[发明专利]回转窑及其烟气管网非对称特性动态控制方法

说明书

本发明回转窑及其烟气管网非对称特性动态控制方法属于回转窑控制技术，研发了回转窑外部空气进入量计算数学模型和空气过剩系数计算数学模型，通过烟气分析检测的氩含量来计算回转窑外部空气的进入量，然后根据外部空气进入量设定值与外部空气进入量计算值之差，对窑尾排风机入口阀开度进行调节，使回转窑外部空气进入量始终控制在设定值范围内；根据烟气分析检测的氧含量和一氧化碳含量对二次风机风量、三次风机风量和一次风机风量进行调节，来控制回转窑空气过剩系数，使回转窑空气过剩系数始终控制在设定值范围内；获得了提高燃烧效率、提高排风机节能量、减少NOx污染排放量、提高生产作业率的节能减排效果。

技术领域

本发明属于回转窑控制技术，具体是回转窑的外部空气进入量控制技术和空气过剩系数控制技术，不涉及回转窑的辅助系统；本发明不涉及控制系统、控制设备及仪器仪表的选型。

背景技术

回转窑是应用范围相当广泛的炉窑之一，遍布了冶金、水泥、石化、建材等行业，是耗能大户，同时也是重要的大气污染源，产生大量的二氧化碳、氮氧化物、粉尘等等。

现有技术对空气过剩系数的控制策略是根据检测尾气氧含量与经验获得的氧含量设定值之差，来调节二次风机风量。但由于经验获得的氧含量与回转窑实际运行情况不一致，通常收不到预想效果，甚至造成系统波动较大，故实际上多数系统都是采用手动控制空气过剩系数的方式，按照空气过剩系数经验曲线或空气过剩系数限值进行调节；现有技术在回转窑控制中应用了多种现代控制技术，如人工神经元网络、模糊控制、支持向量机等，目前智能算法已广泛应用于回转窑中，虽然如此，由于现有技术从根本上缺失炉窑及其烟气管网运行特性的基础理论支持，所以实际上现已应用的现代技术并没有实现对空气过剩系数的动态控制，严格地说，现有技术还没有涉及空气过剩系数的动态自动控制。

由于缺失对回转窑空气过剩系数以及回转窑外部空气进入量进行调节的控制技术，现有技术从根本上适应不了回转窑深度节能减排的需求，理论研究和应用技术亟待有所突破。

涉及回转窑空气过剩系数以及回转窑外部空气进入量控制技术的回转窑及其烟气管网非对称特性动态控制方法还未见到公开发表的出版物、文献或资料。

发明内容

本发明的目的是根据回转窑运行工况的特点，寻求突破制约现有技术的技术瓶颈，研究开发与回转窑运行工况相适应的回转窑及其烟气管网非对称特性动态控制方法，以实现回转窑深度节能减排的效果。

本发明的要点是研究现有技术存在的问题，突破现有技术的基础和框架，根据回转窑运行工况特点及回转窑烟气管网的物理特性，创新性地确立了回转窑非对称系统理论，研发了回转窑外部空气进入量计算数学模型和回转窑空气过剩系数计算数学模型，研发了基于回转窑非对称系统理论的回转窑外部空气进入量及回转窑空气过剩系数的动态控制方法，通过烟气分析检测的氩含量来计算回转窑外部空气的进入量，然后根据回转窑外部空气进入量设定值与回转窑外部空气进入量计算值之差，对窑尾排风机入口阀开度进行调节，构成了回转窑外部空气进入量闭环动态调节系统，使回转窑外部空气进入量始终控制在设定值范围内；根据烟气分析检测的氧含量和一氧化碳含量对二次风机风量、三次风机风量和一次风机风量进行调节，来控制回转窑空气过剩系数，构成了回转窑空气过剩系数闭环动态调节系统，使回转窑空气过剩系数始终控制在设定值范围内；外部空气进入量和空气过剩系数的有效控制获得了提高回转窑燃烧效率、减少生成烟气总量、提高窑尾排风机节能量、减少NOx污染排放量、实现回转窑全自动控制、减轻操作者劳动强度，提高生产作业率的多重节能减排效果，获得了节能减排、增产保质的多重效益。

附图说明