[发明专利]一种水泥窑协同处置垃圾下的分解炉温度控制方法

说明书

本发明公开了一种水泥窑协同处置垃圾下的分解炉温度控制方法，包括预测控制器、异常工况控制器、垃圾前馈控制器、工况辨识组成。根据当前工况的变化选择正确的控制器，使分解炉温度跟踪设定值，第5级旋风预热器锥部温度低于最大值。本发明采用小波包分解法，对分解炉出口温度、第5级旋风预热器锥部温度、垃圾实际值实时值及变化趋势识别，对分解炉温度控制系统进行工况划分，从而可进一步的优化控制器控制效果。

技术领域

本发明涉及分解炉温度控制技术领域，尤其涉及一种水泥窑协同处置垃圾下的分解炉温度控制方法。

背景技术

水泥窑协同处置垃圾系统中，垃圾可燃物经过输送和计量后送入分解炉内燃烧，为生料分解提供部分热量。生料从第5级旋风预热器进入分解炉，与煤粉、垃圾、三次风混合燃烧，炉内温度一般在890℃左右，并且使得入窑生料的碳酸盐分解率达到90-95％。

由于垃圾组分的差异、垃圾计量不准，导致垃圾发热量的不稳定，影响分解炉内温度场和流场的稳定性。一方面，造成分解炉出口温度波动大，影响生料分解率；另一方面，可能会导致第5级旋风预热器下料口堵塞，造成事故。

故分解炉出口温度和第5级预热器锥部温度是两个重要的工艺参数，决定了入窑生料分解率和分解炉的安全性。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种水泥窑协同处置垃圾下的分解炉温度控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水泥窑协同处置垃圾下的分解炉温度控制方法，包括有预测控制器、异常工况控制器、垃圾前馈控制器和工况辨识，根据当前工况的变化选择正确的控制器，使分解炉温度跟踪设定值，第5级旋风预热器锥部温度低于最大值，具体步骤如下：

步骤1：预测控制器；

1.1建立分解炉温度状态空间模型；

1.2根据分解炉温度状态空间模型，预测分解炉出口温度未来的输出曲线，跟期望分解炉出口温度设定值进行比较，进行预测控制优化，获得喂煤量的优化值u_fjl(k)，来控制实际分解炉出口温度；

步骤2：采用模糊控制设计异常工况控制器；

步骤3：设计垃圾前馈控制器；

步骤4：工况辨识：根据分解炉出口温度、第5级旋风预热器锥部温度、垃圾实际值进行9类工况辨识，并根据实际的工况进行预测控制器和异常工况控制器之间的切换。

步骤1.1所述的建立分解炉温度状态空间模型，具体过程如下：

实时采集分解炉系统数据{T_FJL(k),T_C5B(k),u_m(k),u_lj(k)}，k＝1,...,N，其中T_FJL(k)为分解炉出口温度，T_C5B(k)为第5级旋风预热器锥部温度，u_m(k)为喂煤量，u_lj(k)为垃圾流量；

采用移动平均滤波器预处理水泥烧成系统的数据，获得滤波后数据采用min-max归一化算法，对滤波后数据进行归一化，获得归一化后数据

根据获得的输入输出数据，采用子空间辨识法辨识出矩阵A、B、C、D，获得分解炉温度状态空间模型，如式(1)，

最后，用平均相关方差方法判断辨识系统的精度，其中x代表分解炉出口温度控制系统的状态；x(k)代表第k时刻分解炉出口温度控制系统的状态。

步骤2所述的采用模糊控制设计异常工况控制器，具体过程如下：