CN101706668B - 用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法及装置，其方法是通过控制器对篦冷机中余热利用风阀的开度、余风风阀的开度、一段主传转轴的转速和二段主传转轴的转速进行控制；其装置包括篦冷机、与篦冷机相连的一段驱动机构和二段驱动机构、设于篦冷机上的余热利用机构和余风排放机构，篦冷机上设有至少两个料位检测器，一段驱动机构、二段驱动机构、余热利用机构、余风排放机构和料位检测器分别与控制器连接，控制器设有依次连接的信号输入端、信号分析处理单元和信号输出端。本发明的控制装置能有效减小篦冷机余热利用抽风温度的波动，保证抽风温度稳定在一定的范围内，从而保证水泥余热发电系统的抽风温度维持在较高的水平。

Description

用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法及装置

技术领域

本发明涉及风温控制技术，特别涉及一种用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法及装置。

背景技术

利用水泥熟料生产线中的废气余热进行纯低温或中低温余热发电是水泥行业节能降耗的重要措施，也是一项新技术。该技术一般是利用篦冷机排出的中低温废气或窑尾预热器排出的烟气余热加热给水，产生蒸汽，推动汽轮发电机组发电。烧成的熟料从回转窑进入到篦冷机后，在篦板的推动下，由靠近回转窑的一端向远离回转窑的一端移动，同时由冷却风机鼓入到篦冷机风室的空气从篦板下向上鼓入，空气穿过熟料层的时候，与之发生热交换，熟料被冷却、空气被加热。随着熟料的移动和热交换的进行，其温度逐渐降低，与之换热后的空气温度也随之降低。为使余热发电系统高效低成本地回收利用余热，一般是尽可能的获取较高温度的废气，甚至实行余热梯级利用，即在篦冷机的中部开启多个抽风口，然后将这些抽风送入到窑头锅炉的不同位置，以实现余热的最佳利用。在现有技术中，篦冷机主传转轴转速是通过回转窑操作员的经验进行控制的，篦冷机余热利用抽风管调节风阀和余风排风管调节风阀是通过余热电站操作员的经验进行控制的。然而，篦板速度(由主传转轴转速控制)、熟料粒径、篦床上熟料位度、篦冷机冷却风机鼓入风量、篦冷机余热利用抽风管和余风排风管的调节阀阀位等因素均会影响篦冷机余热利用抽风温度。当温度低到一定程度时，必须停窑头余热锅炉；当温度较高时，又受主蒸汽温度的限制，必须打开冷风阀，吸入部分冷空气以调节入炉气温。篦冷机余热利用抽风温度大幅波动，不利于系统稳定高效的运行。因此，有必要开发一种保持风温稳定在一定范围内的自动控制装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种控制效果好、控制精度高并能实现自动化调节的用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种能实现上述方法的用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，该装置能较好地将余热利用的风温控制在一定的范围内，减少篦冷机余热利用抽风温度的波动，保证水泥余热发电系统的正常运作。

本发明通过以下技术方案实现：用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法，通过控制器实现对篦冷机中余热利用风阀的开度、余风风阀的开度、一段主传转轴的转速和二段主传转轴的转速进行控制，具体包括以下步骤：

(1)在控制器中分别设置余热利用抽风温度、余风温度、篦冷机一段料位和篦冷机二段料位的设定值范围；

(2)余热利用抽风温度检测器和余风温度检测器分别检测余热抽风管和余风排风管中的实时风温，并将得到的风温数据通过控制器的信号输入端送至信号分析处理单元；

(3)信号分析处理单元中数据检测模块接收各风温数据后，将数据送至判断分析模块，判断分析模块分别判断余热利用抽风温度和余风温度是否在其各自的设定值范围内；

若两者均在设定值范围内，则返回步骤(2)；

否则，计算控制模块进行计算判断，确定检测到的各风温数据与其设定值范围的关系，并由指令输出模块输出余热利用抽风调节阀或余风调节阀的阀位开度目标值，并将得到的阀位开度目标值送至反馈调节模块；余热利用抽风调节阀和余风调节阀的电动执行器检测其对应的实时阀位开度，并将数据通过信号输入端送至信号分析处理单元的数据检测模块，数据检测模块接收各实时阀位开度数据后将其送至反馈调节模块；反馈调节模块将相应的阀位开度目标值和检测到的实时阀位开度进行比较计算，得到余热利用抽风调节阀或余风调节 阀的开度调节量，然后通过信号输出端输出控制信号进行阀位开度调节，同时进入步骤(4)；

