基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法，采集一段時間窗內(nèi)篦冷機傳動液壓信號的最大值，來表征篦冷機料層厚度。本發(fā)明的基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法將篦冷機液壓作為被控變量和控制系統(tǒng)結(jié)合起來后，可以實現(xiàn)對篦冷機篦速的自動調(diào)節(jié)，并大幅提高料層厚度的穩(wěn)定性。進一步地，料層厚度穩(wěn)定性的提高，可以穩(wěn)定并提高篦冷機熱回收效率，得到可觀的經(jīng)濟效益。
【專利說明】基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水泥工業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]水泥篦式冷卻機是水泥生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備之一，其主要功能是對窯內(nèi)煅燒后的高溫熟料進行冷卻、輸送；同時為回轉(zhuǎn)窯及分解爐等提供熱空氣，是水泥生產(chǎn)線熱回收的主要設(shè)備。
[0003]篦式冷卻機是空氣驟冷式冷卻機，其工藝流程圖如圖1所示。熱熟料從窯口卸落到篤床上，在往復(fù)推動的篤板推送下，沿篤床全床分布開，形成一定厚度的熟料層，鼓入的冷卻風(fēng)從篦床下方吹入，滲透擴散，垂直地穿過在篦床上移動的熟料使其驟冷，風(fēng)和熟料充分換熱，如圖1所示。沿熟料運動方向，按溫度不同，分為高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)。高溫區(qū)換熱后出來的風(fēng)溫度最高，分為二次風(fēng)、三次風(fēng)，分別進入回轉(zhuǎn)窯和分解爐；中溫區(qū)換熱后出來的風(fēng)溫度次之，稱為余熱回收風(fēng)，進入煤磨和余熱發(fā)電等裝置；低溫區(qū)換熱后出來的風(fēng)溫度很低，作為窯頭廢氣抽出。換完熱后的熟料經(jīng)過熟料破碎機破碎后，通過斜拉鏈輸送到熟料庫中。
[0004]篦冷機的熱量回收效率是其最重要的工藝指標。篦冷機上熱量的回收效率與料層厚度有關(guān)系，保持料層厚度的均勻非常重要。料層太薄，則冷卻風(fēng)通過料層的時間偏短，換熱效率不高；料層太厚，會影響料床的透氣性，進而出現(xiàn)局部噴發(fā)狀的吹透，使冷風(fēng)都從噴發(fā)吹透的位置吹走，換熱效率也會下降。因此，篦冷機的控制，最重要的是要提高篦冷機的料層厚度的穩(wěn)定性，使之處于盡量厚而又不至于出現(xiàn)噴發(fā)吹透的范圍內(nèi)。
[0005]因此，料層厚度對篦冷機的優(yōu)化控制非常重要。料層厚度的表征分為直接法和間接法兩大類。
[0006]根據(jù)文獻報導(dǎo)，可以用基于雷達或者紅外的方法來直接測量篦層厚度。但這些技術(shù)尚不成熟，實際應(yīng)用效果都不理想，沒有進一步推廣。
[0007]因此，在工廠實際操作中，都是以間接法為主。其中最主流的方法是測量篦床下方風(fēng)室的壓力(簡稱篦下壓力)。風(fēng)機的出口壓力一般都是固定的，但在風(fēng)通過篦床時，熟料料層的厚度會造成風(fēng)阻的不同，進而使篦下壓力不同。在熟料顆粒均勻，鼓風(fēng)量不變的條件下，篦下壓力和料層厚度成正比。因此，依據(jù)篦下壓力的變化，可以大致判斷出料層厚度的變化。
[0008]但當(dāng)窯況不正常時，熟料顆粒粒度會發(fā)生變化，進而影響料層的通風(fēng)阻力，使篦下壓力不能準確反映床層厚度。這是篦下壓力表征法所固有的缺陷。在文獻中，有眾多的研究試圖解決此問題，提出以篦下壓力結(jié)合一室風(fēng)機電流、或篦冷機主機電流，來綜合表征料層厚度的方法，但均停留在實驗研究階段，尚難進行推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用篦冷機傳動液壓信號和料層厚度的相關(guān)性，本發(fā)明提出了一種新的篤冷機料層厚度表征方法。其具體技術(shù)方案如下:一種基于篤冷機液壓的料層厚度表征方法，米集一段時間窗內(nèi)篤冷機傳動液壓信號的最大值，來表征篤冷機料層厚度。
[0010]進一步的，所述時間窗寬度在10-50秒之間。
[0011]進一步的，采用固定時間窗的方法來采集篦冷機傳動液壓信號的最大值。
[0012]進一步的，采用移動時間窗的方法來采集篦冷機傳動液壓信號的最大值。
[0013]進一步的，采集篦冷機傳動液壓信號的平均值來代替最大值。
[0014]進一步的，一段篦冷機液壓信號可以作為被控變量，應(yīng)用于PID控制、專家控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)、模型預(yù)測控制系統(tǒng)等各類控制系統(tǒng)中。
