分解炉温度控制的数学模型
水泥预热分解炉系统中模糊控制策略的实现
安徽职业技术学院学报
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水 泥 预 热 分 解 炉 系 统中 模 糊 控 制 策 略 的 实 现
温晓玲
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( &+ 合肥工业大学, 安徽 合肥! ")###(; "+ 安徽职业技术学院, 安徽 合肥 ! ")##’& )
收稿日期: "##$%&#%"’ 作者简介: 温晓玲 (&($) * ) , 女, 四川成都人, 合肥工业大学工程硕 士在读, 安徽职业技术学院讲师+
第 ! 期# # # # # # # # 温晓玲: 水泥预热分解炉系统中模糊控制策略的实现 描述整个过程。如果采用传统的控制方法, 即通 过建立对象模型来实现对分解炉温度的控制则非 常困难。而模糊控制技术使分解炉温度的智能控 制成为现实。 !" !# 模糊控制器实际模型的建立 在分解炉温ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的模糊控制中, 一般选取分解 炉中部温度作为分解炉控制的监测量, 喂煤量是 影响分解炉温度的主要因素, 生料下料量、 风温风 压对分解炉温度也有影响, 基于系统稳定的考虑, 在控制中可通过调节喂煤量来控制分解炉温度, 风温风压和生料下料量等数据作为控制参考量, 以前馈回路的形式考虑, 对模糊控制参数表进行 自适应修改和调整, 最大限度地满足现场 需要。 根据以上分析可建立分解炉的控制模型, 如图 ! 所示。 !" &# 输入、 输出变量及模糊化
自动控制原理例题与习题[1]
自动控制原理例题与习题第一章自动控制的一般概念【例1】试述开环控制系统的主要优缺点。
【答】开环控制系统的优点有:1. 1.构造简单,维护容易。
2. 2.成本比相应的死循环系统低。
3. 3.不存在稳定性问题。
4. 4.当输出量难以测量,或者要测量输出量在经济上不允许时,采用开环系统比较合适(例如在洗衣机系统中,要提供一个测量洗衣机输出品质,即衣服的清洁程度的装置,必须花费很大)。
开环控制系统的缺点有:1. 1.扰动和标定尺度的变化将引起误差,从而使系统的输出量偏离希望的数值。
2. 2.为了保持必要的输出品质,需要对标定尺度随时修正。
【例2】图1.1为液位自动控制系统示意图。
在任何情况下,希望液面高度c维持不变,试说明系统工作原理,并画出系统原理方框图。
图1.1 液位自动控制系统示意图【解】系统的控制任务是保持液面高度不变。
水箱是被控对象,水箱液位是被控量,电位器设定电压u r(表征液位的希望值c r)是给定量。
当电位器电刷位于中点位置(对应u r)时,电动机不动,控制阀门有一定的开度、使水箱中流入水量与流出水量相等。
从而液面保持在希望高度c r上。
一旦流入水量或流出水量发生变化,例如当液面升高时,浮子位置也相应升高,通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移,从而给电动机提供一定的控制电压,驱动电动初通过减速器减小阀门开度,使进入水箱的液体流量减少。
这时,水箱液面下降,浮子位置相应下降,直到电位器电刷回到中点位置,系统重新处于平衡状态,液面恢复给定高度。
反之,若水箱液位下降,则系统会自动增大阀门开度,加大流入水量,使液位升到给定高度c r。
系统原理方框图如图1.2所示。
图1.2 系统原理方框图习题1.题图1-1是一晶体管稳压电源。
试将其画成方块图并说明在该电源里哪些起着测量、放大、执行的作用以及系统里的干扰量和给定量是什么?题图1-12.如题图1-2(a)、(b)所示两水位控制系统,要求(1)画出方块图(包括给定输入量和扰动输入量);(2)分析工作原理,讨论误差和扰动的关系。
喷旋管道式分解炉内燃烧、分解过程的CFD模拟
6 3
式中: 和 Ⅱ 分别表示反应物和生成物的化学计量 0 数。 设 表示反应过程中组分 i 的质量分数 , 则组 分i 的质量平衡关系式为 :
+ ‘
( F ) ( p i) = 7 一 + S )
NR
在 Ⅳ 个反 应 中产 生 的组分 i 的质量 源项 的产 率
喷旋管道式分解炉 内燃烧 、 分解过程 的 C D模拟 F
叶旭初 , 李祥东 , 胡道和
( 南京工业大学 材料科学与工程学院, 江苏 南京 20 0 ) 109
摘 要: 针对水泥分解炉内煤粉燃烧、 生料颗粒分解过程共存的特点, 提出了相应的计算模型与方法, CX 以 F 4为
基础, 采用用户软件 , 次开发 出 拟该现 象的工程计算 软件 , 以工业化 中实际使 用的5 0 d 二 模 并 0L 的喷 旋管道 分 解 5 / 炉为对象 , 计算分析 了炉 内的煤粉燃烧 、 生料分解率在 空间上 的变化规 律 。 了炉 内的湍流速度 场及 高温火焰燃 探讨 烧 区域、 空气组分 、 颗粒体积浓度 等的 空间分布特征 , 出了 一 步在工程研究中的应用得 到了长足的发展 , 该技术在水泥生产的工业过程 中
取得 了初 步 的应用
