石灰回转窑生产线控制系统.docx

新兴河北工程技术有限公司 石灰回转窑生产线控制系统 新兴石灰回转窑生产线控制系统 关键字：回转窑 自动化控制 摘要：回转窑石灰工艺比较复杂，产品产量、质量受原料情况、物料运动速度、 煅烧温度、燃料供给、助燃风、主抽风等各项工艺参数及窑内工况综合影响。新兴河 北工程技术有限公司在多年的石灰回转窑生产线总承包中积累了丰富的经验。本文结 合新兴石灰回转窑工艺，提出了多回路控制策略，在回转窑多回路控制系统中，关键 的控制方式是由多个测量值、多个调节器、补偿器和解耦器等组成多回路控制系统。 在回转窑多回路控制系统中，采用串级控制是改善调节过程较为有效的方法。回转窑 控制系统中，煅烧带为主控制调节，一次风变频调节量和主抽风变频调节量为副控制 调节。在实践过程中，通过煅烧窑燃烧装置和控制系统，对物料煅烧过程及回转窑煅 烧区域温度进行控制，使煅烧窑内的物料按照预定的曲线升温，石灰石得以在预定的 温度曲线下完成分解过程，生产出优质的成品灰。 一、 引言 石灰回转窑生产控制工艺比较复杂，产品产量、质量及煅烧实收率受原料供给量、 物料运动速度、煅烧带温度、燃料供给量、助燃一次风量、二次风量、窑头窑尾负压 等各项工艺参数及窑内工况的综合影响，就成品质量而言，如果没有一套完善的窑内 情况自动化监控系统，煅烧温度、窑头窑尾负压、原料供给量、燃料补给量、助燃风 量、物料运动速率等各项工艺参数不能达到良好配置，在实际生产中，只依据操作人 员的实际经验进行调整，往往存在煅烧带温度，窑头窑尾负压，给料量，窑体转速， 一二次风及燃料配比，煅烧带稳定性等不合理，不规范现象。易造成产品灰过烧、欠 烧，同时对窑内衬寿命、燃料消耗、窑尾烟气净化、窑体转动、机械设备运转都带来 不利影响。因此，对于降低生产成本、提高产品质量、减少环境污染和资源消耗只能 通过全流程自动控制系统的优化设计来实现。采用计算机控制系统是对石灰焙烧过程 实现成功控制的关键，采用新的合适的控制结构过程综合自动化系统是解决上述问题 的关键。采用过程控制、过程优化的综合自动化系统。 二、 新兴石灰生产线过程自动化系统的实现 经过筛选过的合格的原料经上料皮带或料车进入原料预热器，根据预热器内原料 料位自动控制上料系统的运行，经过预热的原料根据预先设定的产量由预热器液压推 杆均匀推入回转窑内，与此同时回转窑的转速、燃料的供给、一次风量、二次风量、 1 新兴河北工程技术有限公司 窑尾主抽风量也随之变化，达到动态平衡。 2.1 新兴石灰回转窑的主要技术参数 石灰回转窑生产线控制系统 石灰回转窑控制系统是对整个生产过程工艺实行监控，根据工艺规范和回转窑的 煅烧温度需求，进行动态调节控制，使其在工艺要求的升温曲线和负压范围内对回转 窑内的石灰石进行干燥、加热、煅烧和冷却段的控制。并对煅烧过程优化燃气配置功 能。回转窑实际控制点和测量点如表 1 所示。 序号 名 称 参 数 1 预热器料位 2 回转窑尾温度 3 回转窑头温度 4 煅烧带温度 5 窑尾压力 6 窑头压力 7 燃料流量 8 燃料压力 9 一次风流量 10 二次风流量 11 窑尾风机转速 12 回转窑转速 13 冷却器出料温度 14 燃料燃值在线数据 15 回转窑产能 在回转窑正常生产情况下，系统的调节器众多，仅依靠独立闭环的单回路控制系 统是不可能实现最优生产控制的。另外，主要调节对象（产量、窑转速、燃料供给量、 一次风、二次风、窑尾风机转速等装置控制）都是动态调节，其动态特性决定了它的 控制复杂性，且生产工艺对调节质量的要求又较高。因此，只有采用多回路控制系统 才能完成回转窑的最佳生产状态调节控制任务。 2.2 控制系统结构 随着石灰生产过程回转窑控制技术的改进，其过程控制向着大型、连续和多复合 功能方向发展，对生产工艺操作规程的要求更加严格，参数间相互关系更加复杂。产 品的品质指标的不断提高，直接要求控制系统的精度和功能均要有较大的提升，同时 对能源消耗和环境污染也有明确的限制。在这种情况下，回转窑控制系统必须采取新 型控制方式——多回路控制系统。回转窑煅烧过程控制系统结构如图 1 所示。 2 新兴河北工程技术有限公司 石灰回转窑生产线控制系统 图 1 回转窑煅烧过程控制结构 2.3 控制策略 回转窑控制系统调节对象的动态特性决定了其控制的复杂性，而工艺指标对调节质 量的要求又很高。从回转窑控制单元器件而言，调节对象的动态特性虽然并不复杂， 但控制的关联性却高度集中，故单回路控制系统（是指用 1 个调节器、1 个输入信号、 1 个闭环控制。）难以满足工艺生产要求。 　　在回转窑多回路控制系统中，关键的控制方式是由多个测量值、多个调节器、补 偿器和解耦器等组成多回路控制系统。在回转窑多回路控制系统中，采用串级控制是 改善调节过程较为有效的方法。