CN106824481A

CN106824481A - 一种稳定入磨粉体比表面积的方法

Info

Publication number: CN106824481A
Application number: CN201710185633.8A
Authority: CN
Inventors: 李辉; 王虔虔; 许瑞康
Original assignee: Middle Building Materials (hefei) Powder Technology Equipment Co Ltd
Current assignee: Middle Building Materials (hefei) Powder Technology Equipment Co Ltd
Priority date: 2017-03-26
Filing date: 2017-03-26
Publication date: 2017-06-13
Anticipated expiration: 2037-03-26
Also published as: CN106824481B

Abstract

本发明公开了一种稳定入磨粉体比表面积的方法，属于水泥辊压机预粉磨技术领域，包括：S1、采集入磨粉体的比表面积和选粉机转速；S2、确定选粉机转速调整至入磨粉体比表面积变化的纯滞后时间和惯性过程持续时间；S3、确定预测时域和控制时域；S4、建立优化目标函数并求解优化目标函数，得到控制时域内最优化的选粉机转速变化量；S5、计算下一步选粉机转速的控制值用于控制选粉机运行；S6、在下一时刻，将下一步选粉机转速的实测值与下一步入磨粉体比表面积的反馈值代入优化目标函数，并循环执行步骤S4~S5。通过入磨粉体比表面积和循环风机转速变化量，对选粉机转速进行实时调节，使得入磨粉体比表面积稳定在设定值附近，有利于设备平稳运行。

Description

一种稳定入磨粉体比表面积的方法

技术领域

本发明涉及水泥辊压机预粉磨技术领域，特别涉及一种稳定入磨粉体比表面积的方法。

背景技术

辊压机预粉磨系统的工作目的是把相对较粗的原料(主要是熟料，并掺配一定量的矿渣、石膏等混合材)粉磨成相对较细的原料。系统的主要设备为：配料系统、输送系统、V型静态气流分级机、辊压机系统、选粉机、循环风机、高效旋风收尘器。

系统的工作过程是：配料系统的主要设备为定量给料秤，每种原料都有对应的定量给料秤，通过定量给料秤的变频器控制各种原料的喂料量及配比。输送系统包括皮带机及提升机，将配比好的原材料送至V型静态气流分级机，并通过V型静态气流分级机进入辊压机系统。辊压机系统包括称重小仓与辊压机本体，原料进入称重小仓的同时，也从小仓底部喂料至辊压机，小仓需保持在一定的料位范围，起到稳定辊压机喂料的效果。辊压机通过挤压作用，将较粗的原料磨成较细的原料。辊压机预粉磨后的原料，再次进入提升机，并喂入V型静态气流分级机，其中较细的原料被系统负压抽走，较粗的原料再次进入辊压机系统，进行粉磨。循环风机通过转速调节，使循环管道保证一定的负压，为辊压机预粉磨后细料的输送提供动力。选粉机通过转速调节，控制从V型静态气流分级机抽走的原料的细度，保证较细的原料被系统负压抽走，较粗的原料继续进入辊压机系统。

目前，大部分水泥厂仅控制最终的成品比表面积，即磨后比表面积，而对磨前比表面积不做任何控制。由于无法确定磨前入磨粉体的比表面积的准确值，也就无法确定辊压机系统与磨机系统分别出力的大小，进而无法做到有目的地调节辊压机系统与球磨机系统的做功以及保证设备的平稳运行。

另外，水泥质量的检测也只检测成品比表面积，检测方法采用透气法，需要人工现场取回样品，在化验室制样化验，一小时出一个结果，用于指导中控的操作。缺陷在于：一是，这种人工取样的方法在取样环节要求化验室人员不断在现场与化验室之间往返，循环进行取样、化验操作。这种人为操控的方法不但耗费了大量的人力物力，而且无法做到实时输出检测数据，用于实时指导中控控制。二是，中控根据一个小时一个的化验结果来控制生产，势必会造成控制的滞后，进而导致出现过粉磨和欠粉磨现象。过磨粉是指入磨粉体磨的过细，超过了化验室要求的比表面积，会造成能源的浪费；欠粉磨是指入磨粉体磨的过粗，未达到化验室要求的比表面积，造成成品水泥的不合格。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定入磨粉体比表面积的方法，以将入磨粉体的比表面积稳定在设定值附近。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：提供一种稳定入磨粉体比表面积的方法，包括：

