炉窑燃烧系统鲁棒多元预测优化控制设计

<正>[接上期]6 RMPO控制算法原理6.1燃料和温度的关系影响变量①炉型特性;②制品种类不同;③炉室漏风量:各个室不同,随时间变化较大;④装炉量:每块制品重量都有微小差异;⑤填料(坩埚)量:量差异较大;⑥各个炉室负压分布梯度;⑦各个炉室温度分布梯度;⑧各个炉室升温速率;⑨各个炉室温度蓄能热传导;⑩焙烧曲线;11炉砖导热效率:(随时间降低)。6.2燃料和温度的关系算法变量案例架3开度预估=f(温度,温度差,温度梯度,开度,开度梯度……)(1)     

《炭素技术》投稿须知

正感谢您向《炭素技术》(以下简称本刊)投稿,请仔细阅读以下内容并遵从相关要求,将最新科研成果在本刊发表,同时欢迎自荐同行评议专家,欢迎信息反馈、刊登广告。《炭素技术》(Carbon Techniques)(双月刊)创刊于1982年,炭素材料专业领域的中文核心期刊,国内统一刊号CN 22-1147/TQ,国际标准刊号ISSN 1001-3741,由吉林炭素有限公司主管、主办。办刊宗旨:交流技术、传播信息,促进炭素工业及炭材料学科技术进步。主要栏目:专家讲座、实验研究、经验交流、综合述评、计算机应用与控制、技术改造、节能环保、行业信息、市场动态、炭素文摘、专利等。     

环式焙烧炉温度制度及其优化途径探讨

1.前言炭素制品焙烧质量主要取决于其焙烧制度的合理制定和执行。影响焙烧制度因素有:制品的加热和冷却,负压制度,最终焙烧温度,填充料的性质,制品的装炉状况,炉子的技术状态以及加热方式等。其中最关键的是制品焙烧时的温度制度。即制品加热时的升温曲线、冷却速度和加热方式。根据18室带盖环式炉自投产以来的运行情况以及一些其他单位环式炉的有关介绍,我们发现现行的温度制度(主要是升温曲线的制定)尚存在一些问题,有必要对制定的依据,实现的条件以及如何能适应运行工况变化等方     

关于发生炉煤气辊道窑出现温度曲线混乱问题的答疑

有时在调试发生炉煤气辊道窑时,为什么在升温过程中出现温度曲线的混乱,表现为烧成高温区温度升不起,反而预热带的温度过高,严重影响正常的调试,应怎么解决?答:这种情况在一些燃料为发生炉煤气的陶瓷产区也2004年第7期(第91期)佛有朋友经常问起,这主要是在升温过程中的操作方法没有控制好,对充分完全燃烧条件认识不足,过分依赖现代窑炉的温度自动控制造成的。在燃料燃烧中,必须有足够的空气(即氧气)与燃料的充分混合,达到合理的比例,在一定的温度环境下才能完全充分燃烧。两者的比例不平衡会造成燃烧效率的降低,即温度达不到理想的最高点。…     

有机废液燃烧器的研制

基于气泡雾化技术研制的燃烧器,加入燃料阀检漏、辅助点火、熄火保护、变频控制及其它多重安全控制,实现了对包括SE(styrene ethylbenzene)在内的多种废液体燃料的安全燃烧。燃烧火焰明亮、刚性强;排烟透明、无黑烟;负荷调节比可达1:6。     

数理统计在氨纶生产中的应用

DCS(Distributed Control System)是对工艺参数,如温度、流量、压力、转速等的目标控制,而并不是对工艺过程中的中间品和最终产品的各种物性的直接控制。由于生产过程中有许多客观存在的变化,如:原副材料的物性因批次变化或因供应商的变化而波动,生产线的产能因市场对产品规格的需求的变化而变化(如从22 dtex变到44 dtex或440 dtex),一条聚合生产线下游的纺丝机台(纺丝位)的开停数因故障维修或定期保养的安排而变化,等等。     

竞争促进发展 发展激化竞争：DCS在国内水泥工业应用十年回顾

DCS(Distributed Control System)在国内译为“分布式控制系统”或“分散式控制系统”,业内人士就其主要功能特点,通称为“集散控制系统”.这是目前大家比较熟悉的一种先进的通用型工业生产过程控制系统.与传统的模拟式仪表控制系统或集中式控制系统相比较,DCS在控制思想、系统组态、软件应用、网络通讯等各个方面,吸纳汇集了计算机应用技术开发的最新成果,使生产过程控制的系统性、可靠性、先进性、实用性与综合经济效益达到了较完美的统一,提高到一个新的水平.因此,DCS是一大变革,它从80年代问世以来,经过发展完善,目前已成为国民经济各行各业生产过程控制的首选控制系统.     

