一种水泥熟料线烧成系统在线智能化热工标定的方法与流程

本发明涉及水泥熟料生产领域，特别涉及一种水泥熟料线烧成系统在线智能化热工标定的方法。
背景技术：
：水泥熟料生产线运行操作的优化控制对降低生产线的能耗及产量、质量指标起着至关重要的作用，而熟料生产线操作参数的调节依据来自于对工况的判断，判断依据分为中控dcs数据、热工标定数据及运行指标控制值。(1)dcs显示数据的特点：现代水泥工业干法预分解工艺技术生产中温度、压力、气体组分、风机转速、电流等关键参数基本在中控dcs可以直接读取，中控操作员可以以此作为判断运行是否正常的方向标。但是，由于中控dcs数据显示的局限性、分散性，中控操作员只能参考中控显示的在线监测参数进行分析和调节，不能从物料平衡和热量平衡角度系统地分析影响热耗的因素。中控dcs数据的优优点具有：具有适时性，便于操作员及时发现系统存在问题。而其缺点为中控dcs数据显示具有局限性，数据是分散的、不系统，不能从物料平衡和热平衡角度系统地分析影响热耗的因素。(2)人工便携式热工标定技术的特点：热工标定技术是从物料和热平衡角度进行热态测量和分析，可通过人工使用便携式热工检测设备对熟料生产线运行参数进行全面的检测，并通过平衡计算与分析，帮助查找存在问题，为进一步优化经济指标提供理论支持。通过人工开展热工标定，可对生产线的关键指标--热耗的影响因素进行系统的重点分析，为生产线的降本增效提供帮助。人工便携式热工标定技术的具有全面性、系统性、能从物料平衡和热平衡角度系统的分析影响热耗的因素。但其缺点也很明显：便携式的检测标定具有时间的滞后性，不能让操作实时地进行参数优化调整。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水泥熟料线烧成系统在线智能化热工标定的方法，用于指导操作员对生产线的运行操作参数进行调整优化。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种水泥熟料线烧成系统在线智能化热工标定的方法，通过在线检测设备实时测定烧成系统的温度、压力、风量、气体组份等数据，根据烧成系统热平衡原理进行实时分析、评价、量化烧成系统各项技术指标，并与提供的建议控制值进行比较，然后将量化的各技术指标与建议控制值显示在中控操作界面上，以指导操作员实时调整操作运行参数。通过在线智能化标定烧成系统各测量点的温度、压力、风量、粉尘、气体组分等关键数据，建立烧成系统物料平衡和热平衡的数学模型，编辑计算机语言、形成编程文件将烧成系统自变量参数及数学计算模型公式等植入dcs操作系统中，中控操作界面实时显示烧成系统各关键点的参数变化。确定各测量点以及各测量点对应的测量参数、计算参数，然后将获取的各测量点的参数数据送入到dcs系统中，dcs系统根据各测量点的参数数据计算出对应的计算参数，根据烧成系统各测量点的测量参数、计算参数结合热平衡原理形成热量收支平衡图，实时显示各测量参数、计算参数、收支平衡图以及预设的烧成系统各参数的最佳控制范围。各测量点包括c1汇总管道测量点、分解炉净风测量点、分解炉喂煤测量点、c5下料管测量点、入窑投料测量点、水分蒸发热测量点、分解炉出口测量点、回转窑筒体测量点、熟料形成热测量点、窑尾烟室测量点、三次风管测量点、二次风管测量点、出窑熟料测量点、入窑净风测量点、窑头喂煤测量点、篦冷机总风量测量点、出篦冷机未燃尽碳、煤磨取风管带走热焓测量点、aqc锅炉取风管带走热焓测量点、余风取风管带走热焓测量点、出篦冷机熟料带走热焓测量点、出篦冷机飞灰带走显热测量点。