83 9 个 。计算条件 是根据生产 中的实 际工况操 6 6 4 作参数 , 如表 1 所示。
本研究在 C X _ 的基础上 , F 46 采用用户软件 , 二
Fg 1 E tra r f jcigrvligpp rc c e i. x nl om o et — o n iepea i r e f e n e v l n
研究与实际工程在线 的检测值基 本吻合 , 为分解炉 的优化设计提供了基础 。
表 1 喷旋管道炉 的计 算条件
炼钢工—名词解释 150
1.供氧强度答案:供氧强度是单位时间内每吨金属料由喷枪供给的氧气量(单位m3/t·min)。
2.活性石灰答案:通常把在1150~1250℃温度下,在回转窑或新型竖炉内培烧的石灰,具有反应能力强,体积密度小,气孔率高比表面积大的特点。
3.溅渣层的分熔现象答案:溅渣层的矿物组成不均匀,当温度升高时,溅渣层中低熔点物质首先熔化,与高熔点相相分离,并慢慢地从溅渣层流淌下来,而残留在炉衬表面的溅渣层为高熔点矿物,这样反而提高了溅渣层的耐高温性能。
也称选择熔化或异相分流。
4.热脆答案:钢中硫主要以硫化亚铁的形式存在,Fe与FeS形成共晶体即Fe-FeS,这种共晶体的熔点只有985℃,Fe-FeS呈网状分布于晶界处,钢的热加工温度在1150~1200℃在此晶界处共晶体已溶化,当钢受压后造成晶界的破裂的现象。
5.铁水预处理答案:铁水预处理就是在铁水进入转炉前,为去除某些有害成分(如硫磷硅等)或回收某些有益成分(如钒铌等)而对铁水的处理过程。
6.复合脱氧答案:同时使用两种或两种以上脱氧元素脱氧,其浓度比恰能生成低熔点液态复杂化合物,从而使所用脱氧元素的脱氧能力大大增强的方法。
7.非金属夹杂物答案:在冶炼、浇注过程中产生或混入钢中经加工或热处理后不能消除而分散于钢材中的非金属相,一般称之为非金属夹杂物,简称夹杂物。
答案:8.炉渣的氧化能力答案:炉渣的氧化能力是指炉渣向金属熔池传氧的能力,它表示在单位时间内自炉渣向金属供氧的数量。
9.冷却剂的冷却效应答案:是指为加热1kg冷却剂到一定的熔池温度所消耗的物理热和冷却剂发生化学反应应消耗的化学热之和。
10.终点答案:转炉兑入铁水后,通过供氧,造渣操作,经过一系列的物理化学反应,钢水达到了所炼钢种成分和温度要求的时刻。
11.什么是溅渣护炉?答案:在转炉出钢之后,调整余留终点渣成分,利用MgO含量达到饱和或过饱和的终点渣,通过高压氮气的吹溅,在炉衬表面形成一层与炉衬很好烧结附着的高熔点溅渣层,这个溅渣层耐蚀性较好,并可减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷,从而保护了炉衬砖,减缓其损坏程度,使得炉衬寿命得以提高。
分解炉的工作原理
分解炉的工作原理
分解炉是一种用于分解化学物质的设备,其工作原理基于高温和氧化条件下的热分解反应。
以下是分解炉的工作原理的详细说明:
1. 高温环境:分解炉内部设置了加热器,通过加热器提供高温环境。
高温是分解炉正常工作的基础,因为热分解反应需要足够高的温度才能进行。
2. 封闭空气供应:分解炉通常通过控制进气与出气的比例来控制内部气氛。
在分解炉工作期间,炉内通常会为了确保准确的反应条件而采用封闭空气供应系统,这有助于控制内炉气氛,以实现所需的分解反应。
3. 热分解反应:被投入到分解炉中的化学物质在高温环境中发生热分解反应。
热分解是一种化学反应,通过加热将化学物质分解成更简单的化学物质,通常伴随着生成气体、废渣或其他分解产物的释放。
4. 控制系统:分解炉通常配备有针对炉内温度、进气和出气流量、反应时间等参数的控制系统。
控制系统可以根据需要调整和维持适当的反应条件,以确保分解反应的效果和质量。
5. 产物收集和处理:分解炉将化学物质分解后,产生的气体、废渣或其他产物需要被收集和处理。
根据分解炉运行的具体需求,将副产物进行回收或进一步处理,以便达到生产要求或环保要求。
总结:分解炉通过提供高温和氧化条件,将化学物质加热至分解温度,然后进行热分解反应。
通过控制进气、出气、温度等参数,实现对分解反应的控制。
产物需要被收集和处理,以完成整个分解炉的工作过程。
喷腾式分解炉流场的数值模拟计算
·4·
Research & Applica tion of Bu ild ing M a ter ia ls
喷腾式分解炉可以近似地看成具有轴对称性 , 可 采用 k - ε双方程模型来描述气体的湍流流动 。
图 1 离线型喷腾式分解炉
气体湍流运动方程的通用形式为 :
9 9x
(ρuφ)
+
1 r
9 9x
(ρr vφ)
=
9 9x
(Γφ
9φ9x )
+
1 r
9 9x
(Γr φ
9φ9r)ຫໍສະໝຸດ +Sφ(1) 式中 :φ———通用因变量 ;
2 数值求解
将上述微分方程组在控制容积内使用交错网 格 ,混合格式积分建立差分方程 ,对差分方程组用
建材技术与应用 6 /2005
·3·
Simp le算法 、三对角矩阵 TDMA 逐线迭代法和低松 驰算法联合求解 。收敛标准取各因变量两次迭代的 相对误差 < 10 - 4 。边界条件取为 : 入口处速度分布 由试验值给定 ,轴线上取对称轴条件 ,出口处取充分 发展流条件 ,壁面处采用壁面函数修正 。
