一种水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法与流程

本发明属于水泥熟料生产智能控制技术领域，更具体地说，是涉及一种水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法。

背景技术：

原料粉磨是水泥熟料生产原材料制备的主要工序，产能配置一般较窑产能要大，有一定的产能富余。各水泥生产企业会根据均化库的库位及峰谷电价的差异，合理的安排原料磨避峰生产，达到节能的目的。由于原料磨停机，窑尾收尘的回灰温度较高，会加速入库斗提胶带老化，因此，在原料磨停机时，为保护入库斗提胶带，会将回灰输送至入窑斗提，这样在停磨的时候就需要对窑喂料量进行调整。与此同时，因为原料磨系统风机停机，对窑系统风量有较大的影响，需要高温风机调整转速以增加引风量，确保出口压力稳定。原料磨系统开磨时动作顺序又要反过来，这样，原料磨系统开停磨时，需要操作员及时的对窑系统的喂料量及用风量进行调整。这样，每次开停磨操作员都要耗费大量的精力来进行系统调整，同时由于操作员调整基本是按照自己的经验，每个人的策略和调整幅度有差异，会导致系统有较大的波动。因此，开停磨操作是制约专家系统在线率的主要瓶颈。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种步骤简单，能够减少操作员劳动强度，增加系统调整及运行平稳性，降低操作员根据个人经验判断导致的系统操作过程中的波动，提高操作精确度，满足水泥工厂原料磨系统作业可靠性的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法，所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法包括窑系统停磨时喂料量调整方法，所述的窑系统停磨时喂料量调整方法的调整步骤为：原料磨系统停机完毕，操作员准备停入库斗提时，操作员将库斗提气动阀关闭，库斗提气动阀向控制部件反馈信号，控制部件触发回灰入窑条件判断，通过回灰拉链机电流数值计算得出实际回灰量数值，根据回灰进入入窑斗提延时数值，在回灰进入入窑斗提后滞后设定延时数值，控制部件控制入窑喂料量减少实际回灰量数值，控制部件再监控斗提电流是否与原料磨系统停机前持平，如果斗提电流实际数值低于原料磨系统停机前，则减少修正系数，直到斗提电流实际数值与原料磨系统停机前持平；如果斗提电流实际数值高于原料磨系统停机前，则增加修正系数，直到斗提电流实际数值与原料磨系统停机前持平。

所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法还包括原料磨系统窑系统开磨时喂料量调整方法，所述的原料磨系统窑系统开磨时喂料量调整方法的调整步骤为：原料磨操作人员启动均化库顶及入库输送设备，启动原料磨辅机系统，启动循环风机，启动原料磨外循环系统，启动原料磨主电机，启动喂料系统，同时调整阀门开度、研磨压力、选粉机转速及喂料量至设定状态，此时原料磨操作人员与窑操作人员沟通进行回灰切换，得到答复后，原料磨操作人员将回灰入库气动闸板打开，回灰入库，系统接收到气动阀开限位后，触发程序执行，通过回灰拉链机电流计算得出流量为xt/h，系统自动将窑喂料量增加xt/h,监控入窑斗提电流情况，斗提运行一圈时间后，如果斗提电流比切换前低ya，则说明喂料量比切换前低，根据公式计算出修正值为zt/h，则喂料量需再增加zt/h，直至斗提电流数值与切换前持平，进入正常操作模式。现有技术中的步骤操作由操作员手动完成，而本发明中实现自动操作。对于上述步骤，举例如下：系统接收到气动阀开限位后，触发程序执行，比如，通过回灰拉链机电流计算得出流量为11.5t/h，系统自动将窑喂料量增加11.5t/h,监控入窑斗提电流情况，斗提运行一圈的时间大概4m，2m后如果斗提电流比切换前低1a，则说明喂料量比切换前低，根据公式计算出修正值为3.5t/h，则喂料量需再增加3.5t/h，直至斗提电流数值与切换前基本持平，进入正常操作模式。这样，方便可靠实现开磨风量调节控制。

