煤窑温度控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及自动控制技术领域，尤其涉及水泥厂等的煤窑温度控制系统。
【背景技术】
[0002] 水泥厂回转窑是水泥厂煅烧高标号水泥的主要设备，其作用是将生料煅烧成水泥 熟料，生产过程中对回转窑的温度控制是重要的生产工艺。众所周知，现有技术中已存在多 种温度控制方法，如中国知识产权局专利局于2013年7月24日公开了一种回转窑窑内温 度梯度优化控制方法，其公开号为CN103217013A。这种回转窑窑内温度梯度优化控制方法， 设有窑尾温度控制器、窑头窑尾温差控制器、窑头温度测量变送器、窑尾温度测量变送器、 燃料流量设定器、燃料流量控制器、燃料流量测量及执行器、风流量设定器、风流量控制器、 风流量测量及执行器、生料流量测量变送器、窑尾窑内压力测量变送器等现场仪表，生料流 量作为燃料流量设定器的一个输入，设定器输出是燃料流量设定值，设定曲线按设计资料 或运行经验进行设定，该设定器的输出与窑尾温度控制器、窑头窑尾温差控制器的输出之 和作为燃料流量控制器的设定值，各控制器采用PID算法或其它控制算法，实现燃料流量 的闭环控制。这种控制方法虽然可实现燃料流量的闭环控制，但没有考虑到水泥厂煤炭热 值经常变化对控制系统模型准确性所带来的影响，造成控制效果不准确，生产效率低。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种煤窑温度控制系统。
[0004] 本实用新型所述的煤窑温度控制系统，包括喂煤量控制装置和参考轨迹输入装 置，可根据参考轨迹来控制喂煤量从而控制煤窑的温度；其特征在于：还包括运算装置、热 值检测装置、喂煤量检测装置和热值估计装置；所述热值检测装置和喂煤量检测装置均与 所述运算装置相连接；所述热值估计装置与所述喂煤量控制装置相连接。
[0005] 所述运算装置包括偏差运算模块，用于计算当前煤炭热值Q(k)和设置的标准煤 炭热值％之间的绝对差值，从而获得煤炭热值偏差参数值。所述运算装置包括当前煤炭热 值运算模块，包括用于计算窑尾当前煤炭热值Q1 (k)的窑尾当前煤炭热值运算单元及用于 计算窑头当前煤炭热值Q2(k)的窑头当前煤炭热值运算单元；所述窑尾当前煤炭热值运算 单元包括：第一运算模块，用于根据所述热值检测装置、喂煤量检测装置输出的检测值计算 所述第一参数值和第二参数值。所述运算装置包括第二运算模块，用于根据所述第一参数 值贫(幻、第二参数值￥(幻，及实验煤炭热值计算出第三参数值4、第四参数值4及第五参 数值4所述运算装置还包括煤炭热值运算模块，用于根据第一参数值、第二参数值 贫(幻>第三参数值第四参数值<和第五参数值^计算得出k时刻的煤炭热值Q1 (k)。
[0006] 本实用新型所述的煤窑温度控制系统，通过热值检测装置检测当前煤窑热值并将 该值反馈给运算装置，通过喂煤量检测装置检测当前喂煤量值，所述运算装置根据当前煤 窑热值和当前喂煤量值及参考轨迹进行运算，再根据运算结果向所述喂煤量控制装置发送 控制指令，所述喂煤量控制装置根据所述控制指令控制喂煤量，从而可达到煤窑的热值控 制更加准确，提高生产效率。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型实施例一所述的煤窑温度控制系统模型示意图；
[0008]图2为本实用新型实施例一所述的煤窑温度控制系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0009] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。
[0010] 如图1所示，本实施例提供一种煤窑温度控制系统，包括喂煤量控制装置和参考 轨迹输入装置，可根据参考轨迹来控制喂煤量从而控制煤窑的温度；其特征在于：还包括 运算装置、热值检测装置、喂煤量检测装置和热值估计装置；所述热值检测装置和喂煤量检 测装置均与所述运算装置相连接；所述热值估计装置与所述喂煤量控制装置相连接。本领 域技术人员可以理解，煤窑中的实际热值和温度会随着各种工艺条件发生变化，影响温度 控制按照参考轨迹来进行；本实施例所述的煤窑温度控制系统，通过热值检测装置检测当 前煤窑热值并将该值反馈给运算装置，通过喂煤量检测装置检测当前喂煤量值，所述运算 装置根据当前煤窑热值和当前喂煤量值及参考轨迹进行运算，再根据运算结果向所述喂煤 量控制装置发送控制指令，所述喂煤量控制装置根据所述控制指令控制喂煤量，从而可达 到煤窑的热值控制更加准确，提高生产效率。
[0011] 所述运算装置包括偏差运算模块，用于计算当前煤炭热值Q(k)和设置的标准煤 炭热值％之间的绝对差值，从而获得煤炭热值偏差参数值；本领域技术人员可以理解，所述 煤炭热值偏差参数值AQ= |Q(k) - Qq|。
[0012] 所述运算装置包括当前煤炭热值运算模块，包括用于计算窑尾当前煤炭热值 Ql(k)的窑尾当前煤炭热值运算单元及用于计算窑头当前煤炭热值Q2(k)的窑头当前煤炭 热值运算单元；本领域技术人员可以理解，所述当前煤炭热值Q(k)根据下列运算模型运算 得出：