以高硫石油焦为燃料煅烧水泥熟料的技术对策

高硫石油焦作为水泥熟料煅烧的燃料将导致烧成系统高温区(分解炉、烟室)结皮堵塞和环境污染(NOx、SOx含量超标)等问题。我们的对策是:(1)采用低温生料分料至窑尾烟室的工艺使烟气中SO_2气体与冷生料快速结合凝结防止结皮;(2)优化设计,使分解炉、燃烧器和烟室的结构符合石油焦燃烧特性;(3)注重原料特性和生产操作,选用符合K~ 、Na~ 含量要求的原料,控制石油焦粉细度、一次风量等。     

煤粉制备CAM智能控制系统的研发与应用

煤粉制备是我国绝大多数水泥企业必备的生产配套工艺。煤磨产出的煤粉质量对分解炉燃烧及回转窑正常运转都有着关键影响。以CAM(Cement's Automation and Management System,即水泥自动化与管理系统)智能控制系统为平台,创建神经网络模型,开发出煤粉制备控制模块:通过稳定磨机出口压力来稳定磨机负荷,并保持磨机的出口风温、入口风温、电流、吐渣量等在合理的范围内,使磨机在稳定运行的同时产量最大化。实践表明,煤粉制备控制器控制效果良好,能够有效地控制煤磨出口温度,提高煤磨产量,节约热风,减少电耗。     

安徽临涣矿区烟煤与生活污泥共燃的燃烧特性与动力学特征

以安徽淮北临涣工业园燃煤电厂煤样品和生活污水处理厂污泥样品为研究对象,采用热重分析法(TGA)对不同混合质量比条件下的煤与污泥进行了共燃实验,同时通过五种反应动力学模型研究了不同燃烧阶段煤、污泥样品共燃的动力学特征,揭示了煤和污泥的燃烧特性。研究结果表明,煤在529℃出现一个失重峰,污泥分别在140, 293和430℃出现三个失重峰,表明污泥的燃烧过程分为三个失重阶段,而煤只有一个失重阶段。煤的可燃性指数与综合燃烧特性指数为11.36×10–6 mg/(K–2•min), 47.16×10–10 K–3•min–2,与煤相比,污泥的可燃性指数与综合燃烧特性指数较低,分别为10.74×10–6 mg/(K–2•min), 13.04×10–10 K–3•min–2。在煤中添加污泥可以提高反应的燃烧特性,混合质量比以90(煤):10(污泥)为宜。随升温速率升高,煤与污泥的失重减少,燃烧失重速率增加,DTG曲线向高温区移动,产生热滞后现象。在固定碳燃尽阶段,混合燃料的活化能均位于两种原料之间,并且随污泥添加量增加而降低,表明污泥的添加有效提高了煤的反应活性并促进其燃烧过程。     

循环流化床锅炉超低氮氧化物排放理论与实践

循环流化床(CFB)能够燃用低热值燃料,在我国广泛应用。其重要优势是无成本的低氮氧化物(NOx)原始排放,这是缘于CFB较低且均匀的燃烧温度及其固有的燃烧还原性气氛。随着中国燃煤电站污染排放要求日益严格,CFB燃烧原始NOx排放浓度超过了排放限制的最新要求。笔者理论分析了CFB燃烧过程,根据CFB燃烧条件下NOx生成与还原的途径,认为可以通过气固流态的优化调控NOx生成与还原反应,进一步降低NOx的原始排放。进而提出流态优化的工程实现途径:提高床质量、减少粗颗粒床存量、增加循环量。详细讨论了该技术路线的基本原理:床质量提高、粗颗粒床存量减少以及循环量增加,可显著强化燃烧过程中的密相区和稀相区的还原性气氛、减少NOx生成,并在稀相区乃至分离器中加强对生成的NOx的还原,配合合理的床温和风配比,使CFB锅炉在不采用烟气脱硝条件下,实现NOx低于50 mg/m3。该技术设想的关键点经实验室验证后,在150、260和560t/h CFB锅炉上进行了工程实践。运行效果表明,通过流态优化后,NOx排放显著下降,可达到NOx原始超低排放;同时,未见由此导致的燃烧效率显著降低;这些原始超低排放工程案例涵盖了烟煤、贫煤和无烟煤。通过流态设计优化降低NOx排放浓度的技术路线为CFB锅炉NOx控制提供了一条新途径。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