(4)设于篦冷机一段和二段上的料位检测器分别检测篦冷机一段和二段的料位值，并将得到的料位值数据通过控制器的信号输入端送至信号分析处理单元；

(5)信号分析处理单元中数据检测模块接收各料位值数据后，将数据送至判断分析模块，判断分析模块分别判断篦冷机一段和二段的料位值是否小于其各自对应的设定值；

若否，则返回步骤(4)；

若是，则计算控制模块计算一段主传转轴或二段主传转轴的目标转速，并通过指令输出模块送至反馈调节模块；一段主传转轴转速检测器和二段主传转轴转速检测器分别检测一段主传转轴和二段主传转轴的实时转速，并将数据通过信号输入端送至信号分析处理单元的数据检测模块，数据检测模块接收各实时转速的数据后将其送至反馈调节模块；反馈调节模块将相应的目标转速和实时转速进行比较计算，得到一段主传转轴或二段主传转轴的转速调节量，然后通过信号输出端输出控制信号，通过一段主传转轴驱动构件或二段主传驱动机构调节一段主传主轴或二段主传主轴的转速。

上述方法中，所述控制器中信号分析处理单元对各数据的分析计算采用PID控制或模糊控制。

本发明能实现上述方法的用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，包括篦冷机、分别与篦冷机相连的一段驱动机构和二段驱动机构、以及分别设于篦冷机上的余热利用机构和余风排放机构，所述篦冷机上设有至少两个料位检测器，所述一段驱动机构、二段驱动机构、余热利用机构、余风排放机构和料位检测器分别与控制器相连；所述控制器设有依次连接的信号输入端、信号分析处理单元和信号输出端，信号分析处理单元包括依次连接的数据检测模块、判断分析模块、计算控制模块、指令输出模块和反馈调节模块，其中数据检测模块的输入端与信号输入端连接，反馈调节模块的输出端与信号输出端连接，反馈调节模块的输入端还与数据检测模块连接。

所述一段驱动机构包括相连接的一段主传转轴和一段主传转轴驱动构件、以及设于一段主传转轴上的一段主传转轴转速检测器；所述二段驱动机构包括相连接的二段主传转轴和二段主传转轴驱动构件、以及设于二段主传转轴上的二段主传转轴转速检测器；所述余热利用机构包括与篦冷机相连的余热抽风管、设于余热抽风管上的余热利用抽风调节阀和余热利用抽风温度检测器；所述余风排放机构包括与篦冷机相连的余风排风管、设于余风排风管上的余风调节阀和余风温度检测器；

一段主传转轴转速检测器、二段主传转轴转速检测器、余热利用抽风调节阀、余热利用抽风温度检测器、余风调节阀、余风温度检测器和各个料位检测器分别与控制器的信号输入端的相连，一段主传转轴驱动构件、二段主传转轴驱动构件、余热利用抽风调节阀和余风调节阀分别与控制器的信号输出端相连。

所述一段主传转轴转速检测器或二段主传转轴转速检测器采用转速传感器。

所述料位检测器采用高温雷达物位计。

所述余热利用抽风温度检测器或余风温度检测器采用热电偶。

所述余热利用抽风调节阀或余风调节阀为电动执行器的调节阀；所述余热利用抽风调节阀或余风调节阀采用百叶风阀。

上述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置工作时，其控制器的控制逻辑具体为：

(1)当余热利用抽风温度检测器和余风温度检测器分别检测到的余热利用抽风温度和余风温度均在其对应的设定值范围内时，控制器的信号分析处理单元不动作；

(2)当余热利用抽风温度检测器和余风温度检测器分别检测到的余热利用抽风温度和余风温度均高于其对应的设定值上限时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀开大，同时余热利用抽风调节阀关小，从而减少进入AQC锅炉的热风量，再通过打开装置冷风阀吸入冷空气，保证进入余热锅炉的风温。同时，设于篦冷机一段和二段 的料位检测器分别检测篦冷机一段、二段的料位值，若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴减速；若二段的料位值小于设定值，则控制器控制二段主传转轴减速。

(3)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度处于其设定值范围内，且余风温度检测器检测到余风温度高于其设定值上限时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀关小、同时余热利用抽风调节阀开大，以增加进入锅炉的高温余风风量和风温，使得余热利用最大化。同时，设于篦冷机一段和二段料的位检测器分别检测篦冷机一段、二段的料位值。若一段的料位值大于设定值，则控制器控制一段主传转轴加速；若二段的料位值小于设定值，则控制器控制二段主传转轴减速。

(4)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度低于其设定值下限，且余风温度检测器检测到的余风温度高于其设定值上限时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀关小、同时余热利用抽风调节阀开大，以减小高温余风的排量，增加高温烟气经余热抽风管的风量和风温；同时，设于篦冷机一段和二段的料位检测器分别检测一段、二段的料位值。若一段的料位值大于设定值，则控制器控制一段主传转轴加速；若二段的料位值小于设定值，则控制器控制二段主传转轴减速。