1 喷腾式分解炉工作过程与数学模型 的建立
喷腾式分解炉结构简单 ,操作方便 ,是我国预分 解窑的主要配置炉型之一 。图 1所示为离线型喷腾 式分解炉。三次风由炉下喷腾入炉 ,煤粉从炉下部锥 体斜向下喷入三次风中点燃 ;来自 C4 的物料从下部 喂入分解炉 ,分解后的物料由锥形出口与气体一起排 出 ,与窑气混合后共同进入 C5。为了进一步延长物料 停留时间 ,又有分解炉平出口和切线出口两种变形。
图 2 轴向速度分布 图 3 径向速度分布 图 4 速度矢量
分解炉分级燃烧三次风配风优化
分解炉分级燃烧三次风配风优化王为术; 廖义涵; 田苗; 刘军; 房凡【期刊名称】《《科学技术与工程》》【年(卷),期】2019(019)030【总页数】7页(P159-165)【关键词】TTF分解炉; 分级燃烧; 配风方式; 数值模拟【作者】王为术; 廖义涵; 田苗; 刘军; 房凡【作者单位】华北水利水电大学电力学院郑州450045; 西安热工研究院有限公司西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TK172分解炉是水泥预分解窑熟料煅烧耦合实现燃料燃烧、传热传质、碳酸盐分解和污染控制的关键装置,炉内燃烧特性决定燃料燃烧、生料分解和污染物释放性能。
为满足新型高效分解炉研发和窑炉改造,国内外对分解炉分级燃烧特性开展了广泛研究,分级燃烧作为一种高效的低氮燃烧方式,已成功应用于工业窑炉[1—3]。
分解炉设计和性能研究多采用理论建模分析与现场测试结合方法。
陈延信等[4]、嵇鹰等[5]采用试验方法通过分解炉冷态模型试验测试了炉窑两路气管道阻力特性,分解炉三维流场和物料运动行为,研究了分解炉压力损失影响因素。
刘定平等[6]研究了分解炉掺烧干污泥对NOx的影响。
Fu等[7]研究了水泥行业污染物排放特征,并分析了CaCO3和不同煤种对水泥窑低NOx技术的影响。
研究实践表明试验方法研发成本高,研究周期长,现多采用数值方法研究分解炉内燃烧特性。
潘赓等[8]、葛学利等[9]利用计算流体力学软件研究富氧燃烧时分解炉内的流动特性,得到了炉内温度变化规律和最佳的富氧浓度。
等[10,11]基于N-S方程和拉格朗日动力学方程模拟煤燃烧和石灰石热降解,研究了水泥煅烧炉内流动特性和运输规律。
蔡鑫等[12]、Huang等[13]和耿宗俊等[14]分别对不同类型分解炉内温度场和组分浓度场的变化规律进行研究。
Sun等[15]利用Fluent软件研究NOx形成规律,并分析了选择性非还原脱硝(SNCR)对NOx还原的影响机理。
汪文强[16]通过人工神经网络算法对预分解窑炉氮氧化物排放特性进行研究。
基于小波极限学习机的分解炉温控系统建模
如果 这个具 有 L 个 隐 含 层 节 点 的前 馈 神 经 网络
能 以 0误 差逼 近这 N 个 样本 , 则存 在 a , b , , 使
收 稿 日期 : 2 0 1 3 —0 3 —1 6 基金项 目: 国家 自然 科 学 基 金 项 目( 6 1 0 7 1 1 7 5 ) .
摘要 : 在新型干法水泥生产过程 中, 分 解 炉 温 度 是 一 个 非 常 重 要 的控 制 对 象 . 由 于 分 解 炉 出 口温 度 与 其 影 响 因 素 不 是 简
单的线性或者非线性关 系 , 使得传统的建模方法精度较低. 本 文 提 出 一 种 基 于 小 波 极 限 学 习机 的 方 法 , 通 过 对 已 有 的大
一
标信 号进 行多 尺度 分 析 , 可 以有效 解 决 传 统 傅 里 叶 变
换不 能解 决 的 问题 . 将 小波理 论 与神经 网络结合 起来 ,
I x 1 , Y 2 , …, z ] ∈R , Y 一E y 1 , Y 2 , …Y ] ∈R ,
基 于小 波极 限 学 习机 的分 解 炉 温 控 系统 建 模
董 燕 ,牛 鑫 ,朱 永 胜 ,毕 浩 洋。
( 1 . 中原 工 学 院 ,郑 州 4 5 0 0 0 7 ;2 . 济 源 职 业 技 术 学 院 ,河 南 济 源 4 5 9 0 0 0 ; 3 . 郑州 大 学 ,郑 州 4 5 0 0 0 1 )
了一种 新 的 小波 神 经 网络—— 小 波 极 限学 习 机 , 并将
其应 用到 水泥 厂分 解 炉温 度 建 模 过程 中. 实 验 结 果表
明, 该方法 泛化 性能 好 、 学 习速 度快 、 模型 精度 高 , 具有
利用大涡模拟对分解炉内二维流场进行数值模拟
O 引 言
众所 周 知 , 分解 炉 是新 型热 工设 备 , 它既是 一个 燃 烧炉, 同时也是 一个 化 工 反 应 装 置 , 有 煤 粉燃 烧 、 具 气
一
并可进行数值求解的控制微分方程组 , 即稳定状态下 时 间平 均 的质 量 守恒 ( 连续 方 程 ) 动 量守 恒 方 程组 . 及 同时应 用发 展成 熟 的大 涡模 拟 模 型 , 求解 封 闭湍 流 控
用相应 的数 值方 法 , 某厂 20 0td干法 生产 线 喷腾 对 0 /
s P + gg 。g ( g g g 8p g+ r 一 V —V)
() 2
式 中, P 为气相压力; g为重力 加速度 ; 为气 固相间 曳力 系数 ; 为气 相应力 张量 .