各测量点对应的参数为，c1汇总管道测量点：工况风量、温度、压力、粉尘量、o2含量、co含量、氮氧化物含量、标况风量、单位熟料标况风量；分解炉净风测量点：工况风量、温度、压力、hz数/转速、标况风量；分解炉喂煤测量点：分解炉喂煤量、工况风量、温度、送煤风机压力、标况风量、煤粉空干基热值；c5下料管测量点：温度、入窑分解率；入窑投料测量点：生料投料量、物料温度；水分蒸发热测量点：生料水分、氧化铝含量；分解炉出口测量点：o2含量、co含量、nox含量；回转窑筒体测量点：窑筒体平均温度、表面积；熟料形成热测量点：熟料形成热、熟料化学组分；窑尾烟室测量点：温度、o2含量、co含量、氮氧化物含量、烟室过剩空气系数；三次风管测量点：工况风量、温度、压力、标况风量；二次风管测量点：工况风量、温度、压力、标况风量出窑熟料测量点：温度、出窑熟料；入窑净风测量点：工况风量、压力、hz数或转速、标况风量窑头喂煤测量点：窑喂煤量、工况风量、温度、送煤风机压力、标况风量、煤粉空干基热值；篦冷机总风量测量点：工况风量、温度、压力、标况风量；出篦冷机未燃尽碳：未燃尽碳；煤磨取风管带走热焓测量点：工况风量、温度、压力、标况风量；aqc锅炉取风管带走热焓测量点：工况风量、温度、压力、标况风量；余风取风管带走热焓测量点：工况风量、温度、压力、标况风量；出篦冷机熟料带走热焓测量点：熟料产量、温度；出篦冷机飞灰带走显热测量点：粉尘、温度。各测量点的参数通过在线标定设备获得、实验室测量标定获得和或根据《gbt26281-2010水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》提供的方法进行数学公式的编辑和平衡计算，其计算通过dcs系统实现，从而形成烧成系统的收支平衡表。本发明的优点在于：通过在线检测设备实时测定烧成系统的温度、压力、风量、气体组份等数据，根据烧成系统热平衡原理进行分析、评价、量化烧成系统各技术指标，同时给出各参数建议控制值，在建议控制值的指导下实时调整生产操作运行参数，可将整个烧成系统运行在最佳的工艺状况下，以达到最经济的运行效果，提高工厂总体效益。本发明应用于水泥熟料生产线烧成系统的在线智能化的标定和检测，通过dcs技术、热工标定技术、物料平衡和热平衡原理融合，具有时效性、全面性、科学性和针对性，为中控室操作员的数字化指导提供方向。附图说明下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为本发明在线智能化热工标定的方法原理图；图2为本发明各测量点及热量收支平衡图。具体实施方式下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。本发明将dcs技术和热工标定技术融合一起，形成在线智能化热工标定的思想。通过在线智能化标定烧成系统各测量点的温度、压力、风量、粉尘、气体组分等关键数据，建立烧成系统物料平衡和热平衡的数学模型，编辑计算机语言、形成编程文件将烧成系统自变量参数及数学计算模型公式等植入dcs操作系统中，中控操作界面实时显示烧成系统各关键点的参数变化，便于操作人员实时跟踪、量化评价烧成系统各参数的运行值是否在指标控制范围内，并实时地调整生产操作，最终达到节能降耗、提高产质量的目的。一种水泥熟料线烧成系统在线智能化热工标定的方法，针对目前dcs显示数据的局限性和人工便携式热工标定技术数据处理的滞后性等问题，发明一种在线智能化标定的方法，该方法具有全面性、适时性、针对性等技术特点。主要技术方案如下：(1)建立水泥熟料线在线智能化热工标定技术方案1)首先，初步建立在线智能化热工标定数学计算模型，分析数学模型中难以采集的自变量参数(如大型风管风量的采集)，寻找最佳的在线大风管风量测量设备。如图1中，在线标定检测设备内置文丘里管原理和经典差压测量原理，用于测量风量、粉尘、气体等参数，根据实际的测量需求，预先要在各安装点进行测试，根据安装点参数获取中较难测量的数据，调节安装点试运行，从而寻找出最佳的测量点安装在线标定设备，从而更好的在线检测相关参数数据。2)其次，建立数学模型和在线智能化烧成系统收支平衡图，提取数学公式，编辑计算机语言，形成程序文件，植入到dcs操作系统。根据烧成系统的热平衡原理的计算方式编辑数学公式，用于计算相关参数，并将计算公式植入dcs中，用于实时计算。