[發(fā)明專利]一種用于旋轉(zhuǎn)爐的電加熱裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910130272.6
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN109813132A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘世波
• 申請（專利權(quán)）人: 四川中天炬礦業(yè)有限公司
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00;G06F17/50;G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本發(fā)明提出了一種綜合視頻檢測以及溫度感應(yīng)兩者的旋轉(zhuǎn)窯電加熱設(shè)備的用于旋轉(zhuǎn)爐的電加熱裝置，該裝置包括電源、處理器模塊、溫控驅(qū)動模塊、加熱模塊、溫度感應(yīng)模塊、視頻檢測模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。該裝置綜合利用兩者的優(yōu)點，通過較為簡單的溫度控制機(jī)制，實現(xiàn)良好的自動溫度控制效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于旋轉(zhuǎn)爐的電加熱裝置及控制方法。

背景技術(shù)

回轉(zhuǎn)窯設(shè)備具有高效的傳熱能力和良好的混合性能,適用于多種工業(yè)原料的鍛燒、揮發(fā)、離析等過程,在冶金、化工、水泥、紙裝、環(huán)保等行業(yè)被廣泛地應(yīng)用。作為典型的復(fù)雜工業(yè)設(shè)備，回轉(zhuǎn)窯控制方法是研究的熱點和難點。由于回轉(zhuǎn)窯具有多變量、非線性和強(qiáng)耦合等特性，回轉(zhuǎn)窯自動控制的發(fā)展經(jīng)歷了一段相當(dāng)緩慢的時期，直到智能控制理論開始融入復(fù)雜工業(yè)過程控制后，成功地解決了回轉(zhuǎn)窯控制的難題并且頻繁地應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中，大量的理論成果也隨之產(chǎn)生了。所以關(guān)于回轉(zhuǎn)窯控制理論的研究大多以智能控制為主要研究方向,常見的有模糊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)和混合智能控制等。

回轉(zhuǎn)窯的控制目標(biāo)是根據(jù)生料入窯前預(yù)熱分解的特點,合理確定回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的風(fēng)、煤、料、窯速和系統(tǒng)各部溫度、壓力等參數(shù)，處理好回轉(zhuǎn)窯和預(yù)熱器、冷卻器的相互關(guān)系，穩(wěn)定整個系統(tǒng)的熱工制度，維護(hù)窯皮，延長無事故、全效率的運轉(zhuǎn)周期，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)和低耗生產(chǎn)，同時還要節(jié)省能耗和減少廢氣中的有害氣體含量。其中溫度是回轉(zhuǎn)窯控制的關(guān)鍵。回轉(zhuǎn)窯一般可分為三個溫度帶：預(yù)熱帶、煅燒帶和保溫帶三個溫度帶有各自不同的作用。物料首先在預(yù)熱帶中預(yù)熱，然后進(jìn)入煅燒帶。煅燒帶是回轉(zhuǎn)窯的主要部分，在這個溫度帶中進(jìn)行氧化——還原反應(yīng)。在煅燒帶中沒有充分反應(yīng)的物料在保溫帶中進(jìn)一步反應(yīng)。煅燒帶溫度直接影響回轉(zhuǎn)窯的性能和產(chǎn)品的質(zhì)量，是一個重要的工藝參數(shù)，因此要求必須保證在工藝要求溫度的一定偏差范圍之內(nèi)，并且盡量保持穩(wěn)定。從控制效果分析就是要求煅燒帶溫度控制不存在穩(wěn)態(tài)誤差，或者穩(wěn)態(tài)誤差很小，抗干擾能力強(qiáng)，一旦受到干擾后，能很快地恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

然而，盡管已經(jīng)有大量的理論成果，但在實際控制現(xiàn)場，環(huán)境條件十分復(fù)雜，因此，控制效果仍不十分理想，分析原因，回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度的控制難點主要包括以下幾點:

(1)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物理化學(xué)反應(yīng)過程復(fù)雜、熱量傳遞過程復(fù)雜,運行條件與工況變化大,如窯內(nèi)襯、窯皮的厚薄、生料漿流量、水分、成分、燃料煤質(zhì)等變化頻繁，存在非線性、大慣性，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。

(2)關(guān)鍵工藝參數(shù)鍛燒帶溫度難以測量，在窯前安裝光纖比色測溫儀測量煅燒帶物料溫度存在檢測滯后，并且受粉塵煙霧干擾嚴(yán)重。

(3)由于回轉(zhuǎn)窯體積較大，與周圍環(huán)境接觸面積大，很容易受到外界環(huán)境的干擾，存在較多不確定性因素，從而增大了準(zhǔn)確控制鍛燒溫度的難度。

(4)到目前為止,大多數(shù)回轉(zhuǎn)窯都是以常規(guī)的PID控制為主，但是回轉(zhuǎn)窯工況多變，PID控制器往往不能取得滿意的控制效果。一方面，實際使用過程中在特定位置的相關(guān)傳感器的精度難以實時掌握老化程度，不利于精細(xì)加工；另一方面，實際應(yīng)用中多是憑借熟練的操作人員，通過不斷的修改控制器參數(shù)來獲得較滿意的結(jié)果。這樣不僅要耗費許多時間，而且一旦環(huán)境、條件發(fā)生變化，則必須重新整定參數(shù)，否則將無法取得好的控制效果。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上分析，本發(fā)明的主要目的在于提供一種克服上述現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)窯電加熱設(shè)備的自動溫度控制存在的諸多缺陷，例如，溫度控制效果不好，或者是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大、成本過高以及控制流程和算法過于復(fù)雜，因此本發(fā)明提出了一種綜合視頻檢測以及溫度感應(yīng)兩者的旋轉(zhuǎn)窯電加熱設(shè)備的自動溫度控制裝置及控制方法，綜合利用兩者的優(yōu)點，通過較為簡單的溫度控制系統(tǒng)架構(gòu)以及控制方法，實現(xiàn)良好的自動溫度控制效果。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。