气 相应 力 张量 r 为 r = [ g V)。一 g ‘g , ( ) g Vv +( g ] ( V) 3
V0. 17 No. 1
J 涡 模 拟 对 分 解 炉 内二 维 流 场 进 行 数 值 模 拟
郭婷婷 , 杨 静 , 建祥 , 子婵 郑 张
、 ( 东北 电力 大 学 能源 与动力 工程 学院 , 吉林 吉林 1 2 1 ) 302
摘
要 : 用 大 涡模 拟 和 粒 子 流 的 动 能 理论 的 方 法 对 分 解 炉 内部 气 固 两 相 流 场 进 行 了 详 细 的数 值 模 拟 . 值 计 算 结 果 采 数
分解 炉 内的气体 流 动过 程是 带有 强烈 回流 的三维 近似 轴对 称湍 流流 动. 气 相湍流 流体 , 二维 直角 坐 对 在
标 系中 , 从严 格 描 述 湍流 瞬 时 量 的 Nai —tk s方程 ve So e r 出发 , 经雷诺 分解 和时均 化 , 得到工 程应 用 中感 兴趣 的
水泥分解炉运行参数预测模型
系统 热工制 度 的稳定 至关重 要 , 同时 , 炉 出 口含 分解
0 引 言
水泥分 解 炉是 水 泥 预分 解 系统 的核 心 部 分 , 也
o tu(o cs v u )i c s eep ca o a e dt cl c dol e ,adtefz e rl e okhs up tf e at a e s l et t x et i v u ( a o et ni ) n uz n ua nt r a r l o oh tn l a l e n h y w go blyo frcs a dgnrl a o . odait foe a n e ea zt n i t i i
推 理与 可 以实现任 意非 线性映射 的神 经 网络 相结 合 ,ห้องสมุดไป่ตู้水泥 分解炉 生产 工艺分析 的基础 上 , 在 建立 了
水泥 分解 炉运 行参数 的模 糊神 经 网络 预测模 型. 预 测模 型 结合 某 大型 水 泥厂 现 场采 集 的 生产数 该
据, 进行 了仿 真验证 . 果表 明 , 型计 算 简单 , 型 网络 运算输 出值 ( 测值 ) 结 模 模 预 与样 本 期 望值 ( 场 现
Absr c : b an t e mo ei g a d c n r lfrn n i e rt y tm fc me td c mp sn u n c t a t Too ti h d ln n o to 0 o ln a y s se o e n e o o i g f r a e.T— u z i S f zy i  ̄r n e wh r t maisa ay i se s sc mb n d wih n u a e wo k whih h sr n o n n—i e rma png n e c e e mahe tc n l ssi a y i. o i e t e r n t r c a a d m o ln a p i l c a a trsis Ba e n a a y i fp o u t n t c noo yf rd c mp sn u a e,af z y n u a e wo k f rc s h r c e tc . i s d o n lsso r d c i e h lg o e o o i gf r c o n u z e r ln t r o e a t mo e fd c mp sng fr a e p ro ma c a a tr s e tb ih d d lo e o o i u n c e r n e p r me es i sa ls e .Th d li i lt d wih t a a c l c- f e mo e ssmu ae t hed t o l t e
高炉炼铁工复习题 选择、判断
高炉炼铁工复习题一、单项选择题1、铁水液面计操作的作用是( C )。
A.测量铁水罐液面位置B.测算实际出铁量C.满量报警2、在炉凉情况下,铁口深度往往会变浅,铁口眼应( A )。
A.适当加大B.维持正常C.适当减小3、焦炭灰分的主要成份是( A )。
A.酸性氧化物B.中性氧化物C.碱性氧化物4、焦炭的反应性是指( C )的反应。
A.2C+O2=2CO B.C+O2=CO2 C.2C+CO2=2CO5、衡量出铁口维护好坏的标准是( B )。
A.铁口深度B.铁口合格率C.渣铁出尽情况6、高温物理化学反应的主要区域在( A )。
A.滴落带B.炉缸渣铁贮存区C.风口带7、高炉喷煤后综合焦比降低的原因是( B )。
A.煤粉的热值高B.间接还原发展C.煤气量增加D.直接还原发展8、煤气利用最差的软熔带是:( A )。
A.V形B.倒V形C.W形D.平形9、炉渣熔化后能自由流动的温度是炉渣的( D )。
A.熔化性B.熔化温度C.黏度D.熔化性温度10、炉凉时,渣样断口呈:(B )。
A.玻璃状B.黑色C.灰石头状11、焦炭在炉内大量产生气化反应的温度区间是( C )。
A.<900℃B.900℃~1000℃C.>1000℃12、铁水中硅大量被还原的区域是( B )。
A.炉缸B.滴落带C.软熔带13、根据Fe-O相图得知,FeO实际为FexO,在<570℃时,不能稳定存在将分解为( C )。
A.Fe2O3+dFe B.Fe3O4+Fe2O3 C.Fe3O4+αFe14、高炉炉渣中MgO能起脱硫作用,要求MgO含量在( A )为好。
A.7~12% B.12~16% C.16~20% D.20%以上15、高炉内还原过程( C )温度范围是间接还原与直接还原的共存区。
A.570~800℃B.800~900℃C.800~1100℃D.1100℃以上16、从热力学Fe–O–C和Fe–O–H平衡图中可获知温度大于( C )时,H2的还原能力比CO强,反之,则相反。
分解炉内无烟煤燃烧的数值模拟研究
式 中 : , 分 别 为颗粒质 量、 粒 初始 质量 ; m m 颗
。
。
为颗 粒 初始 挥 发 成分 质 量 分 数 ; w。 f。 为颗 粒 初
始 水分 质 量分 数 ; 挥 发速 率 指前 因子 ; A 为 E 为
煤 粉热 解活化 能 .