所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法还包括原料磨系统窑系统停磨时风量调整方法，所述的原料磨系统窑系统停磨时风量调整方法的调整步骤为：当操作人员控制原料磨的磨辊升起时，控制部件控制窑系统风机阀门关闭到5％以下，系统风机电流低于系统风机电流标准数值，此时触发高温风机风量调整条件，如果窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值低于调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值，则控制部件控制增加高温风机转速，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值范围为止，如果窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值高于调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值，则控制部件控制降低高温风机转速，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值范围为止。

所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法还包括原料磨系统窑系统开磨时风量调整方法，所述的原料磨系统窑系统开磨时风量调整方法的调整步骤为：原料磨操作人员启动均化库顶及入库输送设备，启动原料磨辅机系统，启动循环风机，启动原料磨外循环系统，启动原料磨主电机，启动喂料系统，调整循环风机入口阀门开度，当阀门开度>50％且循环风机电流大于200a时，触发程序执行，判断高温风机出口压力及预热器出口压力变化，降低高温风机转速5rpm，如果该压力偏高，再降5rpm，直到该压力与开磨前基本持平，同时设定最低转速限制，风机转速降低时不会低于该转速，调整完毕后，进入正常操作状态。

通过回灰拉链机电流计算得出实际回灰量数值时，实际回灰量数值的计算公式为：实际回灰量数值＝10+(回灰拉链机电流数值-20)*2.5+修正系数，修正系数根据入窑斗提电流进行修正。

回灰进入入窑斗提延时数值为2s，在回灰进入入窑斗提后滞后2s后，控制部件控制入窑喂料量减少实际回灰量数值，在回灰进入入窑斗提后滞后2s后，控制部件监控斗提电流实际数值是否与原料磨系统停机前持平。

控制部件控制降低高温风机转速时，每次调整5rpm，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值范围为止；控制部件控制提高高温风机转速时，每次调整5rpm，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值范围为止。

一般水泥工厂窑喂料秤配置的是冲板流量计，流量是个参考，每个工厂都会根据入窑斗提电流的高低判断实际喂料量，1a的斗提电流大概对应3.5t/h的流量(因设备配置不同，会有差异)。因此，在本发明所述的控制方法中，修正系数＝(回灰切换前入窑斗提电流数值-回灰切换后入窑斗提电流数值)*3.5。这样，便于可靠计算。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法，针对现有技术存在的问题，通过本发明所述的控制方法的控制步骤，能够对窑系统停磨时的喂料量进行调整，从而实现自动化、智能化操作，有效降低操作员的人工干预，而通过系统自身的自动化监控，满足喂料量自动调整。这样，调整步骤简单，能够减少操作员劳动强度，增加系统调整及运行平稳性，降低操作员根据个人经验判断导致的系统操作过程中的波动，提高操作精确度，满足水泥工厂原料磨系统作业可靠性。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本发明所述的水泥工厂原料磨系统窑系统的结构示意图；

附图中标记分别为：1、系统风机；2、窑尾电收尘设备；3、增湿塔；4、链式输送机；5、循环风机；6、螺旋输送机；7、回灰拉链机；8、气动阀；9、入库斗提机；10、入窑斗提机。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1所示，本发明为一种水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法，所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法包括窑系统停磨时喂料量调整方法，所述的窑系统停磨时喂料量调整方法的调整步骤为：原料磨系统停机完毕，操作员准备停入库斗提时，操作员将库斗提气动阀关闭，库斗提气动阀向控制部件反馈信号，控制部件触发回灰入窑条件判断，通过回灰拉链机电流数值计算得出实际回灰量数值，根据回灰进入入窑斗提延时数值，在回灰进入入窑斗提后滞后设定延时数值，控制部件控制入窑喂料量减少实际回灰量数值，控制部件再监控斗提电流是否与原料磨系统停机前持平，如果斗提电流实际数值低于原料磨系统停机前，则减少修正系数，直到斗提电流实际数值与原料磨系统停机前持平；如果斗提电流实际数值高于原料磨系统停机前，则增加修正系数，直到斗提电流实际数值与原料磨系统停机前持平。针对现有技术存在的问题，通过上述调整步骤，能够有效对窑系统停磨时的喂料量进行调整，从而实现自动化、智能化操作，有效降低操作员的人工干预，而通过系统自身的自动化监控，满足喂料量自动调整。这样，调整步骤简单，能够减少操作员劳动强度，增加系统调整及运行平稳性，降低操作员根据个人经验判断导致的系统操作过程中的波动，提高操作精确度，满足水泥工厂原料磨系统作业可靠性。

