篦冷机三元控制系统分析

2019-02-19苏伟徐路

城市建设理论研究（电子版） 2019年8期

苏伟徐路

山东东华水泥有限公司山东淄博 255144

引言：在篦冷机的运行中，要考虑整个设备运行中的多个参数，从而让这一设备能够在规定时间内完成对所有项目的分析和研究，通过正常的运行过程，提高这一系统的运行质量。在三元控制体系中，如何合理调节篦床压力、料层厚度、风量三个量，要研究控制体系中存在的常见问题，以采取合理措施完成对相关问题的解决工作。

1 篦冷机三元控制系统的原理

篦冷机的运行原理为，水泥熟料的生成过程中，在冷却面上形成熟料层，后续的工作为通过对风力的应用，在极短时间内带走熟料中的热量，从实际的冷却效果来看，可以在几分钟之内，将1000℃以上的熟料温度降低到100℃以下。

从这一系统的运行方法上来看，对熟料冷效率造成较大影响的参数包括熟料薄层的厚度、篦冷机的冷却风量、设备的窑头负压参数等，只有在所有这些项目能够发挥应有作用的基础上，整个系统才能够更好运行。

从最终的熟料冷却效果上来看，这三个参数并非完全独立，只有在具体的工作中能够落实对整个项目研究精度的基础上，方可让整个系统更好运行。其中要建成涵盖这三个参数的整体性控制模型，并且将信号发送到不同的被控对象中，让参与控制的三个参数都处于最适宜的状态，从而让整个系统的运行质量上升。

2 篦冷机控制现状

一线采用南京院NC42310篦式冷却机，驱动采用液压方式，设计冲程次数每分钟4～25次，冲程125 毫米(最大140毫米)；篦床实际面积为120.98平方米,出料温度65摄氏度±环境温度。篦式冷却机共有13台冷却风机（F1A、F1B、F1C、F1～F10）按照一定的比例分区域供风对熟料进行冷却，冷却风机的风量根究工艺要求由进风口调节阀进行调节。由中控操作员根据风室压力、篦床推动压力分别对三段篦床进行调节；调节方式包括一二三段篦速、篦下风机变频或阀门开度等。这种调节方式，对操作员的经验精力依赖性很大，不宜将设备长期稳定调整到最佳状态，在生产过程中经常出现篦床物料推动过快或调整不及时现象，影响篦冷机系统供风的稳定性，还容易造成篦冷机风路短路，熟料冷却效果差，严重影响二次风温，进而熟料煤耗。

3 篦冷机三元控制方案

为保证熟料快速冷却的前提下，用最小的风量实现熟料余热的最大回收,在DCS中引入篦冷机料层控制和风量优化模块，增加篦冷机气体流态监控设备，以稳定篦冷机高温段的篦下压力为基准，以通过调整篦速、稳定料层厚度为主要措施，辅之对不同篦区的篦下风机风量进行调节，实现篦冷机冷却用风的智能控制，以进一步提高冷却效果、减少篦冷机用风量，提高熟料热回收，提高余热发电温度，降低工人的劳动强度。

根据篦冷机推动压力、窑头温度、以及篦下压力共同作用调整篦速，通过窑头温度的设定值与窑头温度的关系来调整篦下压力的设定值，通过篦下压力的实际值与篦下压力的设定值之间的关系调整篦速。通过篦冷机推动压力的大小来修正窑头温度的设定值。也就是当篦冷机推动压力高是认为窑头温度的设定值偏高，降低篦冷机温度的设定值，进而降低篦下压力的设定值，进而提高篦速。当篦下压力在合理范围内时，窑头温度升高时会调快篦速，窑头温度下降是会调慢篦速。

窑头负压控制回路：根据窑头负压的平均值大小来自动调整窑头排风机的风门开度。每次调整观察10分钟后，根据结果来判定是否在做下一次调整，最终实现篦冷机自动智能控制，满足生产需要。

4 篦冷机三元控制系统的今后优化方向

从篦冷机的三元控制系统整体运行原理上来看，需要分析的参数有三个方面，即上文中提及的三个具体的参数。在具体的研究和分析中，要分析这三个参数之间的关系，最终让这三个参数都处于最佳状态。

在当前的研究和分析中，已经找到了这三个参数之间的最佳方案，在本文的研究和分析中，最终找到了整个系统的最佳运行条件，并在此基础上将这些参数输入到整个系统中。另外要通过对自动控制系统的搭建工作控制系统，完成对整个系统的优化和分析工作，从这一角度出发，落实对整个系统的完善和解决工作。从最终的应用结果上来看，要求应用反馈系统完成对各类控制指令的研究和分析，确保设备的运行参数保持稳定。另外在今后的自动控制技术发展中，可以考虑将现代控制理论融入到整个系统中，实现对篦冷机的整体性控制工作，从而让整个设备能够更好的完成对各项参数的控制工作，实现无人操作，提高智能化水平、确保安全生产。

5 篦冷机技术创新点及适用性

篦冷机是水泥熟料生产线的熟料冷却环节的关键设备，是保证熟料的快速冷却及熟料热量的回收设备集合。篦冷机的料层厚度、推动速度、供风量和风压的协调控制是篦冷机换热效率的关键操作控制环节。中控操作员人工控制篦冷机时，由于操作员技术水平、体力精力、责任心等因素不宜将设备长期稳定的调整到最佳状态。项目拟总结中控操作员的工作经验，建立数学模型，编制自动控制模块，通过DCS实现篦冷机主要参数的自动调节，实现篦冷机长期的最佳工作状态。