粒轨 道 通 过 积分 L g a g a rn e坐标 系下 的颗 粒 作 用
图 1 分解 炉 流 体 域 几 何 模 型
1 几何 模 型及 计 算 网格
根 据 中材 建 设 有 限公 司提 供 的 工 程 设 计 图
纸, 采用三 维 建模 软件 建 立分 解 炉计 算 域 实体 几
何 模 型 , 图 1所示 . 建立 的 三维几 何模 型导 入 如 将 F u n 6 2的前 处 理 模 块 G mbt. . 0 生 成 计 le t . a i 23, 2 算 网格 , 图 2所示 . 如 为保证 计算 精度 和减 少计 算 网格 数 目, 煤 粉 喷入 口同燃 烧 室 的连 接处 采 用 在
湖 北 省 自然科 学 基金 项 目资助 ( 准 号 :7-8 0 8 7 批 4 13 30 5 )
维普资讯
第1 期
豆 海 建 , : 解 炉 内 无 烟 煤 燃 烧 的数 值 模 拟 研 究 等 分
・9 ・ 3
诺 数 如 表 1所 列 , 由于各 人 口边界 的来 流 雷 诺 数 远 大于 湍流 临界 雷诺 数 23 0 , 而判 定 分解 炉 2[ 从 内气 体 流动 为湍 流流 动 , 流模 型选用k s 流模 湍 —湍
摘 要 : 用 数 值模 拟 方 法研 究 了 中材 建 设 有 限公 司 的 国外 20 0 / 采 0 d生 产 线 的 分解 炉 内无 烟 煤 的 燃 t
旋喷结合分解炉内流场在不同结构和入口条件下的数值模拟
一
动 , 得 到 比较广 泛 的应 用I 本 分解 炉旋 流 预燃 室部分 的 并 3 ] 。 旋 流 强 度 ( 流 数 Q) 按 照 工 程 近 似 计 算 Q 大 于 1 , 旋 , . 属 0
室。 预燃 燃 料后 , 物料 以与轴 线成 一夹 角 , 主炉 的 下前 气 在
部对 称 地进 入 , 流 在 预燃 室 内形 成 强 旋 流效 应 , 气 而在 主 炉 内形成 局部 旋 流效 应 。在 炉 的 中部增 加 一个 缩 口, 成 形 第 二 次喷腾 效应 。所 以分解 炉 内部 由于 “ 流一 旋 喷腾 效应 ”
方程模 型 完全 一样 , 同 的是 5个 系 数之 值不 是 根据 实 验 不
数 据 而是 由理论 分 析得 出 。 应用 重 整化 群 的理论 方 法修正 的 k e双方 程 模 型 ,可 以处 理 带 旋 流及 有 较 大 畸 变 的流 -
通讯地址 : 1华 中科 技 大 学 煤 燃 烧 国 家重 点 试 验 室 , 汉 4 0 7 ;2天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 , 津 3 0 0 收 稿 日期 :0 2 0 - 6 编 辑 : 颖 武 304 天 0 4 0; 20- 82 ; 沈
寸 和 下 部 柱 体 尺 寸 的 结 构 参 数 以 . 入 1 气 T Z 7 :
流 的 流 速 , 不 同 的 条 件 下 得 到 了 炉 内 的 流 在
计 算机 性 能的 不断 提 高和 数值 计 算 方法 的迅 速 发 展 , 分 给
解 炉 内部三维 流场 的模拟 带 来 了可 能 。 本文 在借 鉴流 体 力 学 的 湍流 模 型 的 发展 和分 解 炉 二 维轴 对 称 流 场 模拟 的基 础 上 ,结 合左 右 对 称 而 前 后 不对 称 结 构 的喷 旋结 合 分 解 炉 , 次 进行 了流 场 的 三 维模 拟 , 模 拟 结 果对 分 解 炉 结 首 其 构 的优化 设计 可提 供指 导 。
分解炉的工作原理
分解炉的工作原理
分解炉是一种用于将有机物分解为无机物的设备。
其工作原理是通过高温燃烧和化学反应来实现。
首先,原料会经过预处理,例如去除杂质和水分。
然后,原料被送入分解炉中,通常由高温耐火材料制成的炉体内。
接下来,分解炉会加热原料,使其达到分解所需的高温。
这通常通过燃烧燃料(如天然气或燃油)来实现。
炉内的燃料燃烧产生的热量会传递给原料,使其温度逐渐升高。
当原料达到足够高的温度时(通常在几百摄氏度至数千摄氏度之间),化学反应开始发生。
在高温下,分子内部的化学键会断裂,产生气体、液体和固体的分解产物。
这些产物可以包括水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氮气和有机物残留物等。
分解炉的设计通常会考虑提高原料和燃料的接触效率,以及控制温度和逗留时间,以达到更高的分解效率和产品质量。
此外,分解炉还可能配备废气处理系统,以减少对环境的污染。
总之,分解炉通过高温燃烧和化学反应,将有机物分解为无机物。
这项技术在废物处理、能源回收和环境保护等领域具有广泛的应用前景。
预分解窑分解炉温度的模糊控制设计与仿真
文章编号 :0 9— 4 1 2 0 3— 0 7— 3 10 9 4 (06 0 0 1 0 J
预分解窑分解炉温度的模糊控制设计与仿真
口 口 巍匕 稳 ,胡 或 (. l 通 1太原理工大学, 山西 太原
原
摘
002 ;. 304 2 山西综合职业技术学院, 山西 太
经验, 与控制理论相结合 , 对无法或难以建立对象数
学模型的复杂系统实施的一种智能控制方法。 针对 1 0 d 0t 熟料的新型干法水泥生产线 , 0 / 基 于现场总路线 控制 的 D S系统 , C 应用模糊 控制技
般来讲 , 加入 的燃料越多 , 分解率越 高 , 反之 亦然。而燃料加入过多或过少对分解炉的气温影响 也是 明显 的 , 因此 , 调节 燃料 加入 量 主要 是控 制物 料
统工况复杂多变 , 以得到精确的数学模型 , 难 生产效 率低、 能耗高 、 质量不稳定是水泥工业普遍存在 的现
象。因此 。 采用传统 的控制策略难 以获得满意的控 制效果 , 严重影响着水泥的产量和质量后系统物料 的过热结皮甚至堵塞 ; 如果 出炉 气温过低 , 说明分解炉下游燃料基本烧完, 将使分解 炉下游分解速度锐减 , 不能充分发挥分解炉的效能。 12 影响分解炉温度的主要因素 . 12 1 燃料喂料量 ..