三氢化铝稳定化方法研究进展

系统介绍了三氢化铝(α-AlH3)作为固体推进剂高能燃料的重要应用价值,和当前阻碍其广泛使用的两大因素。从提高α-AlH3的热稳定性出发,综述了导致α-AlH3不稳定的本征原因(热力学性质)和非本征原因(晶体品质和纯度),以及各种稳定化处理方法,包括表面包覆法、表面钝化法和掺杂法等;在此基础上,总结了α-AlH3各种稳定化方法的内在机理和热稳定性表征方法。对α-AlH3稳定化处理的发展方向和趋势进行了梳理,指出今后研究的重点方向为:探索有效的包覆层材料,在维持α-AlH3燃烧热值的基础上,提高其热稳定性及组分相容性;精确控制α-AlH3颗粒包覆层结构,提高稳定性和降低感度;进一步研究α-AlH3在固体推进剂中的稳定化机理。     

两段式滴管内烟煤富氧空气分级燃烧NOx排放特性研究

随着我国对大气污染物排放监管力度的日益严格,NOx控制技术已广泛应用于工业生产的各个领域。作为一种直接、简便的NOx排放控制技术,富氧空气燃烧技术已经出现在燃气锅炉和内燃发动机等行业,然而在燃煤锅炉行业中却鲜有应用。为了验证富氧空气燃烧技术在煤粉工业锅炉中的NOx减排效果,笔者以神府烟煤作为燃料,利用两段式滴管炉试验系统模拟煤粉在锅炉内燃烧的实际情况,采用热态试验方法,研究了烟煤富氧空气分级燃烧的NOx排放特性,并与单级供风、空气分级燃烧2种燃烧方式下的NOx排放情况进行对比。考察了主燃区温度、二次风配比(以主燃区过量氧气系数表示)、二次风氧浓度等关键因素对NOx排放的影响。结果表明:富氧空气分级燃烧的NOx排放显著低于单级供风燃烧,同时也低于空气分级燃烧的NOx排放。主燃区温度为1 300~1 500℃时,富氧空气分级燃烧的NOx排放减少比例比分级配风燃烧提高了6~12个百分点;富氧空气分级燃烧条件下,随主燃区温度升高,煤粉燃烧更加充分,燃料中N元素分解成NHi、HCN等大量中间产物,使主燃区气氛的还原性增强,被还原的NOx比例增加。因此,NOx排放降低且NOx排放减少比例呈现上升趋势;富氧空气分级燃烧的二次风配比对NOx排放具有显著影响,随着主燃区过量氧气系数的升高,NOx排放均呈现先降低后升高的趋势。因此存在最佳二次风配比,使NOx排放浓度最低。主燃区温度为1 300℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.58;主燃区温度为1 500℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.55;在主燃区过量空气系数给定的条件下,提高二次风氧浓度可以延长煤粉颗粒在主燃区的停留时间,并在煤粉颗粒表面形成局部富氧环境,促进煤粉充分燃烧,从而增强主燃区气氛的还原性,降低NOx的生成。因此,当二次风氧浓度为21%~31%时,NOx排放随二次风氧含量的升高而降低。随着二次风氧浓度的逐渐升高,NOx排放的降低趋势逐渐放缓。     

煤粉大比例掺混不同生物质的混燃特性研究

可再生能源生物质清洁低碳、易于获取、利于着火,含硫、氮量少且属于碳中性物质,但其能量密度低。在煤粉中大比例掺混生物质(生物质/煤粉质量比大于5∶5)可有效改善煤粉着火特性,碳排放水平接近燃烧天然气,且污染物排放显著降低,进而达到节能减排目的。目前研究主要集中在低掺混比例(小于5∶5)下生物质与煤粉的混燃特性,针对北方常见的玉米秸秆、稻杆和玉米芯等生物质与煤粉在大掺混比例下的燃烧特性,尚有待深入。笔者利用热重分析技术分别研究了煤粉与不同生物质种类(玉米秸秆、稻杆及玉米芯)在不同掺混比例下(5∶5、6∶4、7∶3和8∶2)的混燃特性,分析生物质种类和掺混比例对混合燃料的着火温度、燃尽温度、交互反应以及燃烧特性指数等的影响,确定了不同生物质的最佳掺混比例。结果表明:掺混比例对混合样品失重曲线的影响从大到小依次为玉米秸秆、玉米芯和稻杆。随掺混比例增加,第1阶段最大质量变化速率逐渐增大且燃烧进程前移,第2阶段则逐渐减小,这是由于挥发分相对增加且焦炭相对减少的原因。混合样品的着火温度和燃尽温度比纯煤粉分别下降约100和60℃。随掺混比例的增加,玉米芯着火温度逐渐减小,玉米秸秆和稻杆则先减小后增大,且均在7∶3时达到最小;燃尽温度均呈现下降趋势,下降幅度由大到小分别为玉米芯、稻杆和玉米秸秆。玉米秸秆和稻杆在8∶2时燃尽性能较差。混合样品发生不同程度的交互作用,该交互作用正是生物质的促进和抑制的协同作用,使3种生物质均在5∶5时对煤粉燃烧抑制作用大;玉米秸秆和稻杆在7∶3时、玉米芯在6∶4、8∶2时促进作用大。同时,3种生物质的燃烧特性指数远大于煤粉,随掺混比例的增大,玉米芯的燃烧特性指数变化最大并在8∶2时达到最大值,6∶4和7∶3时几乎相同;稻杆的变化最小且在7∶3时达到最大值;玉米秸秆在7∶3和8∶2时几乎相同并达到最大值。小范围改变掺混比例时,燃烧特性指数变化不大。这可能是由于燃烧特性指数不仅与着火温度和燃尽温度有关,还与样品在其主要燃烧过程的反应速率有关,而煤粉在焦炭燃烧阶段的反应剧烈程度高于生物质挥发分析出阶段,使不同掺混比例的混合样品出现以上现象。     