(5)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度高于其设定值上限、而余风温度检测器检测到的余风排风温度处于设定值范围内时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀开大，余热利用抽风调节阀关小，从而减少进入AQC锅炉的热风量，再通过打开装置的冷风阀吸入冷空气，保证进入余热锅炉的风温。同时，一段和二段料位检测器分别检测篦冷机一段、二段的料位值。若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴加速；若二段的料位值大于设定值，则控制器控制二段主传转轴加速。

(6)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度低于其设定值下限、同时余风温度检测器检测到的余风温度在其设定值范围内时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节 阀开大，余热利用抽风调节阀关小直至关闭，从而减少进入AQC锅炉的低温风量。同时，设于篦冷机一段和二段料的位检测器分别检测一段、二段的料位值。若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴加速；若二段的料位值大于设定值，则控制器控制二段主传转轴加速。

(7)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度高于设定值上限，同时余风温度检测器检测到的余风温度低于设定值下限，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀开大，以增加高温余风的排量，减少高温烟气经余热抽风管的风量，从而降低余热利用抽风温度；控制余热利用抽风调节阀关小，以减少进入AQC锅炉的热风量，再通过打开装置的冷风阀吸入冷空气，保证进入余热锅炉的风温。同时，设于篦冷机一段和二段的料位检测器分别检测一段、二段的料位值。若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴减速；若二段的料位值大于设定值，则控制器控制二段主传转轴加速。

(8)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度处于设定值范围内，同时余风温度检测器检测到的余风温度低于设定值下限，控制器的信号分析处理单元不动作；

(9)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度低于设定值上限，同时余风温度检测器检测到的余风温度低于设定值下限，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，维持余风调节阀和余热利用抽风调节阀开度不变。同时，设于篦冷机一段和二段的料位检测器分别检测一段、二段的料位值。若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴减速；若二段的料位值大于设定值，则控制器控制二段主传转轴加速。

上述逻辑过程中，一段主传转轴或二段主传转轴的转速增加(或减小)比例的控制过程是：一段主传转轴转速检测器或二段主传转轴转速检测器实时向控制器反馈转速信号，控制器经过上述对风温、料位值等信号的判断之后，结合检测到的实时转速，计算出转速调节值；然后控制器输出信号，推动一段主传转轴驱动机构或二段主传转轴驱动机构进行转速调整。

如上控制可以保证从余热利用机构送入窑头余热锅炉的废气温度保持在 一个较为稳定的范围内，以有利于余热发电系统的稳定运行，实现发电最大化。

本发明相对于上述现有技术，具有如下优点效果：

通过本发明的控制装置，能有效减小篦冷机余热利用抽风温度的波动，保证抽风温度稳定在一定的范围内，从而保证水泥余热发电系统的抽风温度维持在较高的水平。风温稳定在一定的范围之内，既可以避免因为进入余热锅炉的风温过低而停炉，又可避免由于余热利用抽风温度过高而不得不吸入冷风以降低进入锅炉的风温导致余热利用不高。

附图说明

图1是本发明的控制装置结构示意图。

图2是本发明中控制器的端口示意图。

图3是本发明中控制器的信号处理过程示意图。

图4是本发明的控制方法示意图。

图5是本发明中控制器的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

本实施例一种用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法，通过控制器实现对篦冷机中余热利用风阀的开度、余风风阀的开度、一段主传转轴的转速和二段主传转轴的转速进行控制，如图4所示，具体包括以下步骤：

(1)在控制器16中分别设置余热利用抽风温度、余风温度、篦冷机一段料位和篦冷机二段料位的设定值范围；

(2)余热利用抽风温度检测器10和余风温度检测器13分别检测余热抽风管8和余风排风管11中的实时风温，并将得到的风温数据通过控制器16的信号输入端送至信号分析处理单元；

(3)信号分析处理单元中数据检测模块接收各风温数据后，将数据送至判断分析模块，判断分析模块分别判断余热利用抽风温度和余风温度是否在其各自的设定值范围内；

若两者均在设定值范围内，则返回步骤(2)；

否则，计算控制模块进行计算判断，确定检测到的各风温数据与其设定值范围的关系，并由指令输出模块输出余热利用抽风调节阀9或余风调节阀12的阀位开度目标值，并将得到的阀位开度目标值送至反馈调节模块；余热利用抽风调节阀9和余风调节阀12的电动执行器检测其对应的实时阀位开度，并将数据通过信号输入端送至信号分析处理单元的数据检测模块，数据检测模块接收各实时阀位开度数据后将其送至反馈调节模块；反馈调节模块将相应的阀位开度目标值和检测到的实时阀位开度进行比较计算，得到余热利用抽风调节阀或余风调节阀的开度调节量，然后通过信号输出端输出控制信号进行阀位开度调节，同时进入步骤(4)；