现代控制理论 的发展 , 特别是智能控制理论的 产生, 为水泥工业提供 了良好 的发展前景。模糊控 制作为智能控制的一个主要分支 , 因其具有简单 、 实
用、 有效等特点而成 为当前控制领 域的一个研 究热
点。模糊控制是基 于模糊数学理论 中模糊集 、 模糊 逻辑的概念 , 模拟人类 大脑思维方 式和专家的控制
建 材技 术与应 用 3 2 0 /06 ・ 7・ 1
新型干法水泥分解炉出口温度的多变量模糊控制
0 引 言
水泥 生产 是个 复 杂 的 物 理化 学 过 程 , 系统 工 况 复杂 多变 。水 泥分 解 炉 的 温度 是 一 个 大 滞 后 、 线 非 性 的 复杂控 制对 象 , 响它 的因素 很多 , 影 并且 各个 因
素之 间存在 耦合 。依 靠传 统 的控制 难 以保证 其 温度
p o s s t e m u v ra e f z o to ln t o to h e p r t r fd c mpo i g f r a e An e r po e h hia ibl uzy c n r lpa o c n r lt e tm e au e o e o sn u n c . da—
c r i g t h itrc ld t f200 /d n w r r c s e n r d to i e DCS i n e tr rs n o d n o t e h so ia aa o 0 t e d yp o e sc me tp o ucin ln n a n e p ie i
A b t a t Th e e td c mp sng f n c sa tpia o i e rt s r c : e c m n e o o i ur a ei y c ln nl a iy,sr n o p i g a d c mp e i n to g c u ln n o lx t y
Yu n n,a d b s d o b an n he d n mi t m aia d l fd c m p sto u n c u ltt r— n a n a e n o ti i g t y a c mahe tc lmo es o e o o iin f r a e o te e n
p r tr t i a e t dis muh v ra l u z o to i l to s d o e au e, h s p p r su e i a ib e f z y c n r lsmu a in ba e n VB. Getn et r r a — t g a b t e l i e
基于smith预估的水泥分解炉温度MRFAC控制器设计
制相 结合 的方 法 , 差大 时用 模糊 控制 , 偏 偏差 小 时
改换 为 PD控 制 。控 制效 果 有 了一 定 的改 善 , I 但
采用预估器 的 MR A F C主要 由基 于神 经网络 的 si m t 估器 、 糊 控制 器 、 h预 模 参考 模 型 、 习调 整机 学
是要 想选 好切换 点 并使这 两 种方法 平滑 稳定 地切 换就不 容易 了。文献 [ ] 4 采用 了智 能预 测控制 , 在 正常工 况下 能 够对 烧 结 温 度 进 行 稳定 控 制 , 在 但
文献 [ ] 5 的基础 上选取 了更合 理 的参 考模 型 , 改善
随着水泥装备 向大 型化方 向发展 , 以预分解 技 术 改进传统 的水泥生产方式是 当前我 国水泥工业 的 发展方 向 , 分解炉 的温度控 制对整 个水 泥生产流 程
的稳定运行至关重要 。 对 于分解炉 温度控 制 目前 普遍 采 用 的控 制 策 略是 PD控制 。然而 分解 炉 温度被 控 对象 具 有 大 I
一
个 相 当 重 要 的 参 数 , 般 要 求 控 制 在 8 0~ 一 5
90℃。分解炉 出 口温度 主要受 通风量 、 0 煤粉量 、 生 料量三者变化 的共 同影 响 , 在正常运行情况下 , 人炉
象 的新控制 方 法 产 生 了 , 中模 糊 控 制 方 法 应用 其 最 为广泛 。但是 对 于其重 要 的模 糊控 制规 则 的选
惯性 、 非线 性 、 系统 工 况 复杂 多 变 , 以得 到 精 确 难 的数 学模 型。因此 常规 PD控 制方 法 难 以获 得满 I 意的控制 效 果 , 响 着 水 泥 的产 量 和质 量 u 。随 影
着智 能控制 理 论 的发 展 , 制分 解 炉 这 种 复 杂对 控
基于自适应模糊PID的水泥窑分解炉温控系统研究
0 背景
粉供给量的变化对温度 的影响最大。它们之间存在 耦合关系, 相互作用也不是线性的 。 水泥生产过程是一个理化反应过程 , 具有大惯 性、 纯滞后 、 强耦合 、 非线性等特点 , 系统工况复杂多 变 , 以得到精确的数学模型。因此采用传统的控 难 制策略难 以获得满意的控制效果 , 许多厂家还是借
f c et r h n t ec n e t n l I o t l r e t sb t a o v n i a D c n r l . i et h o P oe Ke wo d : u z - I o to ; c mp sn r a e; e e au ec n r l P r me e st n n ; i lt n y r s F z y P D c n r l De o o i gf n c T mp r t r o t ; a a t r i g S mu a i u o u o
中图分类号 : Q12 T 7
文献标识码 : B
文章编号 :0 7 0 8 (0 1 0 — 2 0 10 — 3 9 2 1 )5 5 — 5
基于 自适应 模糊 PD的水泥窑分解炉温控系统研 究 I
姜克盛 , 王群 京 , 张 倩 ( 徽 学电 工 与自 化 院, 徽合 3 3) 安 大 气 程 动 学 安 肥2 0 09