本发明所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法，对现场硬件设备不需进行改造，使用dcs系统已有的信号测点进行程序处理。主要有气动阀的开关限位信号、回灰拉链机的电流信号、原料磨系统风机的运行及电流信号、原料磨系统风机入口阀门的开度信号、原料磨磨辊位置信号、高温风机出口压力信号。针对操作员手动调整及专家系统调节的过程进行梳理，本发明的控制方法总结出控制难点所在：1.开停磨时，窑系统喂料及风量自动调节时机如何判断。2.开停磨回灰入窑量多少的判断。3.开停磨窑系统风量调节幅度的判断。在对上述控制难点进行分析的基础上，本发明提出有效的应对解决方案。

所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法还包括原料磨系统窑系统开磨时喂料量调整方法，所述的原料磨系统窑系统开磨时喂料量调整方法的调整步骤为：原料磨操作人员启动均化库顶及入库输送设备，启动原料磨辅机系统，启动循环风机，启动原料磨外循环系统，启动原料磨主电机，启动喂料系统，同时调整阀门开度、研磨压力、选粉机转速及喂料量至设定状态，此时原料磨操作人员与窑操作人员沟通进行回灰切换，得到答复后，原料磨操作人员将回灰入库气动闸板打开，回灰入库，系统接收到气动阀开限位后，触发程序执行，通过回灰拉链机电流计算得出流量为xt/h，系统自动将窑喂料量增加xt/h,监控入窑斗提电流情况，斗提运行一圈时间后，如果斗提电流比切换前低ya，则说明喂料量比切换前低，根据公式计算出修正值为zt/h，则喂料量需再增加zt/h，直至斗提电流数值与切换前持平，进入正常操作模式。现有技术中的步骤操作由操作员手动完成，而本发明中实现自动操作。对于上述步骤，举例如下：系统接收到气动阀开限位后，触发程序执行，比如，通过回灰拉链机电流计算得出流量为11.5t/h，系统自动将窑喂料量增加11.5t/h,监控入窑斗提电流情况，斗提运行一圈的时间大概4m，2m后如果斗提电流比切换前低1a，则说明喂料量比切换前低，根据公式计算出修正值为3.5t/h，则喂料量需再增加3.5t/h，直至斗提电流数值与切换前基本持平，进入正常操作模式。这样，方便可靠实现开磨风量调节控制。

所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法还包括原料磨系统窑系统停磨时风量调整方法，所述的原料磨系统窑系统停磨时风量调整方法的调整步骤为：当操作人员控制原料磨的磨辊升起时，控制部件控制窑系统风机阀门关闭到5％以下，系统风机电流低于系统风机电流标准数值，此时触发高温风机风量调整条件，如果窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值低于调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值，则控制部件控制增加高温风机转速，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值范围为止，如果窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值高于调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值，则控制部件控制降低高温风机转速，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值范围为止。

所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法还包括原料磨系统窑系统开磨时风量调整方法，所述的原料磨系统窑系统开磨时风量调整方法的调整步骤为：原料磨操作人员启动均化库顶及入库输送设备，启动原料磨辅机系统，启动循环风机，启动原料磨外循环系统，启动原料磨主电机，启动喂料系统，调整循环风机入口阀门开度，当阀门开度>50％且循环风机电流大于200a时，触发程序执行，判断高温风机出口压力及预热器出口压力变化，降低高温风机转速5rpm，如果该压力偏高，再降5rpm，直到该压力与开磨前基本持平，同时设定最低转速限制，风机转速降低时不会低于该转速，调整完毕后，进入正常操作状态。