(4)设于篦冷机1一段和二段上的料位检测器14、15分别检测篦冷机1一段和二段的料位值，并将得到的料位值数据通过控制器16的信号输入端送至信号分析处理单元；

(5)信号分析处理单元中数据检测模块接收各料位值数据后，将数据送至判断分析模块，判断分析模块分别判断篦冷机1一段和二段的料位值是否小于其各自对应的设定值；

若否，则返回步骤(4)；

若是，则计算控制模块计算一段主传转轴2或二段主传转轴3的目标转速，并通过指令输出模块送至反馈调节模块；一段主传转轴转速检测器4和二段主传转轴转速检测器5分别检测一段主传转轴2和二段主传转轴3的实时转速，并将数据通过信号输入端送至信号分析处理单元的数据检测模块，数据检测模块接收各实时转速的数据后将其送至反馈调节模块；反馈调节模块将相应的目标转速和实时转速进行比较计算，得到一段主传转轴2或二段主传转轴3的转速调节量，然后通过信号输出端输出控制信号，通过一段主传转轴驱动构件6或二段主传驱动机构7调节一段主传主轴2或二段主传主轴3的转速。

本实施例的上述方法中，控制器中信号分析处理单元对各数据的分析计算采用PID控制。控制过程中，控制器16中信号分析处理单元进行的信号处理过程如图3所示，判断分析模块首先判断余热利用抽风温度Te和余风排放温度Tp是否在设定范围之内，判断结果分为三档：高于设定范围，在设定范围内，低于设定范围。如果上述两温度都在范围之内，将无任何响应，等待下一次的检测。如果上述两温度有一个不在范围内时，计算控制模块判断是属于8种情况(即Te＞T2、Tp＞T4，T1＜Te＜T2、Tp＞T4，Te＜T1、Tp＞T4，Te＜T2、T3＜Tp＜T4，Te＜T1、T3＜Tp＜T4，Te＜T2、Tp＜T3，T1＜Te＜T2、Tp＜T3，T1＜Te、Tp＜T3，其中T1、T2分别为设定的余热利用风温的下限和上限，T3、T4分别为设定的余风排风温度的下限和上限)中的哪种情况，根据判断结果以及反馈调节模块得到的余风调节阀12或余热利用抽风调节阀9的阀位开度数据，制定余风调节阀12和余热利用抽风调节阀9的阀位开度调节量，并发出调节指令。同时判断位于篦冷机一段的料位检测器14和位于篦冷机二段的料位检测器15的料位值H1、H2是否在设定范围内，然后根据判断结果以及反馈调节模块得到的一段主传转轴2或二段主传转轴3的实时转速，分别制定一段主传转轴2(图3中表示为M1)和二段主传转轴3(图3中表示为M2)的转速调节量，并发送调节指令。

本实施例能实现上述方法的用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，其结构如图1所示，包括篦冷机1、分别与篦冷机1相连的一段驱动机构和二段驱动机构、以及分别设于篦冷机1上的余热利用机构和余风排放机构，其中篦冷机1上设有至少两个料位检测器，本实施例中篦冷机1的一段、二段上分别设有一个料位检测器14、15，一段驱动机构、二段驱动机构、余热利用机构、余风排放机构和料位检测器分别与控制器16相连；控制器16的内部结构如图5所示，设有依次连接的信号输入端、信号分析处理单元和信号输出端，其中信号分析处理单元包括依次连接的数据检测模块、判断分析模块、计算控制模块、指令输出模块和反馈调节模块，其中数据检测模块的输入端与信号输入端连接，反馈调节模块的输出端与信号输出端连接，反馈调节模块的输入端还与数据检测模块连接。

上述装置中，一段驱动机构包括相连接的一段主传转轴2和一段主传转轴驱动构件6、以及设于一段主传转轴2上的一段主传转轴转速检测器4；二段驱动机构包括相连接的二段主传转轴3和二段主传转轴驱动构件7、以及设于二段主传转轴3上的二段主传转轴转速检测器5；余热利用机构包括与篦冷机1相连的余热抽风管8、设于余热抽风管8上的余热利用抽风调节阀9和余热利用抽风温度检测器10；余风排放机构包括与篦冷机1相连的余风排风管11、设于余风排风管11上的余风调节阀12和余风温度检测器13；

