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)能減排號召，該公司在集團公司統(tǒng)一組織、安排下，不斷進行生產(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)的改造項目。該項目的成功實施，不僅創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，也使該企業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級、打造智能化水泥廠的步伐走在了行業(yè)前列。

  圖1 現(xiàn)場設(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、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)上的高級應(yīng)用軟件包。系統(tǒng)針對水泥生產(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)對燒成系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，進行多變量協(xié)調(diào)控制，以頻繁而精準(zhǔn)的自動控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作，實現(xiàn)窯系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自動、優(yōu)化控制。在穩(wěn)定窯況，提高熟料質(zhì)量的同時，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，同時溫度的穩(wěn)定對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，因此對分解反應(yīng)的控制主要表現(xiàn)在對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幅度大等問題。而EOC系統(tǒng)針對分解爐溫度非線性、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，將分解爐溫度實現(xiàn)在理想范圍內(nèi)穩(wěn)定波動，從而保證生料分解率。并且系統(tǒng)實時響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)及時、精準(zhǔn)，在提高熟料產(chǎn)量、質(zhì)量的同時，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，實現(xiàn)產(chǎn)能最大化。

  圖2  分解爐手動控制效果  圖3  分解爐自動控制效果

  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。篦冷機的作用是將高溫熟料冷卻并回收熱量以降低煤耗，而對篦冷機控制的關(guān)鍵是使料層厚度分布均勻，由于篦冷機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移動速度將篦壓穩(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。該過程是一個非線性的多變量過程，多個篦壓與多個篦速相互關(guān)聯(lián)，而且與二次游離氧化鈣的波動有關(guān)。針對篦冷機的控制特點，EOC系統(tǒng)采用預(yù)測控制技術(shù)與專家控制技術(shù)相結(jié)合的方式，通過先進控制算法的優(yōu)化計算，對篦速實現(xiàn)自動、精確調(diào)節(jié)，以使篦下壓力穩(wěn)定波動。

  圖4  篦冷機篦下壓力手動控制 圖5  篦冷機篦下壓力自動控制

  EOC專家優(yōu)化輔助操窯系統(tǒng)將智能控制技術(shù)運用于大滯后、時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度；同時，該輔助系統(tǒng)的使用，操作人員可以通過人機配合更加全面的完成實時操作、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，最終實現(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。