冶金石灰窯多參數(shù)檢測與質量控制理論及技術研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是我國國民經濟重要基礎和支柱性產業(yè)，石灰是鋼鐵冶金的重要原料，它作為高爐煉鐵和轉爐煉鋼的熔劑，具有縮短冶煉時間、提高生鐵質量和鋼水純凈度等優(yōu)點，可廣泛應用于濕法煙氣脫硫、酸性工業(yè)廢水處理等環(huán)境保護領域、以及輕質碳酸鈣、環(huán)氧氯丙烷、氧化鋁燒結礦制備等冶金、化工生產過程。石灰質量的主要衡量指標是活性度，活性石灰主要通過冶金石灰窯煅燒而成。石灰的活性度不僅決定了煙氣脫硫和廢水中和的效率、凈化度，還決定著鋼鐵冶煉、輕質碳酸鈣、氧化鋁燒結

2、礦等生產過程的產品質量、原料利用率和運行費用。隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，對冶金石灰提出了越來越高的要求。因此，開展冶金石灰窯生產過程質量控制理論及技術的研究，實現(xiàn)整個工藝過程綜合優(yōu)化和安全穩(wěn)定運行，對于進一步穩(wěn)定石灰煅燒品質，降低生產能耗，減少環(huán)境污染、保證鋼鐵冶煉質量，提高經濟效益都具有重要意義。
　　 本文通過活性石灰煅燒涉及的物理和化學反應過程的機理研究，闡述了石灰窯生產系統(tǒng)的非線性、多變量和多參數(shù)影響的復雜特性以及石灰煅燒

3、質量的有關影響因素，分析了活性度質量指標與煅燒時間、速度、溫度和燃料配比等工藝參數(shù)之間的關系。在此基礎上，以寶鋼梅山鋼鐵公司套筒式石灰窯為對象，以其煤氣流量檢測、供熱系統(tǒng)的溫度調節(jié)和燃燒過程的優(yōu)化控制為目標，采用現(xiàn)場技術參數(shù)測試、仿真分析、以及工業(yè)性試驗相結合的方法進行石灰窯生產多參數(shù)檢測與質量控制理論及技術的研究，以達到實現(xiàn)整個生產過程綜合優(yōu)化和安全穩(wěn)定運行的目的。主要研究內容及創(chuàng)新點如下：
　　 (1)運用參數(shù)補償原理設計并

4、實現(xiàn)混合煤氣流量在線檢測方案
　　 工程上通常采用差壓式孔板流量計進行冶金石灰窯的混合煤氣流量在線檢測，本文通過其誤差產生因素的分析，提出了以超聲波流量計為基準檢測總管煤氣流量進而實現(xiàn)對各支管煤氣流量在線補償?shù)姆椒ǎ茖Я耸腋G混合煤氣流量檢測的在線密度補償算法，進而制定了多參數(shù)補償?shù)幕旌厦簹饬髁坑嬃繖z測方案，并進一步構建了混合煤氣流量在線補償檢測系統(tǒng)，在此基礎上，通過硬件配置、選型和軟件設計、開發(fā)以及現(xiàn)場調試闡述了整個系統(tǒng)的實

5、現(xiàn)。
　　 (2)基于信息融合技術的燃燒過程煙氣氧含量的軟測量研究
　　 本文針對石灰窯最佳燃燒控制系統(tǒng)的重要衡量參數(shù)-尾氣氧含量的在線檢測問題，采用基于信息融合技術的軟測量方法開展研究。提出了尾氣氧含量的機理建模方案，根據(jù)機理表達式詳細分析了相關參數(shù)影響因素，并推導出氧含量的計算修正公式，在此基礎上，構建了基于信息融合技術的氧含量軟測量系統(tǒng)的分析計算模型。
　　 (3)采用模糊控制策略設計燃燒過程溫度調節(jié)系統(tǒng)<

6、br>　　 針對石灰窯燃燒過程溫度控制所具有的有非線性、大滯后、強耦合等特點，采用模糊控制策略，構建石灰窯溫度調節(jié)系統(tǒng)模糊控制方案，并針對其存在的問題，進一步提出了模糊PID控制方法。通過Matlab的仿真分析，驗證了模糊PID控制策略能獲得較好的動態(tài)控制性能。
　　 (4)基于經濟運行的冶金石灰窯燃燒過程優(yōu)化控制
　　 本文通過石灰窯經濟燃燒的特性分析，提出了提高熱效率，實時調整最佳空燃比系數(shù)的方法，并制定了完善的燃