其中包括可以通过实时在线采集的参数、以及通过实验室标定的参数(或经验参数，可定期修正)、根据计算公式计算的参数，根据在线监测、获取等参数完善热量收支平衡图(由热平衡原理得到)，根据计算的公式计算出需要计算得参数、根据在线设备实时采集的参数。3)再者，通过预先的归纳总结，制定熟料线烧成系统运行参数的最佳控制值范围(判断实际运行值是否偏离建议控制值)，以便操作员根据实际运行工况调整生产操作，该最佳控制值预先设置在dcs系统中。4)最终，dcs操作界面显示在线智能化热工标定的实际运行参数及参数的最佳控制范围，实时指导中控操作员对生产线的优化调整，使实际运行参数控制在最佳范围内，指导生产、节能降耗。通过dcs进行显示各参数，显示的数据包括：烧成系统的收支平衡图、各测量点温度+压力+风量、气体组分+粉尘浓度+c1旋风筒收尘效率、各旋风筒换热效率(温差)+各旋风管筒阻力(压差)、运行参数控制范围等，根据显示的实际参数以及对应的控制范围，来指导生产，方便调控。建立数学计算模型及热量平衡图：图2为水泥熟料线在线智能化热工标定烧成系统热量收支平衡图，图中各测点参数是形成烧成系统热平衡(q支出＝q收入)的基础数据，也是分析系统各个点的参数是否为最佳运行值的判断依据，以上参数的具体来源(获得方法)说明如下：测点1：c1汇总管道(带出热量)备注：预热器出口粉尘浓度d可使用便携式设备现场标定，计算出粉尘浓度，作为输入条件直接输入，可根据工况需要定期修正。测点2：分解炉净风(带入热量)测点3：分解炉喂煤(带入热量)测点4：c5下料管(入窑表观分解率)项目参数获得方法t＝温度实时检测x＝入窑分解率化验室检测输入测点5：入窑投料测点6：分解炉出口项目参数获得方法o2＝o2含量实时检测co＝co含量实时检测nox＝nox含量实时检测测点7：回转窑筒体测点8：熟料形成热项目参数获得方法qsh熟料形成热计算值--熟料化学组分(化验室提供)测点9：窑尾烟室测点10：三次风管测点11：二次风管测点12：出窑熟料测点13：入窑净风测点14：窑头喂煤(带入热量)测点15：篦冷机总风量测点16：出篦冷机未燃尽碳测点17：煤磨取风管带走热焓测点18：aqc取风管带走热焓测点19：余风取风管带走热焓测点20：出篦冷机熟料带走热焓测点21：出篦冷机飞灰带走显热通过以上数据分析，自变量关键参数基本都可以通过在线标定设备获得，部分参数为经验数据(可定期修正)，对自变量参数根据《gbt26281-2010水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》提供的方法进行数学公式的编辑和平衡计算，最终可形成烧成系统收支平衡表(q支出＝q收入)，具体如下表1所示。表1.烧成系统收支平衡表建立运行参数最佳控制范围：按照以上思路建立烧成系统热平衡后，烧成系统的主要运行参数已系统全面地显示在中控操作界面上，可指导操作员进行优化操作。对各主要运行参数的最佳控制范围可事先植入到dcs显示系统中，便于操作员观察对比和操作优化。具体控制参数指标如下(可根据实际情况调整)：下表给出的实际参数和控制参数的示意表图：5000t/d熟料线dcs热工数据主要控制指标表预热器旋风筒换热效率控制指标表预热器旋风筒阻力控制指标指导生产，节能降耗：最终的dcs操作界面显示在线智能化热工标定的实际运行参数及参数的最佳控制范围，可以实时指导中控操作员对生产线的运行操作参数进行优化调整，使实际运行参数控制在最佳范围内，以达到最佳经济运行效果和节能降耗目的。实施效果：通过在线检测设备实时测定烧成系统的温度、压力、风量、气体组份等数据，根据烧成系统热平衡原理进行分析、评价、量化烧成系统各技术指标，在建议控制值的指导下实时调整生产操作运行参数，可将整个烧成系统运行在最佳的工艺状况下，以达到最经济的运行效果，提高工厂总体效益。显然本发明具体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非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。当前第1页12