利用溫度校正生料成分的可行性研究

　　摘要：在水泥生產(chǎn)中，“五穩(wěn)保一穩(wěn)”是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的前提，生料成分的穩(wěn)定又是“五穩(wěn)”中的重中之重。本文通過(guò)對(duì)立磨出磨溫度的研究，來(lái)預(yù)判石灰石的變化，再結(jié)合熒光配料的計(jì)算值進(jìn)行修正，從而提高出磨生料的合格率。

　　0  前 言

　　新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心，并把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)全過(guò)程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護(hù)要求和工藝裝備大型化、生產(chǎn)控制自動(dòng)化、實(shí)行科學(xué)管理的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法，而生料配料和熟料煅燒是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的兩大核心環(huán)節(jié)。在新型干法水泥生產(chǎn)過(guò)程中，為保證煅燒穩(wěn)定，提高熟料產(chǎn)量和質(zhì)量，生料成分的穩(wěn)定性要求遠(yuǎn)比其他生產(chǎn)方法要嚴(yán)格得多。在生產(chǎn)過(guò)程中，為了有效進(jìn)行生料質(zhì)量控制，必須隨時(shí)對(duì)生料化學(xué)成分進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)化學(xué)成分的變換趨勢(shì)對(duì)原料配合比進(jìn)行更改確保生料化學(xué)成分在控制范圍，因此，合理的原料配合比顯得特別重要。

　　1  研究背景

　　我公司現(xiàn)在采用五組分原材料配料，包括石灰石、砂巖、鋁礬土、銅礦渣以及煤矸石，其中石灰石原料占配料比例的80%以上。公司擁有自己的石灰石礦山，能提供豐富的資源。但是生產(chǎn)中為了實(shí)現(xiàn)礦山的零排放，石灰石的品位總有一些差異，另外，原料配料庫(kù)內(nèi)也有一定的離析等因數(shù)造成有時(shí)配料用石灰石波動(dòng)偏大，使生料配料存在一定困難，出磨生料化學(xué)成分波動(dòng)大。同時(shí)，由于生料均化庫(kù)的均化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到設(shè)計(jì)范圍，從而導(dǎo)致入窯生料化學(xué)成分波動(dòng)偏大，制約了進(jìn)一步提高窯產(chǎn)量和降低消耗。再者，通過(guò)熒光控制生料化學(xué)成分最快都要一個(gè)小時(shí)作為一個(gè)周期，而熒光控制生料化學(xué)成分的計(jì)算基礎(chǔ)是以上一個(gè)生料化學(xué)成分與目標(biāo)值偏差的情況進(jìn)行計(jì)算控制，如果在自動(dòng)取樣的時(shí)間內(nèi)石灰石偏好，就容易造成出磨生料化學(xué)成分偏高，而熒光分析儀只能從測(cè)量數(shù)據(jù)與目標(biāo)值之間的絕對(duì)偏差對(duì)原料配比進(jìn)行更改，但這與出磨生料化學(xué)成分變化至少相差半個(gè)小時(shí)，這樣就容易造成熒光分析儀修改的原材料配比滯后性偏大，如果更改原材料配比的時(shí)候石灰石發(fā)生波動(dòng)，就會(huì)造成生料化學(xué)成分出現(xiàn)劇烈波動(dòng)。

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，出磨溫度的高低在很大程度上能夠反應(yīng)生料化學(xué)成分的變化趨勢(shì)，同時(shí)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)生料磨出磨溫度的高低與出磨生料的飽和比成一元正相關(guān)關(guān)系，在此統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上提出通過(guò)出磨溫度來(lái)修正原材料配比的可行性研究。

　　2  研究過(guò)程

　　通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)石灰石化學(xué)成分的波動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)合生料磨入磨溫度、出磨溫度以及產(chǎn)量總結(jié)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)生料磨的入磨溫度和產(chǎn)量保持不變時(shí)，石灰石的品位好壞會(huì)引起生料磨出磨溫度的變動(dòng)，即相同情況下，當(dāng)石灰石品位好時(shí)，出磨溫度高，反之則低。為此從出磨和入磨溫度的變化入手，科學(xué)地利用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，對(duì)大量出磨生料化學(xué)成分、原材料配比的調(diào)整數(shù)據(jù)和當(dāng)時(shí)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，找出溫度變化與出磨生料化學(xué)成分的線性關(guān)聯(lián)關(guān)系。通過(guò)出磨溫度的變化對(duì)原料配比進(jìn)行優(yōu)化，使原料配比的修改具有更強(qiáng)的可靠性和準(zhǔn)確性，從而改善出磨生料化學(xué)成分的可控性。

　　在研究過(guò)程中主要以我廠某臺(tái)生料磨進(jìn)行研究，研究的開(kāi)始階段分別統(tǒng)計(jì)以前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及不同時(shí)候的化學(xué)成分情況。分析數(shù)據(jù)時(shí)生料磨入磨溫度以170℃為基準(zhǔn)，生料磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量以230t為基準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的研究過(guò)后發(fā)現(xiàn)其主要關(guān)系如下圖：