其中，一段主传转轴转速检测器4、二段主传转轴转速检测器5、余热利用抽风调节阀9、余热利用抽风温度检测器10、余风温度检测器13和各个料位检测器分别与控制器16的8个信号输入端的连接，一段主传转轴驱动构件6、二段主传转轴驱动构件7、余热利用抽风调节阀9和余风调节阀12分别与控制器16的4个信号输出端连接。如图2所示，一段主传转轴转速检测器4和二段主传转轴转速检测器5分别与控制器16的信号输入端S1、S2连接，余热利用抽风调节阀9和余风调节阀9分别与控制器16的信号输入端F1、F2连接，分别设于篦冷机1一段、二段上的料位检测器14、15分别与控制器的信号输入端L1、L2连接，余热利用抽风温度检测器10和余风温度检测器13分别与控制器16的信号输入端T1、T2连接，一段主传转轴驱动构件6和二段主传转轴驱动构件7分别与控制器16的信号输出端D1、D2连接，余热利用抽风调节阀9和余风调节阀12分别与控制器16的信号输出端FD1、FD2连接。

一段主传转轴转速检测器4或二段主传转轴转速检测器5采用转速传感器，本实施例中转速传感器采用KM15系列集成转速传感器。

料位检测器14或15采用高温雷达物位计，本实施例中料位检测器均采用GORD56高温雷达料位计。

余热利用抽风温度检测器10或余风温度检测器13采用热电偶，本实施例中采用K型镍铬-镍硅热电偶。

余热利用抽风调节阀9和余风调节阀12采用百叶风阀；百叶风阀通过电动执行器来调节其开度，并向控制器反馈阀位信号；本实施例中，百叶风阀可 采用格力圆形百叶风阀，执行机构可使用佰纳德DKJ型风量调节阀电动执行器等。

上述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置工作时，其控制器的控制逻辑如图3所示，具体为：

(1)当余热利用抽风温度检测器10和余风温度检测器13分别检测到的余热利用抽风温度和余风温度均在其对应的设定值范围内时，控制器16的信号分析处理单元不动作；

(2)当余热利用抽风温度检测器10和余风温度检测器13分别检测到的余热利用抽风温度和余风温度均高于其对应的设定值上限时，控制器16的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀12开大，同时余热利用抽风调节阀9关小，从而减少进入AQC锅炉的热风量，再通过打开装置冷风阀吸入冷空气，保证进入余热锅炉的风温。同时，设于篦冷机1一段和二段的料位检测器14、15分别检测篦冷机1一段、二段的料位值，若一段的料位值小于设定值，则控制器16控制一段主传转轴2减速；若二段的料位值小于设定值，则控制器16控制二段主传转轴3减速。

(3)当余热利用抽风温度检测器10检测到的余热利用抽风温度处于其设定值范围内，且余风温度检测器13检测到余风温度高于其设定值上限时，控制器16的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀12关小、同时余热利用抽风调节阀9开大，以增加进入锅炉的高温余风风量和风温，使得余热利用最大化。同时，设于篦冷机1一段和二段料的位检测器14、15分别检测篦冷机1一段、二段的料位值。若一段的料位值大于设定值，则控制器16控制一段主传转轴2加速；若二段的料位值小于设定值，则控制器16控制二段主传转轴3减速。

(4)当余热利用抽风温度检测器10检测到的余热利用抽风温度低于其设定值下限，且余风温度检测器13检测到的余风温度高于其设定值上限时，控制器16的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀12关小、同时余热利用抽风调节阀9开大，以减小高温余风的排量，增加高温烟气经余热抽风管8的风量和风温；同时，设于篦冷机1一段和 二段的料位检测器14、15分别检测一段、二段的料位值。若一段的料位值大于设定值，则控制器16控制一段主传转轴2加速；若二段的料位值小于设定值，则控制器16控制二段主传转轴3减速。

(5)当余热利用抽风温度检测器10检测到的余热利用抽风温度高于其设定值上限、而余风温度检测器13检测到的余风排风温度处于设定值范围内时，控制器16的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀12开大，余热利用抽风调节阀9关小，从而减少进入AQC锅炉的热风量，再通过打开装置的冷风阀吸入冷空气，保证进入余热锅炉的风温。同时，一段和二段料位检测器14、15分别检测篦冷机1一段、二段的料位值。若一段的料位值小于设定值，则控制器16控制一段主传转轴2加速；若二段的料位值大于设定值，则控制器16控制二段主传转轴3加速。