S1、实时采集入磨粉体的比表面积和选粉机的转速；

S2、根据入磨粉体的比表面积和选粉机的转速，确定选粉机转速调整至入磨粉体比表面积变化的纯滞后时间和惯性过程持续时间；

S3、根据控制回路的纯滞后时间和惯性过程持续时间，确定对入磨粉体比表面积进行预测控制的预测时域，根据比表面积调整的期望响应速度，确定控制系统的控制时域；

S4、在预测时域和控制时域内，建立并求解优化目标函数，得到控制时域内最优化的选粉机转速变化量；

S5、基于实时测量的当前选粉机的转速以及控制时域内最优化的选粉机转速变化量，计算下一步选粉机转速以用于控制选粉机运行；

S6、在下一时刻，将下一步选粉机转速的实测值与下一步入磨粉体比表面积的实时采集值代入优化目标函数，并循环执行步骤S4～S5。

进一步地，步骤S1，具体包括：

通过设置在磨头的在线粒度分析仪采集入磨粉体的比表面积，以及通过变频器实时采集选粉机的转速。

进一步地，步骤S4，具体包括：

根据预测时域内所述入磨粉体比表面积的反馈值与设定值之间的偏差范围，以及控制时域内选粉机转速的变化量范围，建立优化目标函数；

根据建立的优化目标函数，得到在控制时域内最优化的选粉机转速变化量。

进一步地，还包括：

通过变频器实时采集循环风机的转速；

根据入磨粉体比表面积和循环风机的转速，确定循环风机转速变化对选粉机转速控制的前馈系数；

相应地，所述的步骤S5具体为：

基于实时测量的当前选粉机的转速、控制时域内最优化的选粉机转速变化量以及循环风机转速变化的前馈系数，计算下一步选粉机转速以用于控制选粉机运行。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明通过对入磨粉体的比表面积进行在线测量和预测控制，对选粉机的转速进行小增量大频率的调节，能够使入磨粉体的比表面积参数稳定，避免了过粉磨和欠粉磨现象的发生，保证了出磨水泥成品质量的稳定。同时也能根据入磨粉体的比表面积有目的的调节辊压机系统与球磨机系统的做功，保证设备的平稳运行。提高控制效果的同时，也极大的降低了化验室质检人员与中控室操作人员的劳动强度。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1是本发明一实施例中一种稳定入磨粉体比表面积的方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中将入磨粉体的比表面积稳定在设定值附近的原理示意图；

