桐廬紅獅水泥節(jié)能增效又添新“武器”

  日前，記者從浙江桐廬紅獅水泥公司了解到，近年來，為積極響應(yīng)國家節(jié)能減排號(hào)召，該公司在集團(tuán)公司統(tǒng)一組織、安排下，不斷進(jìn)行生產(chǎn)線節(jié)能、環(huán)保技術(shù)改造。近期，公司依托現(xiàn)代信息技術(shù)，又成功完成了熟料生產(chǎn)線EOC智能專家優(yōu)化輔助操窯系統(tǒng)的改造項(xiàng)目。該項(xiàng)目的成功實(shí)施，不僅創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也使該企業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級(jí)、打造智能化水泥廠的步伐走在了行業(yè)前列。

  圖1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備區(qū)

  桐廬紅獅EOC智能專家優(yōu)化輔助操窯系統(tǒng)是由南京中泓信息技術(shù)有限公司技術(shù)人員在充分調(diào)研桐廬紅獅生產(chǎn)線工藝特點(diǎn)、設(shè)備現(xiàn)狀后，定制開發(fā)的一套基于現(xiàn)有中控DCS基礎(chǔ)上的高級(jí)應(yīng)用軟件包。系統(tǒng)針對(duì)水泥生產(chǎn)中能耗最高、污染最嚴(yán)重的燒成環(huán)節(jié)，通過智能控制技術(shù)對(duì)燒成系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，進(jìn)行多變量協(xié)調(diào)控制，以頻繁而精準(zhǔn)的自動(dòng)控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作，實(shí)現(xiàn)窯系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自動(dòng)、優(yōu)化控制。在穩(wěn)定窯況，提高熟料質(zhì)量的同時(shí)，也節(jié)約了能源的消耗，為企業(yè)的節(jié)能增效提供了有利的保障。

  作為燒成反應(yīng)前最重要的環(huán)節(jié)，生料預(yù)分解一直為窯操所重視。由于生料高溫分解反應(yīng)主要發(fā)生在分解爐內(nèi)，碳酸鈣的分解率也間接反映在分解爐溫度上，同時(shí)溫度的穩(wěn)定對(duì)分解爐的操作很重要，它不僅有助于下游窯的操作，而且可以有效地減少游離氧化鈣的波動(dòng)，因此對(duì)分解反應(yīng)的控制主要表現(xiàn)在對(duì)分解爐溫度的控制上。但是，目前中國絕大多數(shù)的水泥廠都是手動(dòng)控制該溫度，由于受到煤質(zhì)、喂煤量、喂料量、三次風(fēng)溫、煤秤波動(dòng)等多方面因素影響，即使操作人員頻繁調(diào)整喂煤量，也無法很好地解決該溫度波動(dòng)幅度大等問題。而EOC系統(tǒng)針對(duì)分解爐溫度非線性、滯后性等問題，提供了有效的解決方案。將模糊控制、自適應(yīng)控制與專家控制相結(jié)合，將分解爐溫度實(shí)現(xiàn)在理想范圍內(nèi)穩(wěn)定波動(dòng)，從而保證生料分解率。并且系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)及時(shí)、精準(zhǔn)，在提高熟料產(chǎn)量、質(zhì)量的同時(shí)，也減少了煤粉的消耗和熱量損失，使單位熟料的能耗降到最低，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最大化。

  圖2  分解爐手動(dòng)控制效果  圖3  分解爐自動(dòng)控制效果

  與分解爐一樣，燒成系統(tǒng)中另一關(guān)鍵環(huán)節(jié)是窯頭篦冷機(jī)。篦冷機(jī)的作用是將高溫熟料冷卻并回收熱量以降低煤耗，而對(duì)篦冷機(jī)控制的關(guān)鍵是使料層厚度分布均勻，由于篦冷機(jī)篦下壓力一定程度上表征了料層厚度，因此將熟料厚度分布控制均勻就是通過控制篦冷機(jī)移動(dòng)速度將篦壓穩(wěn)定在理想范圍內(nèi)，這也有助于提高二次風(fēng)溫和三次風(fēng)溫的穩(wěn)定性。該過程是一個(gè)非線性的多變量過程，多個(gè)篦壓與多個(gè)篦速相互關(guān)聯(lián)，而且與二次游離氧化鈣的波動(dòng)有關(guān)。針對(duì)篦冷機(jī)的控制特點(diǎn)，EOC系統(tǒng)采用預(yù)測(cè)控制技術(shù)與專家控制技術(shù)相結(jié)合的方式，通過先進(jìn)控制算法的優(yōu)化計(jì)算，對(duì)篦速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、精確調(diào)節(jié)，以使篦下壓力穩(wěn)定波動(dòng)。

  圖4  篦冷機(jī)篦下壓力手動(dòng)控制 圖5  篦冷機(jī)篦下壓力自動(dòng)控制

  EOC專家優(yōu)化輔助操窯系統(tǒng)將智能控制技術(shù)運(yùn)用于大滯后、時(shí)變性和非線性的水泥生產(chǎn)過程中，改變了窯系統(tǒng)長期處于人工控制的狀態(tài)，降低了窯操的工作難度和強(qiáng)度；同時(shí)，該輔助系統(tǒng)的使用，操作人員可以通過人機(jī)配合更加全面的完成實(shí)時(shí)操作、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線窯況穩(wěn)定、改善品質(zhì)、提產(chǎn)增效、節(jié)能降耗的目的。