厂的窑尾喂料的工艺流程中，都设计有一个过程稳流储料仓，并II该稳流储料仓通常带有重量监测传感器或料位监测装置。水泥工业中入窑牛料的过程稳流储料仓是入窑生料控制的一个比较重要的环节。入窑生料的定量计量和控制往往直接串接在这个工艺坏节Z后。因此不论是从生料的控制计量方而还是从工艺流程方而，都希望过程稳流储料仓内的生料能够稳定地受控卸料。但是经过研磨均化后的生料粉体,在常态下虽具有一定的流态性，但其流态性指标并不足以保证其能够以口身重力方式通过稳流储料仓连续口然卸料。因此除了在传统工艺中采用螺旋喂料机或叶轮给料机方式的强制性卸料方式外，目前在实际应用中大多数采川仓

6、（库）底充气助卸间或结合仓（廉）侧充气破拱的口然卸料的方式来保证稳流储料仓内牛料的连续自然卸料。通过以上对入窑生料的特性和工艺流程的探讨,我们对以发现，由于入牽生料的流态性，受助卸气流的气压和稳流仓的仓压影响很人，因此对入竊生料的控制的其中一个关键环节是如何避免稳流储料仓卸料时（即入窑主料的计量控制设备在受料时），入窑生料的流态性差异对控制计量系统的巨大影响；而另-个关键环节就是如何避免给料控制装置的非线性对控制计量系统的影响。从系统的角度去分析入窑生料的特性、工艺流程、卸料特点对入需生料控制的影响是实现入需生料稳定控制的基础。3、流量调节阀+固体流量计系统

7、的探讨采川流量调节阀和固体流量计组成的入窑生料计（量）控（制）调节系统在我国的水泥工业中占有很大比例。其计量控制原理是通过固体流量计，检测出入窑牛料的瞬时（或平均）流量，并将测量出的流量值与设定值比鮫，其偏差通过PID或其变种算法来调节流量阀门的开度，力求使入窜生料的实际流量与设定值保持一致。我IfJ可以从控制学的角度対该系统的动态性能和稳态性能简要探讨一下。该控制系统的流程原理如上图所示，被控入窑生料通过流量阀门、布风斜槽和流量计导向斜槽作用于流量计检测板，rh流量计检测板测量出实际流量的大小，反馈给系统，再rh系统比钱设定流量与实际反馈流量的偏差來调节流

8、量调节阀门的开度。入窑生料系统的设定输入是入窑生料的