篦冷機三元控制系統分析

蘇 偉 徐 路

山東東華水泥有限公司 山東 淄博 255144

引言：在篦冷機的運行中，要考慮整個設備運行中的多個參數，從而讓這一設備能夠在規定時間內完成對所有項目的分析和研究，通過正常的運行過程，提高這一系統的運行質量。在三元控制體系中，如何合理調節篦床壓力、料層厚度、風量三個量，要研究控制體系中存在的常見問題，以采取合理措施完成對相關問題的解決工作。

1 篦冷機三元控制系統的原理

篦冷機的運行原理為，水泥熟料的生成過程中，在冷卻面上形成熟料層，后續的工作為通過對風力的應用，在極短時間內帶走熟料中的熱量，從實際的冷卻效果來看，可以在幾分鐘之內，將1000℃以上的熟料溫度降低到100℃以下。

從這一系統的運行方法上來看，對熟料冷效率造成較大影響的參數包括熟料薄層的厚度、篦冷機的冷卻風量、設備的窯頭負壓參數等，只有在所有這些項目能夠發揮應有作用的基礎上，整個系統才能夠更好運行。

從最終的熟料冷卻效果上來看，這三個參數并非完全獨立，只有在具體的工作中能夠落實對整個項目研究精度的基礎上，方可讓整個系統更好運行。其中要建成涵蓋這三個參數的整體性控制模型，并且將信號發送到不同的被控對象中，讓參與控制的三個參數都處于最適宜的狀態，從而讓整個系統的運行質量上升。

2 篦冷機控制現狀

一線采用南京院NC42310篦式冷卻機，驅動采用液壓方式，設計沖程次數每分鐘4～25次，沖程125 毫米(最大140毫米)；篦床實際面積為120.98平方米,出料溫度65攝氏度±環境溫度。篦式冷卻機共有13臺冷卻風機（F1A、F1B、F1C、F1～F10）按照一定的比例分區域供風對熟料進行冷卻，冷卻風機的風量根究工藝要求由進風口調節閥進行調節。由中控操作員根據風室壓力、篦床推動壓力分別對三段篦床進行調節；調節方式包括一二三段篦速、篦下風機變頻或閥門開度等。這種調節方式，對操作員的經驗精力依賴性很大，不宜將設備長期穩定調整到最佳狀態，在生產過程中經常出現篦床物料推動過快或調整不及時現象，影響篦冷機系統供風的穩定性，還容易造成篦冷機風路短路，熟料冷卻效果差，嚴重影響二次風溫，進而熟料煤耗。

3 篦冷機三元控制方案

為保證熟料快速冷卻的前提下，用最小的風量實現熟料余熱的最大回收,在DCS中引入篦冷機料層控制和風量優化模塊，增加篦冷機氣體流態監控設備，以穩定篦冷機高溫段的篦下壓力為基準，以通過調整篦速、穩定料層厚度為主要措施，輔之對不同篦區的篦下風機風量進行調節，實現篦冷機冷卻用風的智能控制，以進一步提高冷卻效果、減少篦冷機用風量，提高熟料熱回收，提高余熱發電溫度，降低工人的勞動強度。

根據篦冷機推動壓力、窯頭溫度、以及篦下壓力共同作用調整篦速，通過窯頭溫度的設定值與窯頭溫度的關系來調整篦下壓力的設定值，通過篦下壓力的實際值與篦下壓力的設定值之間的關系調整篦速。通過篦冷機推動壓力的大小來修正窯頭溫度的設定值。也就是當篦冷機推動壓力高是認為窯頭溫度的設定值偏高，降低篦冷機溫度的設定值，進而降低篦下壓力的設定值，進而提高篦速。當篦下壓力在合理范圍內時，窯頭溫度升高時會調快篦速，窯頭溫度下降是會調慢篦速。

窯頭負壓控制回路：根據窯頭負壓的平均值大小來自動調整窯頭排風機的風門開度。每次調整觀察10分鐘后，根據結果來判定是否在做下一次調整，最終實現篦冷機自動智能控制，滿足生產需要。

4 篦冷機三元控制系統的今后優化方向

從篦冷機的三元控制系統整體運行原理上來看，需要分析的參數有三個方面，即上文中提及的三個具體的參數。在具體的研究和分析中，要分析這三個參數之間的關系，最終讓這三個參數都處于最佳狀態。

在當前的研究和分析中，已經找到了這三個參數之間的最佳方案，在本文的研究和分析中，最終找到了整個系統的最佳運行條件，并在此基礎上將這些參數輸入到整個系統中。另外要通過對自動控制系統的搭建工作控制系統，完成對整個系統的優化和分析工作，從這一角度出發，落實對整個系統的完善和解決工作。從最終的應用結果上來看，要求應用反饋系統完成對各類控制指令的研究和分析，確保設備的運行參數保持穩定。另外在今后的自動控制技術發展中，可以考慮將現代控制理論融入到整個系統中，實現對篦冷機的整體性控制工作，從而讓整個設備能夠更好的完成對各項參數的控制工作，實現無人操作，提高智能化水平、確保安全生產。

5 篦冷機技術創新點及適用性

篦冷機是水泥熟料生產線的熟料冷卻環節的關鍵設備，是保證熟料的快速冷卻及熟料熱量的回收設備集合。篦冷機的料層厚度、推動速度、供風量和風壓的協調控制是篦冷機換熱效率的關鍵操作控制環節。中控操作員人工控制篦冷機時，由于操作員技術水平、體力精力、責任心等因素不宜將設備長期穩定的調整到最佳狀態。項目擬總結中控操作員的工作經驗，建立數學模型，編制自動控制模塊，通過DCS實現篦冷機主要參數的自動調節，實現篦冷機長期的最佳工作狀態。

6 結論

綜上所述，篦冷機三元控制系統在運行過程中，會通過對熟料層厚度、篦冷機風量和設備窯頭負壓參數的合理控制，在規定時間內完成對熟料的冷卻工作。在具體的研究和分析中，要通過對控制系統的合理應用，完成對整個系統的合理控制工作，并針對可能出現的失效現象，制定相應的檢修制度。