[0015]進一步的，采用篦冷機液壓和篦下壓力綜合表征料層厚度。
[0016]進一步的，在模型預(yù)測控制系統(tǒng)中，將一段、二段、三段篦冷機液壓信號作為被控變量，一段、二段、三段篦冷機篦速作為操縱變量，實現(xiàn)對一段、二段、三段篦冷機篦速的協(xié)同調(diào)節(jié)，同時提高一段、二段、三段篦冷機料層厚度的穩(wěn)定性。
[0017]本發(fā)明的基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法將篦冷機液壓作為被控變量和控
制系統(tǒng)結(jié)合起來后，可以實現(xiàn)對篦冷機篦速的自動調(diào)節(jié)，并大幅提高料層厚度的穩(wěn)定性。進
一步地，料層厚度穩(wěn)定性的提高，可以穩(wěn)定并提高篦冷機熱回收效率，得到可觀的經(jīng)濟效 Mo
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是篦冷機工藝流程示意圖；
圖2是篦冷機熱交換示意圖；
圖3是篦冷機傳統(tǒng)液壓測量信號示意圖；
圖4篦冷機傳動構(gòu)件推動熟料前進的示意圖；
圖5移動時間窗示意圖；
圖6固定時間窗示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖進一步對本
【發(fā)明內(nèi)容】
進行闡述。
[0020]篦冷機的熟料料層是靠篦床上傳動構(gòu)件(如活動篦板、十字棒等)的往復(fù)運動來往前推進的。傳動構(gòu)件是靠液壓來驅(qū)動，由于傳動構(gòu)件不停在做往復(fù)運動，每個往復(fù)周期僅3~6s ;對應(yīng)地，篦冷機傳動液壓的測量信號也是往復(fù)的，從波峰到波谷的周期和傳動構(gòu)件的往復(fù)周期相同，如圖3所示。
[0021]從操作員的日常操作上來講，這種快頻率的往復(fù)信號給他們的觀察帶來了很大的難度。操作員并不能很好的確定信號的變化情況與趨勢，在一定程度上，反而認為這種信號是雜亂無章的。因此，篦冷機傳動液壓這一信號并沒有得到充分的重視。
[0022]但實際上，篦冷機傳動構(gòu)件推動熟料前進的過程，在某種意義上來講，可以理解為一種特殊的稱重過程。圖4是這一過程的示意圖，傳動構(gòu)件給熟料施加一個力F，使熟料向前移動距離S。傳動構(gòu)件做往復(fù)運行的行程是確定的，因此熟料的移動距離S也是確定的，而熟料的摩擦系數(shù)μ也是確定的。因此傳動構(gòu)件使施加的力F，也就和熟料的重量w成正t匕，如下式所示，
【權(quán)利要求】
1.一種基于篤冷機液壓的料層厚度表征方法，其特征在于:米集一段時間窗內(nèi)篤冷機傳動液壓信號的最大值，來表征篦冷機料層厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法，其特征在于:所述時間窗寬度在10-50秒之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法，其特征在于:采用固定時間窗的方法來采集篦冷機傳動液壓信號的最大值。
4.如權(quán)利要求1或2所述的基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法，其特征在于:采用移動時間窗的方法來采集篦冷機傳動液壓信號的最大值。
5.如權(quán)利要求1所述的基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法，其特征在于:采集篦冷機傳動液壓信號的平均值來代替最大值。
6.如權(quán)利要求1所述的基于篤冷機液壓的料層厚度表征方法，其特征在于:一段篤冷機液壓信號可以作為被控變量，應(yīng)用于PID控制、專家控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)、模型預(yù)測控制系統(tǒng)等各類控制系統(tǒng)中。
7.如權(quán)利要求1所述的基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法，其特征在于:采用篦冷機液壓和篦下壓力綜合表征料層厚度。
8.如權(quán)利要求6所述的基于篦冷機液壓的料層厚度表征方法，其特征在于:在模型預(yù)測控制系統(tǒng)中，將一段、二段、三段篦冷機液壓信號作為被控變量，一段、二段、三段篦冷機篦速作為操縱變量，實現(xiàn)對一段、二段、三段篦冷機篦速的協(xié)同調(diào)節(jié)，同時提高一段、二段、三段篦冷機料層厚度的穩(wěn)定性。
【文檔編號】F27D19/00GK103808160SQ201410037194
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】歐丹林, 袁亦斌 申請人:浙江邦業(yè)科技有限公司