[发明专利]水泥分解炉在线仿真系统及其建立方法

说明书

本发明公开了一种水泥分解炉在线仿真系统的建立方法，包括以下步骤：建立水泥分解炉模型；利用ASP.NET平台设计仿真系统。所述水泥分解炉模型的输入变量包括水泥分解炉的三次风压、高温风机电流、窑尾喷煤量和喷煤负压，输出变量包括水泥分解炉出口温度；水泥分解炉模型的建立方法包括以下步骤：根据窑尾喷煤量以及生料下料量对分解炉划分工况；利用FOA‑LSSVM算法建立水泥分解炉模型。本发明不仅为操作员对于分解炉环节的仿真操作培训提供了一个最佳的仿真校验场景，而且更为实际的反应生产现场分解炉的运行情况。

技术领域

本发明涉及一种水泥分解炉在线仿真系统及其建立方法，属于水泥生产仿真技术领域。

背景技术

分解炉是把生料粉分散悬浮在气流中，使燃料燃烧和碳酸钙分解过程在很短时间(一般1.5～3秒)内发生的装置，是一种高效率的直接燃烧式固相一气相热交换装置。

水泥分解炉中进行的是一个连续生产、工况复杂多变的过程，是水泥生产的核心环节。该环节主要完成煤粉燃烧、生料的分解等任务，在这个过程中碳酸盐的分解需要一个相对稳定的温度。若温度过高，预热器易造成堵塞；若温度太低，会导致回转窑负担加重。可见，针对水泥生料分解过程对水泥生产操作员的培训尤为重要。

目前水泥行业普遍采用线下仿真软件，存在诸多弊端，无法为操作员的培训提供良好仿真环境，且水泥预分解过程工况复杂，当前仿真系统所采用的预分解过程模型尚不能有效的反应实际生产情况。因此，在水泥预分解过程不同工况下建立模型，并开发一种在线的水泥仿真系统十分必要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种水泥分解炉在线仿真系统及其建立方法，能够解决目前分解炉模型工况单一化的问题，并为操作员对于分解炉环节的仿真操作培训提供了一个最佳的仿真校验场景。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供的一种水泥分解炉模型的建立方法，所述水泥分解炉模型的输入变量包括水泥分解炉的三次风压、高温风机电流、窑尾喷煤量和喷煤负压，输出变量包括水泥分解炉出口温度；所述的建立方法包括以下步骤：

根据窑尾喷煤量以及生料下料量对分解炉划分工况；

利用FOA-LSSVM算法建立水泥分解炉模型。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述根据窑尾喷煤量以及生料下料量对分解炉划分工况，包括：

确定水泥分解炉模型的输入变量和输出变量；

确定分解炉温度影响因素的变量范围；

选用窑尾喷煤量、C5下料管温度与分解炉出口温度三种变量，并对不同生料下料量范围内的用煤量进行范围划分；

对生料下料量在不同范围内的用煤量进行聚类分析，划分出分解炉的工况。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述对不同生料下料量范围内的用煤量进行范围划分，包括：

采用K-means聚类分析方法对不同生料下料量范围内的用煤量进行范围划分。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述对生料下料量在不同范围内的用煤量进行聚类分析，包括：

给定聚类数目K的值，计算出数据与聚类中心的距离，当目标函数达到最优时得出最佳聚类结果，

所述目标函数为：

式中，K_j为第K个类别的样本数，μ_i为第i类的中心；

对生料下料量在分解炉温度影响因素的变量范围内的用煤量进行聚类分析，得到用煤量的范围。