(6)当余热利用抽风温度检测器10检测到的余热利用抽风温度低于其设定值下限、同时余风温度检测器13检测到的余风温度在其设定值范围内时，控制器16的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀12开大，余热利用抽风调节阀9关小直至关闭，从而减少进入AQC锅炉的低温风量。同时，设于篦冷机1一段和二段料的位检测器14、15分别检测一段、二段的料位值。若一段的料位值小于设定值，则控制器16控制一段主传转轴2加速；若二段的料位值大于设定值，则控制器16控制二段主传转轴3加速。

(7)当余热利用抽风温度检测器10检测到的余热利用抽风温度高于设定值上限，同时余风温度检测器13检测到的余风温度低于设定值下限，控制器16的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀12开大，以增加高温余风的排量，减少高温烟气经余热抽风管的风量，从而降低余热利用抽风温度；控制余热利用抽风调节阀9关小，以减少进入AQC锅炉的热风量，再通过打开装置的冷风阀吸入冷空气，保证进入余热锅炉的风温。同时，设于篦冷机1一段和二段的料位检测器14、15分别检测一段、二段的料位值。若一段的料位值小于设定值，则控制器16控制一段主传转轴2减速；若二段的料位值大于设定值，则控制器16控制二段主传转轴3 加速。

(8)当余热利用抽风温度检测器10检测到的余热利用抽风温度处于设定值范围内，同时余风温度检测器13检测到的余风温度低于设定值下限，控制器16的信号分析处理单元不动作；

(9)当余热利用抽风温度检测器10检测到的余热利用抽风温度低于设定值上限，同时余风温度检测器13检测到的余风温度低于设定值下限，控制器16的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，维持余风调节阀12和余热利用抽风调节阀9开度不变。同时，设于篦冷机1一段和二段的料位检测器14、15分别检测一段、二段的料位值。若一段的料位值小于设定值，则控制器16控制一段主传转轴2减速；若二段的料位值大于设定值，则控制器16控制二段主传转轴3加速。

上述逻辑过程中，一段主传转轴2或二段主传转轴3的转速增加(或减小)比例的控制过程是：一段主传转轴转速检测器4或二段主传转轴转速检测器5实时向控制器反馈转速信号，控制器经过上述对风温、料位值等信号的判断之后，结合检测到的实时转速，计算出转速调节值；然后控制器16输出信号，推动一段主传转轴驱动构件6或二段主传转轴驱动机构7进行转速调整。

如上控制可以保证从余热利用机构送入窑头余热锅炉的废气温度保持在一个较为稳定的范围内，以有利于余热发电系统的稳定运行，实现发电最大化。

实施例二

本实施例用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法及装置，与实施例一相比，其不同之处在于，其控制方法中控制器的信号分析处理单元对各数据的分析计算采用模糊控制。

模糊控制是将输入参数和输出参数分为几个等级，然后根据理论分析和实验经验总结输入与输出之间的模糊对应关系，制定控制规则。本实施例中采用模糊控制进行分析计算的方法具体如下：

(1)设定模糊变量

a、余热利用抽风温度(YCW)：基本论域[250℃，450℃]，量化等级范围[-5， +5]。预设模糊子集：{太高，稍高，正常，稍低，太低}，用字母缩写为：{TH，SH，OK，SL，TL}；

b、余风排风温度(YPW)：基本论域[60℃，160℃]，量化等级范围[-5，+5]。预设模糊子集：{太高，稍高，正常，稍低，太低}，用字母缩写为：{TH，SH，OK，SL，TL}；

c、篦冷机一段的料位(YBW)：基本论域[600mm，800mm]，量化等级范围[-3，+3]。预设模糊子集：{高，正常，低}，用字母缩写为：{H，OK，L}；

d、篦冷机二段的料位(EBW)：基本论域[400mm，600mm]，量化等级范围[]。预设模糊子集：{高，正常，低}，用字母缩写为：{H，OK，L}；

e、余热利用抽风调节阀开度(YCF)：基本论域[0％，100％]，量化等级范围[-5，+5]。预设模糊子集：{最大、稍大、正常、稍低、最低}，用字母缩写为：{TG，SG，OK，SL，TL}；

f、余风调节阀开度(YPF)：基本论域[0％，100％]，量化等级范围[-5，+5]。预设模糊子集：{最大、稍大、正常、稍低、最低}，用字母缩写为：{TG，SG，OK，SL，TL}；

g、一段主传转轴转速(YCS)：基本论域[2.5，5.5]，量化等级范围[-5，+5]。预设模糊子集：{太快、稍快、正常、稍慢、太慢}，用字母缩写为：{TK，SK，OK，SM，TM}；

h、二段主传转轴转速(ECS)：基本论域[2.5，5.5]，量化等级范围[-5，+5]。预设模糊子集：{太快、稍快、正常、稍慢、太慢}，用字母缩写为：{TK，SK，OK，SM，TM}；