　　從以上關(guān)系圖中可以發(fā)現(xiàn)出磨溫度與出磨生料的KH基本上是呈一元線性相關(guān)的，在對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)行線性回歸分析發(fā)現(xiàn)其關(guān)系式如下：

　　KH=0.017*t-0.052                          （2—1）

　　式中：KH——表示出磨生料飽和比；

　　t——表示校正后出磨溫度，℃。

　　當(dāng)確定出磨溫度與生料率值的關(guān)系后，要研究的就是如何根據(jù)溫度的變化來(lái)更改配比。為了簡(jiǎn)化計(jì)算方法以及簡(jiǎn)化計(jì)算工作量，利用回歸分析出磨生料成分的變化與出磨溫度的關(guān)系，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序編譯，通過(guò)程序計(jì)算能夠降低更多的勞動(dòng)強(qiáng)度。在實(shí)際的程序編譯中主要以熒光分析的數(shù)據(jù)為主，在對(duì)熒光計(jì)算配比進(jìn)行修正的過(guò)程中，主要考慮的是石灰石與砂巖的配比變化（石灰石與砂巖的配比在生料配比中占90%以上），而其它組分的變化主要以熒光計(jì)算的為主，這樣不但提高了準(zhǔn)確性，同時(shí)也減少程序的計(jì)算次數(shù)，提高程序?qū)嵱眯?。在程序的編?xiě)初始階段必須明白現(xiàn)目前所使用率值系統(tǒng)的控制原理，它以目標(biāo)值為基礎(chǔ)，在以出磨生料的率值為對(duì)象，在結(jié)合上一次所發(fā)原料配比為基準(zhǔn)進(jìn)行下一次的計(jì)算，從而能夠給出這次應(yīng)該對(duì)各種原材料分別配多少，在讀懂這控制原理的基礎(chǔ)上我們才可以進(jìn)行程序編譯。通過(guò)程序的編譯，只需在控制程序中輸入目標(biāo)值以及給定的其他原料配比和生料磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、入磨溫度、出磨溫度以及校正系數(shù)就可以進(jìn)行優(yōu)化配比計(jì)算。配比優(yōu)化計(jì)算程序如下圖：

　　3  研究結(jié)果分析

　　3.1 使用原有的率值系統(tǒng)修改配比

　　對(duì)以上三圖簡(jiǎn)要分析如下：

　?。?）出磨生料的目標(biāo)值不是固定值，但是不管目標(biāo)值控制在什么范圍內(nèi)，總是可以看出生料的實(shí)際成分與目標(biāo)值偏離較大；

　　（2）三幅圖中可以明顯看出往往會(huì)出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)小時(shí)出磨生料的實(shí)際值振幅巨大，兩者之間甚至超過(guò)0.10，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)往往是因?yàn)樵蠋?kù)里面發(fā)生離析，造成石灰石粒度大小不均從而造成石灰石質(zhì)量波動(dòng)大，這時(shí)只通過(guò)熒光控制就顯得比較困難；

　?。?）有時(shí)出磨生料成分還容易出現(xiàn)連續(xù)偏低甚至連續(xù)偏高的狀態(tài)，這種情況出現(xiàn)主要是因?yàn)槭沂B續(xù)偏差或者連續(xù)偏好，而熒光控制時(shí)它總是在前一次的基礎(chǔ)上一點(diǎn)一點(diǎn)把石灰石配比加上去或者是減下來(lái)，從而就容易連續(xù)偏高或者連續(xù)偏低。

　　3.2 通過(guò)溫度優(yōu)化控制配比后出磨生料波動(dòng)情況

　　從以上三圖可以得出如下結(jié)論：

　?。?）通過(guò)出磨溫度將原料配比校正后，所得的出磨生料成分波動(dòng)振幅有所減??；

　?。?）通過(guò)出磨溫度將原料配比校正后，連續(xù)兩個(gè)小時(shí)出磨生料成分很少有巨大波動(dòng)；

　?。?）通過(guò)出磨溫度將原料配比校正后，出磨生料成分很少有連續(xù)偏低或者連續(xù)偏高的情況產(chǎn)生。

　　4  結(jié)束語(yǔ)

　　在生料控制過(guò)程中通過(guò)引入出磨溫度對(duì)原料配比進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效的降低生料成分的波動(dòng)范圍，降低波動(dòng)振幅，但要使出磨生料成分合格率更高必須考慮生料磨的工況，因?yàn)樯夏ピ诓煌墓r下會(huì)有不同的出磨溫度，容易對(duì)控制結(jié)果產(chǎn)生誤導(dǎo)?？偟恼f(shuō)來(lái)，通過(guò)本次研究，為降低出磨生料成分波動(dòng)范圍，提高出磨生料成分合格率提供了一種新的研究思路。