图3是本发明一实施例中中控室内操作人员手动调整选粉机转速时，入磨粉体比表面积波动曲线图；

图4是本发明一实施例中自动调整选粉机转速时，入磨粉体比表面积波动曲线图。

具体实施方式

为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。

如图1至图2所示，本实施例公开了一种稳定入磨粉体比表面积的方法，包括如下步骤S1至S6：

S1、实时采集入磨粉体的比表面积和选粉机的转速；

在实际应用中，首先使用设置在磨头的在线粒度分析仪对入磨粉体进行实时取样，并检测入磨粉体的比表面积，同时从变频器实时读取选粉机的转速。

S2、根据入磨粉体的比表面积和选粉机的转速，确定选粉机转速调整至入磨粉体比表面积变化的纯滞后时间和惯性过程时间；

具体地，通过调整选粉机转速，观察入磨粉体比表面积的响应曲线，来确定入磨粉体比表面积与选粉机转速控制回路的纯滞后时间和惯性过程持续时间。

S3、根据控制回路的纯滞后时间和惯性过程持续时间，确定对入磨粉体比表面积进行预测控制的预测时域，根据比表面积调整的期望响应速度，确定该控制回路的控制时域；

具体地，本实施例从辊压机系统最小纯时延步数d至最大预测时域N，以及根据期望的控制回路响应速度，确定控制时域为：从0至最大控制时域M。

S4、在预测时域和控制时域内，建立优化目标函数并求解优化目标函数，得到控制时域内最优化的选粉机转速变化量；

步骤S4的细分步骤如下：

根据预测时域内入磨粉体比表面积的反馈值与设定值之间的偏差范围，以及控制时域内选粉机转速的变化量范围，建立优化目标函数；

具体地，建立的目标函数为：

其中：y为入磨粉体比表面积预测值，w为入磨粉体比表面积设定值，△u为选粉机转速的调整变化量，λ为选粉机转速调整量的权重因子，j为控制回路的控制步数。

还需要说明的是，在实际应用中，为了保证控制系统运行的稳定、快速、准确，需要预测时域内入磨粉体的比表面积的反馈值与设定值之间的偏差范围设置的尽量小，在控制时域内将选粉机转速的变化量范围控制的尽量小。

具体地，得到的在控制时域内最优化的选粉机转速变化量为△u_t,△u_t+1,…,△u_t+M。

S5、基于实时测量的上一步选粉机的转速u_t-1以及下一步的最优化的选粉机转速调整量△u_t，计算下一步选粉机转速u_t以用于控制选粉机运行；

具体地，计算出的下一步选粉机的转速为：u_t＝u_t-1+△u_t。

S6、在下一时刻，将下一步选粉机转速以及下一步入磨粉体比表面积的实时采集值代入优化目标函数，并循环执行步骤S4～S5。

本实施例通过对入磨粉体的比表面积进行实时测量，通过预测控制寻优，对选粉机转速进行实时控制，实现了入磨粉体比表面积的精确控制，并将入磨粉体的比表面积稳定在比表面积的设定值附近。根据精确控制的入磨粉体比表面积可以有效的调节辊压机系统与球磨机系统的做功，不仅降低了系统的能耗、节省了生产成本，而且保证了成品水泥质量的稳定和设备运行的安全。

由于在实际应用中，循环风机的突然变化，会导致循环风压的突变，影响到从V型静态气流分级机抽走的原料的细度。因此，为了提高系统运行的稳定性，如图2所示，可以将循环风机转速的变化量作为前馈，影响选粉机转速，稳定入磨粉体的比表面积。为此本发明另一实施例提供了一种稳定入磨粉体比表面积的方法，该方法在上述实施例公开内容的基础上，还包括如下步骤：

通过变频器实时采集循环风机的转速；

相应地，所述的步骤S5具体为：

具体地，下一步选粉机转速的计算公式为：u_t＝u_t-1+△u_t+α(v_t-1-v_t-2)，其中：α为前馈系数，(v_t-1-v_t-2)为上一步循环风机转速的变化量。

本实施例通过对入磨粉体比表面积的实时测量，通过预测控制寻优，并结合循环风机转速变化的前馈作用，对选粉机转速进行实时控制，实现了入磨粉体比表面积的精确控制，与传统的采用人工方法指导中控的控制效果相比：图3为操作人员手动调整选粉机转速得到的入磨粉体比表面积波动曲线图，可以看出，入磨粉体的比表面积在244至301之间波动。图4为本实施例公开的方法调整选粉机转速得到的入磨粉体比表面积波动曲线图，可以看出，入磨粉体比表面积的实测值在291至305之间波动。相比于手动调整，自动调整的曲线更加稳定，波动更小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种稳定入磨粉体比表面积的方法，其特征在于，包括：

S1、实时采集入磨粉体的比表面积和选粉机转速；

S3、根据控制回路的纯滞后时间和惯性过程持续时间，确定对入磨粉体比表面积进行预测控制的预测时域，以及根据比表面积调整的期望响应速度，确定控制系统的控制时域；

S5、基于实时测量的当前选粉机转速以及控制时域内最优化的选粉机转速变化量，计算下一步选粉机转速以用于控制选粉机运行；

S6、在下一时刻，将下一步选粉机转速的实测值以及下一步入磨粉体比表面积的实时采集值代入优化目标函数，并循环执行步骤S4~S5。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤S1，具体包括：

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤S4，具体包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

通过变频器实时采集循环风机的转速；

相应地，所述的步骤S5具体为：

基于实时测量的当前步选粉机的转速、控制时域内最优化的选粉机转速变化量以及循环风机转速变化的前馈系数，计算下一步选粉机转速以用于控制选粉机运行。