水泥回转窑温度控制方法的研究

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1、分类号：TP391.9单位代码：10190研究生学号：201503046密级：公开硕士专业学位论文夏永丰2018年6月水泥回转窑温度控制方法的研究AstudyonTemperatureControlMethodofCementRotaryKiln硕士研究生：夏永丰校内导师：王盛慧副教授企业导师：张晓玫高级工程师申请学位：工程硕士领域：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要摘要回转窑是水泥熟料烧成系统的核心设备，水泥熟料的烧成质量和产量直接取决于回转窑窑内温度。本文通过分析水泥回转窑的工艺流程，阐述

2、了窑内温度的稳定对于提高水泥熟料的质量、产量以及降低能耗等具有重要意义。水泥回转窑烧成系统具有多变量、大滞后、强耦合以及时变非线性等特性，目前国内多采用热电偶进行窑内温度的测量，但其易受耐高温材料的限制，并且温度测量范围具有局限性；同时，窑内工况始终处于动态变化之中，难以建立精确的烧成系统数学模型，常规控制方法不易于实现对水泥回转窑温度的良好控制。为了实现对水泥回转窑温度的有效控制，本文以吉林省某日产5000t/d水泥熟料的生产线作为研究背景，进行了以下研究：在水泥回转窑温度测量方面，设计了基于图像处理技术的温度测量方法。该方法首先采用自适应开关中

3、值滤波对采集的窑内视频图像进行去噪处理；然后，采用基于搜寻者优化算法的K-means聚类算法对去噪后的图像进行图像分割，分割出烧成带特征量物料区；最后，运用神经网络比色测温法计算出烧成带温度。通过仿真实验研究，表明了该方法的有效性。在水泥回转窑温度控制方面，论文在强化学习的理论基础研究之上，设计了基于Q-learning和ISOA（ImprovedSeekerOptimizationAlgorithm）的水泥回转窑温度控制策略。该策略以烧成带温度状态变化为强化信号，通过调节喂煤量、主排风机转速和回转窑转速，从而实现对水泥回转窑温度的有效控制。对该方

4、法进行Matlab仿真实验，结果表明了该控制策略的有效性。最后，在分析水泥回转窑温度集散控制系统（DCS）基本结构的基础上，设计了回转窑温度控制系统的软硬件，并且在MFC图形化编程的基础上，进行了用户监控界面的设计。关键词：水泥回转窑温度图像处理Q学习算法改进的搜寻者优化算法DCSIAstractAbstractRotarykilnisthecoreequipmentofthecementclinkerfiringsystem,thefiringqualityandoutputofcementclinkerdirectlydependonthete

5、mperatureintherotarykiln.Thispaperanalyzestheprocessflowofcementrotarykiln,andexplainsthatthestabilityofthetemperatureinthekilnisofgreatsignificanceforimprovingthequality,outputandreducingenergyconsumptionofcementclinker.Thecementrotarykilnfiringsystemhascharacteristicssuchasm

6、ultivariable,largedelay,strongcoupling,andtime-varyingnonlinearity.Atpresent,domesticuseofthermocouplestomeasurethetemperatureinthekiln,butitissusceptibletohightemperaturematerials,andthetemperaturemeasurementrangehavelimitations.Atthesametime,theworkingconditionsinthekilnarea

7、lwaysinadynamicchange,itisdifficulttoestablishanaccuratemathematicalmodelofthefiringsystem,conventionalcontrolmethodsarenoteasytoachieveagoodcontrolofthetemperatureofthecementrotarykiln.Inordertoachieveeffectivecontrolofthetemperatureofthecementrotarykiln,thispapertakestheprod

8、uctionlineofa2000t/dcementclinkerperdayinJilinProvinceasthere