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。本文通過對立磨出磨溫度的研究，來預(yù)判石灰石的變化，再結(jié)合熒光配料的計算值進行修正，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)境保護要求和工藝裝備大型化、生產(chǎn)控制自動化、實行科學(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生產(chǎn)過程的兩大核心環(huán)節(jié)。在新型干法水泥生產(chǎn)過程中，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)定性要求遠比其他生產(chǎn)方法要嚴格得多。在生產(chǎn)過程中，為了有效進行生料質(zhì)量控制，必須隨時對生料化學(xué)成分進行檢測，根據(jù)化學(xué)成分的變換趨勢對原料配合比進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，原料配料庫內(nèi)也有一定的離析等因數(shù)造成有時配料用石灰石波動偏大，使生料配料存在一定困難，出磨生料化學(xué)成分波動大。同時，由于生料均化庫的均化效果遠遠不能達到設(shè)計范圍，從而導(dǎo)致入窯生料化學(xué)成分波動偏大，制約了進一步提高窯產(chǎn)量和降低消耗。再者，通過熒光控制生料化學(xué)成分最快都要一個小時作為一個周期，而熒光控制生料化學(xué)成分的計算基礎(chǔ)是以上一個生料化學(xué)成分與目標值偏差的情況進行計算控制，如果在自動取樣的時間內(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量數(shù)據(jù)與目標值之間的絕對偏差對原料配比進行更改，但這與出磨生料化學(xué)成分變化至少相差半個小時，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候石灰石發(fā)生波動，就會造成生料化學(xué)成分出現(xiàn)劇烈波動。

　　在實際生產(chǎn)中，通過統(tǒng)計發(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，同時通過統(tǒng)計分析發(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)計分析基礎(chǔ)上提出通過出磨溫度來修正原材料配比的可行性研究。

　　2  研究過程

　　通過長期對石灰石化學(xué)成分的波動情況進行監(jiān)測，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，石灰石的品位好壞會引起生料磨出磨溫度的變動，即相同情況下，當(dāng)石灰石品位好時，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)計分析技術(shù)，對大量出磨生料化學(xué)成分、原材料配比的調(diào)整數(shù)據(jù)和當(dāng)時溫度數(shù)據(jù)進行回歸分析，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。通過出磨溫度的變化對原料配比進行優(yōu)化，使原料配比的修改具有更強的可靠性和準確性，從而改善出磨生料化學(xué)成分的可控性。

　　在研究過程中主要以我廠某臺生料磨進行研究，研究的開始階段分別統(tǒng)計以前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及不同時候的化學(xué)成分情況。分析數(shù)據(jù)時生料磨入磨溫度以170℃為基準，生料磨臺時產(chǎn)量以230t為基準，通過對大量數(shù)據(jù)的研究過后發(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，在對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行進行線性回歸分析發(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)溫度的變化來更改配比。為了簡化計算方法以及簡化計算工作量，利用回歸分析出磨生料成分的變化與出磨溫度的關(guān)系，并進行簡單的程序編譯，通過程序計算能夠降低更多的勞動強度。在實際的程序編譯中主要以熒光分析的數(shù)據(jù)為主，在對熒光計算配比進行修正的過程中，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算的為主，這樣不但提高了準確性，同時也減少程序的計算次數(shù)，提高程序?qū)嵱眯?。在程序的編寫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，它以目標值為基礎(chǔ)，在以出磨生料的率值為對象，在結(jié)合上一次所發(fā)原料配比為基準進行下一次的計算，從而能夠給出這次應(yīng)該對各種原材料分別配多少，在讀懂這控制原理的基礎(chǔ)上我們才可以進行程序編譯。通過程序的編譯，只需在控制程序中輸入目標值以及給定的其他原料配比和生料磨臺時產(chǎn)量、入磨溫度、出磨溫度以及校正系數(shù)就可以進行優(yōu)化配比計算。配比優(yōu)化計算程序如下圖：

　　3  研究結(jié)果分析

　　3.1 使用原有的率值系統(tǒng)修改配比

　　對以上三圖簡要分析如下：

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

　　（2）三幅圖中可以明顯看出往往會出現(xiàn)連續(xù)兩個小時出磨生料的實際值振幅巨大，兩者之間甚至超過0.10，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時往往是因為原料庫里面發(fā)生離析，造成石灰石粒度大小不均從而造成石灰石質(zhì)量波動大，這時只通過熒光控制就顯得比較困難；

　?。?）有時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)主要是因為石灰石連續(xù)偏差或者連續(xù)偏好，而熒光控制時它總是在前一次的基礎(chǔ)上一點一點把石灰石配比加上去或者是減下來，從而就容易連續(xù)偏高或者連續(xù)偏低。

　　3.2 通過溫度優(yōu)化控制配比后出磨生料波動情況

　　從以上三圖可以得出如下結(jié)論：

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

　　（2）通過出磨溫度將原料配比校正后，連續(xù)兩個小時出磨生料成分很少有巨大波動；

　?。?）通過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

　　在生料控制過程中通過引入出磨溫度對原料配比進行優(yōu)化，能夠有效的降低生料成分的波動范圍，降低波動振幅，但要使出磨生料成分合格率更高必須考慮生料磨的工況，因為生料磨在不同的工況下會有不同的出磨溫度，容易對控制結(jié)果產(chǎn)生誤導(dǎo)?？偟恼f來，通過本次研究，為降低出磨生料成分波動范圍，提高出磨生料成分合格率提供了一種新的研究思路。