Ab t a t Th f c fg n r lP D c n r l rfr n n i e ra d lr e d ly s se i n t e f c. c n r lsr tg sn a a t r s r c : e ef t e e a I o tol o o l a n a g e a y t m s o r t A o t tae y u i g p r me e e o e n p e o a a t ef z yP D o tol r r h e e au ec n r l f e o o i o u a ei e n i a r p s d i i p p r T e smu d p i u z I c n r l e tmp r t r o t c mp st n f m c c me t l w sp o o e n t s a e . h i — v ef t o ood i n k n h l t n r s l h w a ec nr ls se h sfse e p n e s e d l s d lt n t n ih rc n r l c u a y T e c n r l f a i e u t s o t t h o t y tm a trr s o s p e , e smo u a i i a d h g e o t c r c . h o to - o s h t o a o me oa e
新型干法水泥分解炉温度控制的ANFIS辨识与仿真
年第期新型干法水泥分解炉温度控制的ANFIS 辨识与仿真熊蕴远万春红张东宁(昆明电器科学研究所技术开发中心自动化仿真实验室,昆明650221)摘要新型干法水泥分解炉温度控制过程具有非线性、时变、不确定和时滞性等复杂系统特性,很难通过分析机理的方法建立其精确的数学模型。
本文根据由实际生产线采集的、人工控制分解炉温度的输入输出数据,经数据处理和输入输出相关性分析,基于Matlab 的ANFIS (Adaptive-Network-based Fuzzy Inference Systems )工具箱,进行了七种多变量自适应神经网络模糊控制器模型的辨识和仿真,结果表明:以“分解炉温度偏差”、“生料量”和“C5级旋风筒入口温度”为输入,以“窑尾喂煤量”为输出的多变量ANFIS 控制器,与人工控制尾煤量的拟合度最好,且具有较好的鲁棒性,为进一步研究分解炉温度的动态多变量模糊控制提供了仿真依据。
关键词:分解炉温度;相关性分析;ANFIS ;多变量模糊辨识Identification and Simulation of ANFIS Model for New Dry-processCement Production Precalciner Temperature ControlX iong Y unyuan Wan Chunhong Zhang Dongning(Automation Emulation Laboratory,Technology Exploitive Center,Kunming Electrical Apparatus Research Institute,Kunming 650221)Abstr act The precalciner temperature control process in new dry-process cement production exhibits time-varying nonlinear,uncertain and time delay behavior.It ’s hard to construct its exact mathematic model through chime-physic mechanism.In this paper,we propose to identify directly the controller model from manual operating data of precalciner temperature control and,using correlation analyze to choose the inputs for T-S type fuzzy inference systems.After data processing and fuzzy identification,we compared the identification results of 7MISO T-S FIS (Takagi-Sugeno type fuzzy inference systems),using the ANFIS (Adaptive-Network-based Fuzzy Inference Systems)in Matlab .The results show that a 3input 1output T-S FIS controller,which use precalciner temperature,material feed,C5entrance temperature for input and back-end fuel feed for output,has a satisfied fitting result and a good robustness behavior too.These results give us a foundation to the penetrating study of dynamic multi-variable fuzzy identification.Remarkable,all the data,which we use,has been collected from real production procedure.Key words :precalciner temperature ;correlation analyze ;ANFIS ;dynamic multivariable fuzzy identification1引言新型干法水泥生产是一个复杂的物理化学热工过程,分解炉温度的稳定直接影响生料分解率,也是影响熟料质量和产量的关键工艺参数之一。
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11 基 于 回归分析 的数学模 型 .