设置空气预热器的加热炉

<正> 日本知多石油公司名古屋炼油厂的原油加工能力10万桶/日,该厂常压蒸馏装置、减压蒸馏装置、减压轻油加氢脱硫装置、加氢脱烷基装置上四台工艺加热炉的排气废热21.8×10~6秒/时未进行回收,成了节能改造的重点对象。该厂采用空气预热器回收排气废热,在选型上对管壳式和回转式进行了反复比较,认为回转式热损达15～20%,因此采用管壳式,但管壳式存在露点腐蚀问题,露点腐蚀一般在比露点温度低20～30℃时发生,该厂的燃料燃烧后产生的硫化物的露点约140℃,所以空气预热器的温度要控制在110～120℃,具体措施如下:(1)采用热空气再循环。即把空气预热器出口的     

球形储罐热处理(内燃法)装置的操作使用与工艺参数的控制

球形储罐在组装和焊接过程中不可避免地存在残余应力,而残余应力的存在会不同程度地影响甚至危及设备的安全运行。因此,球罐焊后残余应力的消除是球罐组焊非常重要的环节。国家曾颁布了一系列的法规和标准,旨在制造出优质可靠的产品,确保国家财产和人民生命的安全。 目前消除球罐残余应力的方法有振动法、内燃法、超压法及电热法等几种,而最常用的是内燃法,下面将霍克烧咀燃油内燃法进行球罐热处理装置的操作使用及工艺参数的控制介绍给同行,仅供参考。1热处理工艺1.1消除应力回火热处理原理:再结晶原理。1.2燃烧方式:燃油内燃法。1.3热处理工艺过程1.3.1升温→恒温→降温。1.3.2工艺曲线:(以20R、16MnR为例)     

混燃石油焦循环流化床锅炉Pb排放特性

燃煤电厂释放的Pb具有长距离迁移性、生物累积性和持久危害性等特点,尽管Pb在煤中含量较低,但由于我国煤炭消耗量巨大,每年因燃煤发电排放到环境中的Pb十分巨大,其造成的环境污染问题不容小觑。由于现场取样的复杂性,目前关于燃煤电厂Pb迁移排放特性的研究较少。选取某额定蒸发量为410 t/h的混燃石油焦循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,采用EPA Method 29法对电厂布袋除尘器(FF)和石灰石-石膏湿法脱硫塔(WFGD)前后烟气中不同形态的Pb进行了平行取样,同时对入炉燃料、石灰石、底渣、飞灰、脱硫石膏和脱硫废水等物流进行取样分析,通过Pb的质量平衡核算得到Pb在燃煤副产物中的分配比例以及Pb的迁移排放特性。结果表明:Pb的质量平衡率为105. 1%～106. 4%,说明本次Pb排放测试结果的准确性和可信度较高。燃烧过程中,燃料中Pb元素主要以气态单质铅Pb~0或PbO形式释放到烟气中,少量残留在底渣中,本次测试底渣中Pb占总入炉Pb量的13. 7%。随着烟气流动和温度的降低,烟气中大部分Pb化合物会发生均相成核、异相凝结和颗粒表面沉积吸附等过程,形成颗粒态Pb,因此本次测试在空预器出口(布袋除尘器前)烟气中Pb主要以颗粒态形式存在,占比超过99%,而最终排放到大气中的Pb仅为0. 4%。布袋除尘器对烟气中Pb的脱除效率高达99%,主要是体现在对颗粒态Pb的脱除上。而湿法脱硫塔对水溶性较好的气态Pb和颗粒态Pb均有一定的脱除作用,脱除效率可达67%。经污染物控制装置脱除,最终排放到大气中的Pb浓度较低,仅为2. 99μg/m~3,Pb的大气排放因子为0. 90×10~(-12)g/J。