(2)制定控制规则

根据上述变量，通过操作者手动控制策略的经验和理论分析结果，总结出如下的控制规则：

YBW＜0&EBW＜0

YBW＜0&EBW＝0

YBW＜0&EBW＞0

YBW＝0&EBW＜0

YBW＝0&EBW＝0

YBW＝0&EBW＞0

YBW＞0&EBW＜0

YBW＞0&EBW＝0

YBW＞0&EBW＞0

(3)控制过程

控制器16的数据检测模块接收到来自个输入端的输入数据后，其判断分析模块将各输入数据进行量化分级，得到各输入数据的组合，然后计算控制模块从控制规则列表中查找对应的控制策略并通过指令输出模块送至反馈调节模块，反馈调节模块结合其接收到的反馈数据计算各输出数据的量化分级，并将量化分级转化为具体的控制信号，通过信号输出端输出。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法，其特征在于，通过控制器实现对篦冷机中余热利用风阀的开度、余风风阀的开度、一段主传转轴的转速和二段主传转轴的转速进行控制，具体包括以下步骤：

(1)在控制器中分别设置余热利用抽风温度、余风温度、篦冷机一段料位和篦冷机二段料位的设定值范围；

(2)余热利用抽风温度检测器和余风温度检测器分别检测余热抽风管和余风排风管中的实时风温，并将得到的风温数据通过控制器的信号输入端送至信号分析处理单元；

(3)信号分析处理单元中数据检测模块接收各风温数据后，将数据送至判断分析模块，判断分析模块分别判断余热利用抽风温度和余风温度是否在其各自的设定值范围内；

若两者均在设定值范围内，则返回步骤(2)；

否则，计算控制模块进行计算判断，确定检测到的各风温数据与其设定值范围的关系，并由指令输出模块输出余热利用抽风调节阀或余风调节阀的阀位开度目标值，并将得到的阀位开度目标值送至反馈调节模块；余热利用抽风调节阀和余风调节阀的电动执行器检测其对应的实时阀位开度，并将数据通过信号输入端送至信号分析处理单元的数据检测模块，数据检测模块接收各实时阀位开度数据后将其送至反馈调节模块；反馈调节模块将相应的阀位开度目标值和检测到的实时阀位开度进行比较计算，得到余热利用抽风调节阀或余风调节阀的开度调节量，然后通过信号输出端输出控制信号进行阀位开度调节，同时进入步骤(4)；

(4)设于篦冷机一段和二段上的料位检测器分别检测篦冷机一段和二段的料位值，并将得到的料位值数据通过控制器的信号输入端送至信号分析处理单元；

(5)信号分析处理单元中数据检测模块接收各料位值数据后，将数据送至判断分析模块，判断分析模块分别判断篦冷机一段和二段的料位值是否小于 其各自对应的设定值；

若否，则返回步骤(4)；

若是，则计算控制模块计算一段主传转轴或二段主传转轴的目标转速，并通过指令输出模块送至反馈调节模块；一段主传转轴转速检测器和二段主传转轴转速检测器分别检测一段主传转轴和二段主传转轴的实时转速，并将数据通过信号输入端送至信号分析处理单元的数据检测模块，数据检测模块接收各实时转速的数据后将其送至反馈调节模块；反馈调节模块将相应的目标转速和实时转速进行比较计算，得到一段主传转轴或二段主传转轴的转速调节量，然后通过信号输出端输出控制信号，通过一段主传转轴驱动构件或二段主传驱动机构调节一段主传主轴或二段主传主轴的转速。

2.根据权利要求1所述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法，其特征在于，所述控制器中信号分析处理单元对各数据的分析计算采用PID控制或模糊控制。

3.根据权利要求1所述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制方法，其特征在于，所述控制器的控制逻辑具体为：

(1)当余热利用抽风温度检测器和余风温度检测器分别检测到的余热利用抽风温度和余风温度均在其对应的设定值范围内时，控制器的信号分析处理单元不动作；

(2)当余热利用抽风温度检测器和余风温度检测器分别检测到的余热利用抽风温度和余风温度均高于其对应的设定值上限时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀开大，同时余热利用抽风调节阀关小；同时，设于篦冷机一段和二段的料位检测器分别检测篦冷机一段、二段的料位值，若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴减速，若二段的料位值小于设定值，则控制器控制二段主传转轴减速；

(3)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度处于其设定值范围内，且余风温度检测器检测到余风温度高于其设定值上限时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀关小，同时余热利用抽风调节阀开大；同时，设于篦冷机一段和二段料的位检测器分别检测篦冷机一段、二段的料位值，若一段的料位值大于设定值，则控制器控制一段主传转轴加速，若二段的料位值小于设定值，则控制器控制二段主传转轴减速；

