[发明专利]水泥在线模拟系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泥生产技术领域，尤其涉及一种水泥在线模拟系统及其实现方法。

背景技术

水泥的生产通常是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。

如图1所示，水泥的生产，一般可分生料制备、熟料烧成和水泥制成三个工序，其中，生料制备分为干法和湿法两种，干法一般采用闭路操作系统，即原料经磨机磨细后，进入选粉机分选，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺。干法的生料制备具体可包括石灰石破碎及输送、联合预均化堆场、原料调配及原料粉磨、生料入窑和废气处理等流程。熟料烧成的设备主要有立窑和回转窑两类，立窑适用于生产规模较小的工厂，大、中型厂通常采用回转窑。窑筒体卧置(略带斜度，约为3％)，并能作回转运动的称为回转窑。采用回转窑的熟料烧成具体可包括煤粉制备、窑尾预热分解、回转窑煅烧和窑头熟料冷却等流程。水泥制成工序通常采用圈流粉磨工艺(即闭路操作系统)，可包括破碎机熟料配料、水泥磨和水泥出库及包装等流程。

针对上述每个生产工序来说，均涉及到多种设备，比如，仅石灰石破碎及输送的工序中就涉及到重型板式喂料机，单段锤式破碎机、收尘器、排风机、离心通风机、电机、收尘器储气罐、皮带机、脉冲单机带收尘器、圆堆场堆取料机等等。每种设备均涉及到各种参数和指标。

由于大型水泥生产线系统庞大，设备众多，操作运行复杂，控制也相对复杂，发生故障的潜在因素多。而且一旦出现故障，甚至会导致设备损坏，无论故障大小，都会间接或直接给水泥厂带来经济损失。

发明内容

本发明针对现有技术的大型水泥生产线系统庞大，设备众多，操作运行复杂的问题，提出一种水泥在线模拟系统及其实现方法，对水泥厂的运行控制和在线安全监视提供数据支持，提高水泥厂设备运行的机理分析能力。

为了解决上述问题，本发明提供一种水泥在线模拟系统，包括：数据采集模块、数据校验模块、数据库、设备状态推算模块、在线自学习模块和模拟模块，其中，数据采集模块与数据校验模块相连，设备状态推算模块和在线自学习模块分别与数据校验模块和模拟模块相连，数据库分别与数据校验模块、设备状态推算模块和模拟模块相连；

所述数据采集模块用于实时采集水泥生产中各个生产设备的当前运行参数，并发送至所述数据校验模块；

所述数据校验模块用于按照数据库中设定的运行参数的范围，对数据采集模块采集到的当前运行参数进行检验，将合格的当前运行参数发送至数据库、设备状态推算模块和在线自学习模块；

所述设备状态推算模块用于将当前运行参数与数据库中设备运行参数的范围进行比对，确定当前各个设备的运行状态，将当前各个设备的运行状态和当前运行参数发送至模拟模块；

所述在线自学习模块用于根据当前运行参数，对水泥生产的各个数学模型的系数进行修正，并将修正后的数学模型发送至模拟模块；

所述模拟模块包括在线同步仿真子模块，所述在线同步仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行同步仿真计算；

所述数据库用于存储各个生产设备的历史运行参数和当前运行参数、运行参数的范围以及运行参数与设备状态的对应关系。

优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点：

所述数据校验模块进一步用于，若在检验过程中判断当前运行参数不合格，则用数据库中仿真分析得到值或历史仿真分析得到的值替代不合格的当前运行参数。

优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点：

所述数据校验模块进一步用于，若在检验过程中判断当前运行参数不合格，则报警并显示不合格的当前运行参数及其替代值。

优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点：

所述模拟模块还包括离线分析仿真子模块，所述离线分析仿真子模块用于根据输入的离线运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行仿真计算。

优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点：

所述模拟模块还包括在线预测仿真子模块，所述在线预测仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型，对水泥生产进行超实时仿真计算。

优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点：

所述超实时仿真计算是指：仿真计算水泥生产从当前时刻到当前时刻+ΔT的运行状态，其中ΔT为15分钟～1个小时。

为了解决上述问题，本发明提供一种水泥在线模拟系统的实现方法，包括：