[0013] Q(k) = a (^(lO + Q-a )Q2(k)
[0014] 其中，参数a为权重系数、r为设置的容忍阈值；如果|Q(k)-Q(j|〈r，则不改变当前 煤炭热值；如果IQOO-Q。！彡r，则进行调试控制。标准热值Q。指的是调试时期，用来辨识 出系统模型参数所采用的煤炭热值。
[0015] 所述窑尾当前煤炭热值运算单元包括：
[0016] 第一运算模块，用于根据所述热值检测装置、喂煤量检测装置输出的检测值计算 所述第一参数值和第二参数值。本领域技术人员可以理解，所述热值检测装置可在k时 刻检测出喂煤量参数XI (k)、煤量增量参数A XI (k)、温度参数Y1 (k)以及温度增量参数 A Y1 (k);所述第一运算模块根据下列第一运算模型和第二运算模型计算出第一参数值 4(A)和第二参数值W (幻 〇
[0017] 所述第一运算模型为：
[0018]
[0019] 所述第二运算模型为：
[0020]
[0021] 所述运算装置包括第二运算模块，用于根据所述第一参数值％(幻、第二参数值 烤(約、及实验煤炭热值计算出第三参数值第四参数值41及第五参数值C)。本领域技术 人员可以理解，所述实验煤炭热值由化验室化验得到；所述第二运算模块根据下列第三运 算模型计算出第三参数值、第四参数值及第五参数值；
[0022] 所述第三运算模型为：
[0023]
[0024] 其中m为进行回归用到的数据组(C), )的个数；当化验室化验煤炭热值后， 还需用化验的热值数据重新按照上述方法进行计算，用来修正第三参数值第四参数值 #和第五参数值
[0025] 所述运算装置还包括煤炭热值运算模块，用于根据第一参数值、第二参数值 ~(幻、第三参数值4、第四参数值<和第五参数值'计算得出k时刻的煤炭热值Q1 (k);所 述煤炭热值运算模块根据下列第四运算模型计算出所述k时刻的煤炭热值Q1 (k)。
[0026] 所述第四模型为：
[0027]
[0028] 所述窑头当前煤炭热值运算单元与所述窑尾当前煤炭热值运算单元具有同样的 结构，从而获得窑头当前煤炭热值Q2 (k)，这里不再进行累述。
[0029] 本领域技术人员可以理解，窑尾当前煤炭热值运算单元及窑头当前煤炭热值运算 单元都采用如下经典一阶惯性时滞环节来刻画，即
[0030]
[0031] 其中K为模型增益，T为时间常数，t为时滞。
[0032] 根据当前煤炭热值Q(k)与标准热值Q。的关系换算出来对应的模型增益，即，
[0033]
[0034] 兵甲，K。定调试町米用称准热值Q。辨识出来的模型增益。该关系式既适用于当前 煤炭热值运算单元也适用于窑头当前煤炭热值运算单元。
[0035] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种煤窑温度控制系统，包括喂煤量控制装置和参考轨迹输入装置，可根据参考轨 迹来控制喂煤量从而控制煤窑的温度；其特征在于：还包括运算装置、热值检测装置、喂煤 量检测装置和热值估计装置；所述热值检测装置和喂煤量检测装置均与所述运算装置相连 接；所述热值估计装置与所述喂煤量控制装置相连接。2. 如权利要求1所述的煤窑温度控制系统，其特征在于：所述运算装置包括偏差运算 模块，用于计算当前煤炭热值Q (k)和设置的标准煤炭热值Q。之间的绝对差值，从而获得煤 炭热值偏差参数值。3. 如权利要求1所述的煤窑温度控制系统，其特征在于：所述运算装置包括当前煤炭 热值运算模块，包括用于计算窑尾当前煤炭热值Ql (k)的窑尾当前煤炭热值运算单元及用 于计算窑头当前煤炭热值Q2 (k)的窑头当前煤炭热值运算单元。4. 如权利要求3所述的煤窑温度控制系统，其特征在于：所述窑尾当前煤炭热值运算 单元包括：第一运算模块，用于根据所述热值检测装置、喂煤量检测装置输出的检测值进行 计算。5. 如权利要求4所述的煤窑温度控制系统，其特征在于：所述运算装置包括第二运算 模块，用于根据所述第一运算模块的计算结果及实验煤炭热值进行计算。6. 如权利要求5所述的煤窑温度控制系统，其特征在于：所述运算装置还包括煤炭热 值运算模块，用于计算得出k时刻的煤炭热值Ql (k)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤窑温度控制系统，包括喂煤量控制装置、参考轨迹输入装置、运算装置、热值检测装置、喂煤量检测装置和热值估计装置；所述热值检测装置和喂煤量检测装置均与所述运算装置相连接；所述热值估计装置与所述喂煤量控制装置相连接。本实用新型通过热值检测装置检测当前煤窑热值并将该值反馈给运算装置，通过喂煤量检测装置检测当前喂煤量值，所述运算装置根据当前煤窑热值和当前喂煤量值及参考轨迹进行运算，再根据运算结果向所述喂煤量控制装置发送控制指令，所述喂煤量控制装置根据所述控制指令控制喂煤量，从而可达到煤窑的热值控制更加准确，提高生产效率。
【IPC分类】F23N5/00, F27D19/00
【公开号】CN204786536
【申请号】CN201420707652
【发明人】张志卿, 甘文钊
【申请人】上海锐帕节能科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2014年11月21日