(4)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度低于其设定值下限，且余风温度检测器检测到的余风温度高于其设定值上限时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀关小、同时余热利用抽风调节阀开大；同时，设于篦冷机一段和二段的料位检测器分别检测一段、二段的料位值，若一段的料位值大于设定值，则控制器控制一段主传转轴加速；若二段的料位值小于设定值，则控制器控制二段主传转轴减速；

(5)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度高于其设定值上限、而余风温度检测器检测到的余风排风温度处于设定值范围内时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀开大，余热利用抽风调节阀关小；同时，一段和二段料位检测器分别检测篦冷机一段、二段的料位值，若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴加速；若二段的料位值大于设定值，则控制器控制二段主传转轴加速；

(6)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度低于其设定值下限，同时余风温度检测器检测到的余风温度在其设定值范围内时，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀开大，余热利用抽风调节阀关小直至关闭；同时，设于篦冷机一段和二段料的位检测器分别检测一段、二段的料位值，若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴加速；若二段的料位值大于设定值，则控制器控制二段主传转轴加速；

(7)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度高于设定值上限，同时余风温度检测器检测到的余风温度低于设定值下限，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，通过信号输出端控制余风调节阀开大，控制余热利用抽风调节阀关小；同时，设于篦冷机一段和二段的料位检测器分别检测一段、二段的料位值，若一段的料位值小于设定值，则控制器控制 一段主传转轴减速；若二段的料位值大于设定值，则控制器控制二段主传转轴加速；

(8)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度处于设定值范围内，同时余风温度检测器检测到的余风温度低于设定值下限，控制器的信号分析处理单元不动作；

(9)当余热利用抽风温度检测器检测到的余热利用抽风温度低于设定值上限，同时余风温度检测器检测到的余风温度低于设定值下限，控制器的信号分析处理单元将各信号进行分析处理后，维持余风调节阀和余热利用抽风调节阀开度不变；同时，设于篦冷机一段和二段的料位检测器分别检测一段、二段的料位值，若一段的料位值小于设定值，则控制器控制一段主传转轴减速；若二段的料位值大于设定值，则控制器控制二段主传转轴加速。

4.用于实现权利要求1～3任一项所述方法的用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，包括篦冷机、分别与篦冷机相连的一段驱动机构和二段驱动机构、以及分别设于篦冷机上的余热利用机构和余风排放机构，其特征在于，所述篦冷机上设有至少两个料位检测器，所述一段驱动机构、二段驱动机构、余热利用机构、余风排放机构和料位检测器分别与控制器相连；所述控制器设有依次连接的信号输入端、信号分析处理单元和信号输出端，信号分析处理单元包括依次连接的数据检测模块、判断分析模块、计算控制模块、指令输出模块和反馈调节模块，其中数据检测模块的输入端与信号输入端连接，反馈调节模块的输出端与信号输出端连接，反馈调节模块的输入端还与数据检测模块连接。

5.根据权利要求4所述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，其特征在于，所述一段驱动机构包括相连接的一段主传转轴和一段主传转轴驱动构件、以及设于一段主传转轴上的一段主传转轴转速检测器；所述二段驱动机构包括相连接的二段主传转轴和二段主传转轴驱动构件、以及设于二段主传转轴上的二段主传转轴转速检测器；所述余热利用机构包括与篦冷机相连的余热抽风管、设于余热抽风管上的余热利用抽风调节阀和余热利用抽风温度检测器；所述余风排放机构包括与篦冷机相连的余风排风管、设于余风排风管 上的余风调节阀和余风温度检测器；

一段主传转轴转速检测器、二段主传转轴转速检测器、余热利用抽风调节阀、余热利用抽风温度检测器、余风调节阀、余风温度检测器和各个料位检测器分别与控制器的信号输入端的相连，一段主传转轴驱动构件、二段主传转轴驱动构件、余热利用抽风调节阀和余风调节阀分别与控制器的信号输出端相连。

6.根据权利要求5所述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，其特征在于，所述一段主传转轴转速检测器或二段主传转轴转速检测器采用转速传感器。

7.根据权利要求5所述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，其特征在于，所述料位检测器采用高温雷达物位计。

8.根据权利要求5所述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，其特征在于，所述余热利用抽风温度检测器或余风温度检测器采用热电偶。

9.根据权利要求5所述用于水泥余热发电系统的篦冷机抽风温度控制装置，其特征在于，所述余热利用抽风调节阀或余风调节阀为电动执行器的调节阀；所述余热利用抽风调节阀或余风调节阀采用百叶风阀。 

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