现有 文献都是 从 反应 动 力学 发 建 立煤 粉燃 烧 和
回归分 析是 应 用 数学 的方 法 ,对 大 量 的观测 数 据
碳 酸盐 分 解 的动 力 学 数学 模 型【 , 没 有 考察 影 响 分 进行 处 理 ,从 而得 出 比较 符合 事 物 内部 规律 的数 学表 l 并 n
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第2 4卷 第 2期
20 0 6年 4月
中 国 民 航 学 院 学 报
J OURNAL q L OF CP l AVI ATI ON UNI VERS TY I OF CHI NA
分解炉温度控制的数学模型
高建树
( 国民 用 航 空 学 院 航 空 地 面 特 种设 备 研 究基 地 。 津 3 0 0 ) 中 天 0 3 0
数 学模 型反 映 了系统 输 入 、内部 状 态 和输 之 间 中 , 生料 流 量在 分解 炉 部 分 为不 可控制 量 , 故本 系统 中 的逻辑 和数 量关 系 ,这些 关 系为计 算 机 进行 计算 处 理 把它 作 为十扰 因素 考 虑 。 此 + 文考 虑通 过控制 送 入 为 本
p t r t ac lt . u e o c l ua e
Ke r s d c mp s g f r a e;t mp r tr o to ; ma h mai a y wo d : e o o i u n c n e e au e c nr l te t l c mo e ; r g e so n l ss ma r e r s n ai n d l e r si n a a y i ; t x r p e e tt i o
u e o e r s in a ay i , mah ma ia d l t c nr l h e e au e f d c mp sn u a e i r ae . s f r g e so n lss a t e t l mo e o o t t e t mp r t r o e o o i g f r c s c e td c o n A d i t x r p e e tt n o te mt a d l i b an d。T o e mo e s p o i e f u d t n f r t e C I 一 n t mar e r s n a i f ma h n i l mo e s o t ie s i o e h s d l r vd o n a i o h OI o 1
G in பைடு நூலகம் u A 0 Ja —h
( A it n e i r u d E u tet R s  ̄c ae C C, i 3 0 0 C i a C AC Ava o ca G o n q i r t ee h B s , AU 九( n 0 3 0, h n ) i l ptt
中 图 分 类号 :P 7 T 23 文献 标 识 码 : B 文章 编 号 :0 1 0 0 2 0 )20 1—4 10 — 0 (0 6 0 —0 60 5
M a h m a ia o e o Co t o m p r t r f De o p sn u n c t e t l M d l t n r l Te c eau e o c m oig F r a e
系统 的核心部 分 , 承担 了煤 粉燃 烧 、 固换 热和 碳 酸 根据 操作 人 员经 验 的 总结 ,可 以发 现影 响 分解 炉参 数 它 气
盐 分解 任务 。分解 炉 的 温度 控制对 整 个新 型 f法 窑外 时变 的主要 因素 有 煤粉 流量 的波 动 、生 料 流量 的 波动 分解 系统 的热 力分 布 、 T制度 的稳 定 至关重 要 。 影 和 次 风量 的波 动 ,且 分解 炉 m 口气体 的温度 变 化趋 热 而 响分解炉 温度 的因 素很 多 , 且各 个 因素之 间存 在耦 合 。 势与 分解 炉 中的温 度 变化趋 势相 同 。 在温度 影响 因素
水 泥 装备 向大 型 化 发展 是 水 泥 工 业 发 展 的需 要 ,
以新型 干法窑 外分 解 技术 改进 传统 的 水 泥生 产方 式 是
1 数 学 模 型 的建 立
通 过 分 析 分解 炉 内部 生 料 和 煤 粉 的燃 烧 机 理 , 并
首 要研究 的课 题 。新 型干 法 窑外 分解 技术 是 在预 热 器 和回转 窑之 间增 设 分解 炉 , 分解炉 是新 型干 法窑外 分解
Ab ta t I hs p p ra c rig t h r cp lfcos w ih atc h e eau e o eo o ig fra e,y ma ig sr c :n ti a e ,c odn o te p i ia a tr hc f tte tmp rtr fd c mp sn u n c b kn n  ̄
提供 了依 据 。因此 , 实现计 算 机 自动控 制分解 炉 的温 分解 炉 的三 次 风量 和煤 粉 量 ,从 而使 分解 炉 的温 度在 在
度之前 , 立系 统参 数 问的数 学模 型 , 选定 控制 算 法 生料 量 波动 的影 响下 仍保 持在 规定 的范 围内。 建 并
是 关键 。
摘 要 : 据 影 响分 解 炉 温 度 的 主要 因素 , 用 回 归 分 析 的 方 法 , 立 了分 解 炉 温 度 控 制 的数 学模 型 , 给 出 了矩 阵 形 式 根 利 建 并
的数 学模 型 , 计 算机 进 行 计 算 处理 提 供 了依 据 。 为 关键词: 解炉 ; 分 温度 控 制 ; 学 模 型 ; 归分 析 ; 阵形 式 数 回 矩