通过回灰拉链机电流计算得出实际回灰量数值时，实际回灰量数值的计算公式为：实际回灰量数值＝10+(回灰拉链机电流数值-20)*2.5+修正系数，修正系数根据入窑斗提电流进行修正。

回灰进入入窑斗提延时数值为2s，在回灰进入入窑斗提后滞后2s后，控制部件控制入窑喂料量减少实际回灰量数值，在回灰进入入窑斗提后滞后2s后，控制部件监控斗提电流实际数值是否与原料磨系统停机前持平。

控制部件控制降低高温风机转速时，每次调整5rpm，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值范围为止；控制部件控制提高高温风机转速时，每次调整5rpm，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到调整条件触发前高温风机入口压力滚动平均值数值范围为止。

一般水泥工厂窑喂料秤配置的是冲板流量计，流量是个参考，每个工厂都会根据入窑斗提电流的高低判断实际喂料量，1a的斗提电流大概对应3.5t/h的流量(因设备配置不同，会有差异)。因此，在本发明所述的控制方法中，修正系数＝(回灰切换前入窑斗提电流数值-回灰切换后入窑斗提电流数值)*3.5。这样，便于可靠计算。

喂料量调整步骤实施例，以某款原料磨系统为例：以原料磨系统停磨为例，当原料磨系统停机完毕，操作员准备停入库斗提时，会将入均化库斗提气动阀关闭，此时会触发回灰入窑条件判断，如通过回灰拉链机电流计算得出回灰量在13t/h，根据回灰进入入窑斗提大概2s的延时，则2s后将入窑喂料量减少13t/h，2m后监控斗提电流是否与切换前持平，若低，则减少修正系数；如高，则增加修正系数。

风量调整步骤实施例，以某款原料磨系统为例：以原料磨系统停磨为例，当原料磨辊升起，系统风机阀门关闭到5％以下，系统风机电流低于200a，此时会触发高温风机风量调整策略，根据该条件触发前高温风机入口压力滚动平均值，一般大概在-1800pa，如当前值为-2000pa，则需增加高温风机转速，因高温风机转速调整对系统影响较大，同时又要求系统快速响应，因此设定每步调整5rpm的限制，直到窑系统风机阀门关闭后的高温风机入口压力实际数值达到目标值-1800pa左右，按原设定的o2含量目标进行速度控制。

本发明所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法，开停磨窑系统喂料调节时机的判断，根据入均化库斗提气动阀的开关限位加上物料输送的延时时间进行判断；窑系统风量调节时机的判断，根据原料磨系统风机电流及入口挡板开度，结合原料磨辊位置进行综合判断。开停磨回灰量的计算，根据回灰拉链机电流计算，设定区间，增加修正系数进行校正，计算出回灰量，同时结合切换前入窑斗提电流值进行综合控制。例如，正常运转电流低值为20a，正常运转电流高值为22a，经结合窑喂料量及入窑斗提电流历史数据分析，回灰量在10-15t/h之间，因此回灰拉链机1a电流对应2.5t/h的回灰，故回灰量＝10+(回灰拉链机当前电流值-20)*2.5+修正系数。修正系数根据入窑斗提电流进行修正。窑系统风量调整幅度的计算，根据高温风机出口压力滚动平均值，以此为目标值，结合预热器出口o2含量判断窑系统风量调节幅度，控制高温风机转速，确保高温风机出口压力稳定，减少窑系统工况波动，从而有效提高窑系统的智能化控制。

本发明所述的水泥工厂原料磨系统窑系统控制方法，针对现有技术存在的问题，通过本发明所述的控制方法的控制步骤，能够对窑系统停磨时的喂料量进行调整，从而实现自动化、智能化操作，有效降低操作员的人工干预，而通过系统自身的自动化监控，满足喂料量自动调整。这样，调整步骤简单，能够减少操作员劳动强度，增加系统调整及运行平稳性，降低操作员根据个人经验判断导致的系统操作过程中的波动，提高操作精确度，满足水泥工厂原料磨系统作业可靠性。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。