2004.07

国铝业山西分公司是我国目前最大的氧化铝生波方法进行滤波;回转窑由于窑圈形成或窑尾结疤都

会影响回转窑的通风特性,造成火焰在窑内窜动,使该产基地,年产氧化铝130万t。其氧化铝生产工艺

温度检测值异常,这种因随机干扰而产生的瞬时波动采用拜耳、烧结混联法生产方式。烧结法流程是为处理

并不真正反映烧成带低品位铝矿和拜尔法论文编号:1001-3954(2004)07-0055-55

内实际温度变化,将对赤泥设计的,熟料窑是

后续的模式识别造成其中的关键设备。传统

干扰,因此对经低通滤的熟料窑在生产中存

波后的烧成带温度再在的主要问题是:操作

设计智能滤波处理。工在窑前小车室凭视

特征模式集所利觉直接看火,凭经验调

用的特征信息来源于整给煤量,主观因素较温艳芬李化民卫会玲

回转窑过程工艺参数多,由此导致生产不稳中国铝业山西分公司技术开发部山西河津043300

的原始检测值,包含烧成带温度、窑尾温度、窑头温度、定、设备运转率低和产能低等问题,同时由于回转窑设

烟气O2含量、生料浆流量等。备的特殊性(<4.5×110m),窑内气体混浊,看火操作

(2)特征模式集包括:软开关程序控制器触发特征难度大,随着计算机技术和自动控制技术的快速发展,

模式类、自适应模糊控制器触发特征模式类、自适应预应用先进的控制技术解决复杂工业过程控制问题成为

测控制器触发特征模式类、工况匹配风煤协调控制器可能。

触发特征模式类。通过用这些特征状态模式直观地反2002年中铝山西分公司在一台熟料窑进行了自动

映系统动态过程的工作运行状态,以作为智能控制系控制系统的现场实施,成功开发了熟料窑智能控制模

统推理、判断依据。型软件,并投入生产试运行,取得显著的应用效果。

(3)控制算法集主要由自适应预测控制器、工况匹配风煤协调控制器、调度协调单元模块组成。

1①自适应预测控制器利用“用煤水平目标值”特熟料烧结过程中,合格的生料浆用料浆泵经安装

征记忆信息,遵循能量守恒原理,基于模式特征自适应

在窑尾的喷枪呈雾状喷入熟料窑内,煤粉从窑前的喷

调节用煤水平,克服烧成带温度被控对象具有的测量

煤管与鼓风机送来的一次风结合形成气固两相流喷入特殊性、干扰严重、大滞后、大惯性,保证窑热量传递平窑内,并与由冷却机吸入的“二次风”一起燃烧,产生的衡,热工制度稳定。热量与生料浆逆向而行,生料浆经过烘干、预热、分解、②工况匹配风煤协调控制器采用智能协调控制烧成带被加热到1200～1300℃之间发生化学反应,生技术,从整个回转窑生产过程中互相影响的各变量整成可溶性铝酸钠和铁酸钠。体考虑,根据被控变量烧成带温度、窑尾温度、烟气O2

由于熟料窑体积庞大,内部烧结过程特性复杂,关含量组合的不同工况,对控制变量给煤量、二次风量进键变量如窑内温度、下煤量、下料量、风量、窑速等耦合行协调控制。严重;运行条件与工况变化大,如窑内衬、窑皮的厚薄、③调度协调单元模块负责自适应预测控制器与生料浆流量、水分、成分、燃料煤质等变化频繁;关键工风煤协调控制器之间的协调问题,按目标优先权将二艺参数烧成带温度难于准确测量;基于数学模型或增者集成起来,计算最终的风煤调节量输出给执行机构。益恒定的控制方法难以适用。针对生产过程特点,采用(4)模式识别部分:起推理机构的作用,根据当智能滤波、多信息融合、模式识别等智能建模技术与智前时刻的特征变量去知识库中搜索与提供的约束条件能预测控制、自适应控制、多模态控制等控制技术在工相匹配的特征模式,为控制决策提供前提条件。本控业控制计算机上开发了智能控制系统。制系统采用前向推理机制,对于特征变量和生产工况

各种模式由前向后逐条匹配,满足条件则启动相应控制算法。2

(5)人机协调接口:针对熟料窑生产边界条件如生智能控制系统主要由特征信息预处理部分、特征

料成分、煤质波动频繁的现状,自动控制系统离不开人模式集、推理机构、控制算法集、人机协调接口组成,如

的参与,本系统中开发了人机交互运行监督接口,允许图1所示。

操作人员在控制系统实时控制的基础上,根据设备状(1)特征信息预处理的核心部分包括烧成带温度

况及生产条件对智能控制系统的自动调节范围给予约低通滤波模块、智能滤波模块,变时间尺度处理特征信

束限定。

中

智能控制技术在氧化铝熟料烧结回转窑中的应用

系统控制的关键要点

分 选

智能控制系统简介

3应用效果

图1熟料窑智能优化专家控制系统原理框图

息模块。系统实施中利用在窑前安装非接触式测温装置测量烧成带温度,该温度测量值是控制方案依据的主要特征信息之一,为防止粉尘烟雾干扰较严重时造成控制器的误动作,对该温度检测值首先采用低通滤

智能控制系统投入使用后,避免了人为主观因素对窑热工制度和运行条件造成的影响,保证了熟料烧成生产的科学性、平稳性,明显延长了熟料窑内衬的使用寿命,与控制系统实施前3#窑指标相比,台时产能提高了2t/h,运转率提高1.5%,达到了提高熟料窑运转率和节能降耗的长期效果,产生了显著的经济效益和社会效益。□

(收稿日期:2004-02-18

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