Luận văn lò nung nhà máy xi măng

1 M U Tớnh cp thit ca ti Cựng vi s phỏt trin ca t nc, cỏc nh mỏy xớ nghip Vit Nam ang tin hnh lp t v ci to mi, mnh dn a vo nhng thit b, cụng ngh tiờn tin ca cỏc nc cụng nghip hin i in hỡnh ú l ngnh sn xut xi mng Cụng ngh xi mng l mt nhng nghnh cụng nghip mi nhn, nú nh hng trc tip n giỏ c th trng Hn na vi c im phõn b trờn din tớch rng v h thng truyn ng cụng sut ln dn n vic iu khin v khng ch cỏc quỏ trỡnh quỏ rt khú khn v phc Trong nhng nm gn õy ngnh cụng nghip xi mng nc ta ó c u t phỏt trin mnh m, cụng ngh sn xut xi mng ti Vit Nam ngy cng c hin i v ng b T ú, a sn lng xi mng t 5,24 triu tn nm 1995 lờn 33 triu tn vo nm 2007 v s t trờn 50 triu tn vo nm 2010 Nhiu nh mỏy xi mng cú cụng sut lũ nung 4000 tn, 5000 tn, 6000 tn Clinker/ngy vi cụng ngh tiờn tin, k thut hin i c u t xõy dng v ó c a vo sn xut t hiu qu kinh t k thut cao, tiờu hao in nng di 95Kwh/tn xi mng, tiờu hao nhit lng nh hn 730 Kcal/kg Clinker, mụi trng sinh thỏi c ci thin rừ rt, nng bi thi u ng khúi di 30 mg/Nm 3, cht lng xi mng c nõng cao t mỏc PC50, a trỡnh cụng ngh ca ngnh cụng nghip xi mng nc ta lờn mt bc phỏt trin mi Cụng ngh lũ nung Clinker ( l khõu quan trng nht sn xut xi mng) ó c nhiu nh mỏy ng dng h thng ti u chuyờn gia thc hin cỏc mc tiờu iu khin vi phc khỏc H thng ny iu khin ton b quỏ trỡnh sn xut thụng qua cỏc thut toỏn iu khin logic, cỏc hm toỏn hc Do ú, vic tip nhn cụng ngh iu khin lũ nung Clinker nh mỏy xi mng gp khú khn vỡ h thng l mt h tớch hp ton din v kh nng tip nhn cụng ngh mi ca cụng nhõn nh mỏy l cha cao Hiu c tm quan trng ca vic o lng v iu khin lũ nung clinker nh mỏy xi mng nờn tụi chn ti Nghiờn cu h iu khin lũ nung clinker nh mỏy xi mng lm ti nghiờn cu Mc ớch nghiờn cu Bn lun nghiờn cu yờu cu cụng ngh, cu trỳc, thut iu khin cho lũ nung clinker phc v hnh v chnh nh hnh lũ nung clinker nh mỏy xi mng i tng v phm vi nghiờn cu i tng nghiờn cu ca ti l h iu khin lũ nung clinker nh mỏy xi mng Phm vi nghiờn cu l nghiờn cu cụng ngh, phõn tớch cu trỳc, thut iu khin lũ nung clinker nh mỏy xi mng v ng dng thut iu khin ti u cho hnh lũ nung clinker Phng phỏp nghiờn cu Nghiờn cu lý thuyt kt iu khin quỏ trỡnh kt hp thu thp, x lý s liu thu thp t thc t hnh ca lũ nung clinker cho cỏc nh mỏy xi mng Cụng c mụ phng quỏ trỡnh iu khin lũ nung clinker nh mỏy xi mng l phn mm phn mm ti u chuyờn gia ( Expert Optimizer) v phn mm Matlab& Simulink í ngha khoa hc v thc tin ca ti Vic nghiờn cu cu trỳc, thut iu khin lũ nung clinker nh mỏy xi mng giỳp ta hiu rừ v cú th a cỏc chin lc iu khin ti u hnh lũ nung clinker nh mỏy xi mng Trờn c s nghiờn cu thut iu khin ti u ng dng vo hnh, chnh nh lũ nung clinker nh mỏy xi mng Gúp phn khng nh phỏt trin v kh nng trin khai ng dng lý thuyt iu khin ti u cho h iu khin lũ nung clinker Cu trỳc ca lun Ni dung lun gm chng Chng 1: Tng quan v cụng ngh lũ nung Clinker Chng 2: Phõn tớch cu trỳc iu khin cp c s lũ nung clinker Chng 3: Vn hnh ti u h thng lũ nung clinker Chng 4: Nghiờn cu phn mm ti u chuyờn gia s dng hnh lũ nung clinker nh mỏy xi mng Sụng Gianh Chng 5: Vn dng EO kho sỏt lng thay i nhiờn liu cho canxiner Tỏc gi xin chõn thnh cm n s quan tõm giỳp tn tỡnh ca thy giỏo hng dn PGS.TS Bựi Quc Khỏnh B mụn T ng húa Trng i hc Bỏch khoa H Ni, Tp th cỏn b phũng iu khin Trung tõm nh mỏy xi mng Sụng Gianh ó giỳp , to iu kin thut li cho tỏc gi Mc dự cú nhiu c gng nghiờn cu nhng kt qu nghiờn cu cũn hn ch Tỏc gi xin trõn trng cm n mi ý kin úng gúp ca cỏc Thy, Cụ cựng bn bố ng nghip ti nghiờn cu c hon thin hn LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca riờng tụi Cỏc s liu, kt qu lun l trung thc v cha tng cụng b bt kỡ cụng trỡnh no khỏc Nng, ngy thỏng Hc viờn cao hc Trn Kim Quyờn nm 2009 MC LC Ni dung Trang ph bỡa Li cam oan Mc lc Danh mc cỏc bng Danh mc cỏc hỡnh v, biu M U Chng -TNG QUAN DY CHUYN CễNG NGH H THNG Lề NUNG CLINKER 1.1 TNG QUAN V Lề NUNG CLINKER 1.1.1 phõn loi h thng lũ nung clinker 1.1.1.1 Lũ t 1.1.1.2 Lũ khụ di 1.1.1.3 Lũ cú bung phõn hy 1.1.2 S cụng ngh h thng lũ nung 1.1.2.1 Thỏp cyclon 1.1.2.2 Bung phõn hy 1.1.2.3 ng lũ 1.1.2.4 B lm ngui kiu ghi 1.1.3 Cỏc yu t u vo 1.1.3.1 Nguyờn liu 1.1.3.2 Nhiờn liu 1.1.2.3 Giú 1.1.4 Cỏc yu t u 1.1.4.1 Clinker 1.1.4.2 Khớ thi 1.1.5 Cỏc yu t nhiu lon 1.1.5.1 Cht lng ca bt liu 1.1.5.2 Cht lng nhiờn liu u vo 1.2 CP LIU Lề 1.3 CC CN BNG XY RA TRONG Lề NUNG CLINKER 1.3.1 Cõn bng gia lng nguyờn liu cp vo lũ v clinker to thnh 1.3.2 Cõn bng gia tc cp liu v tc quay ca lũ 1.3.3 Cõn bng gia nhiờn liu v nguyờn liu u vo 1.2.4 Cõn bng gia lng nhiờn liu cp v lng giú 1.3.5 Cõn bng gia nhit nhiờn liu vo vi nhit ta v nhit thu hi 1.3.6 Cõn bng gia giú v giú vo 1.3.7 Cõn bng gia nhit khớ thi v lu lng nc lm mỏt Chơng 2: PHN TCH CU TRC IU KHIN Lề NUNG CLINKER Trang 01 04 04 04 04 04 05 06 07 07 08 08 10 10 11 12 13 13 15 16 16 17 18 20 21 21 22 22 23 23 23 25 2.1 BI TON IU KHIN 2.1.1.iu khin cỏc cõn bng np liu ( Cõn bng lng) 2.1.2 iu khin cỏc bin i ( iu khin nhit ) 2.1.3 iu khin cht lng ca s bin i nng lng 2.1.4 iu khin cht lng clinker 25 25 25 25 25 2.2 CC MCH VềNG IU KHIN 2.2.1 Cỏc mch vũng PID in hỡnh h thng lũ nung clinker 2.2.2 H thng iu khin nhiờn liu (than) 2.2.3 iu khin giú cp vo lũ 26 27 27 29 2.2.4 H thng iu khin quỏ trỡnh chỏy 2.2.5 H thụng iu khin quỏ trỡnh chỏy canxiner 2.2.5.1 Mch vũng iu khin lng nguyờn liu cp vo canxiner 2.2.5.2 iu khin quỏ trỡnh cp than 2.2.5.3 iu khin lng giú cp vo canxiner 2.2.6 Mch vũng iu chnh ỏp sut u ca lũ 2.2.7 iu khin ỏp sut sau thỏp trao i nhit Chng 3: VN HNH TI U H THNG Lề NUNG CLINKER 3.1 VN HNH Lề NUNG CLINKER 3.1.1 Phng phỏp iu khin lũ 3.1.2 Cỏc yờu cu ca h thng chuyờn gia 3.2 IU KHIN QU TRèNH Lề NUNG CLINKER 3.2.1 Mụ hỡnh quỏ trỡnh lũ nung 3.2.1.1 Xem xột nhiờn liu 3.2.1.2 Thit b o 3.2.1.3 Quan sỏt ca ngi hnh 3.2.2 iu khin fuzzy cỏc lũ nung clinker 3.2.2.1 C cu iu khin lũ 3.2.2.2 iu khin zụn nung 3.2.2.3 iu khin quỏ trỡnh chỏy 3.2.2.4 iu khin ghi lm ngui 3.2.3 Chin lc iu khin theo mụ un Chng 4: NGHIấN CU PHN MM TI U CHUYấN GIA 31 33 34 34 36 36 37 38 38 38 39 40 40 40 41 41 42 42 43 46 48 48 49 S DNG TRONG VN HNH Lề NUNG CLINKER NH MY XI MNG SễNG GIANH 4.1 GII THIU V PHN MM TI U CHUYấN GIA (Expert Optimizer) 4.1.1 Cu trỳc ca Ti u chuyờn gia 4.1.2 Nhng li ớch ca Ti u chuyờn gia (EO) 4.1.3 Phng thc xõy dng chng trỡnh trờn Expert Optimizer 4.1.4 Cỏc trng thỏi hot ng ca h thng Expert Optimizer (EO) 4.2 B CễNG C LP TRèNH TOOLKIT 3.2.1 Cỏc th vin ca Toolkit 4.2.2 Mt s Module thut toỏn quan trng th vin Toolkit 3.2.2.1 Ramping and Tracking 4.2.2.2 Norm 4.2.2.3 Norm+ 4.2.2.4 Norm* 4.2.2.5 FOF( B lc tớn hiu theo thi gian) 4.2.2.6 IP Norm+ 4.2.2.7 Counter 4.2.2.8 GRD 4.2.2.9 Scale 4.2.2.10 PROP+ 4.2.2.11 TRC 4.2.2.12 LATCH Module 4.2.2.13 Quant Link From 4.2.2.14 Quant Link To 4.2.2.15 Operator Input, Plant Input, Calculated Output v Plant Output 4.2.2.16 State Diagram Operator 4.3 CC THUT TON IU KHIN Lề NUNG CLINKER(KILN) 4.3.1 S cu trỳc tng quỏt 4.3.1.1 Cỏc u vo 49 49 50 50 51 51 51 53 53 53 54 55 55 55 56 56 56 56 56 56 57 57 57 57 58 58 58 4.3.1.2 iu khin cỏc im t u 4.3.2 Cỏc thut toỏn tớnh toỏn u vo 3.3.2.1 Tớnh toỏn chun hoỏ cỏc thụng s u vo 4.3.2.2 Chun hoỏ thụng s u vo: Dung trng Clinker (lwt-oe) v hm lng vụi t ( freelime-sp-oe) 4.3.2.3 Chun hoỏ thụng s u vo nhit zụn nung 4.3.2.4 Tớnh toỏn cỏc mc tiờu 59 59 59 61 4.4 CC THUT TON IU KHIN TRUNG TM 4.4.1 Tớnh toỏn nhiờn liu cho Canxiner 4.4.1.1 S tng quỏt 4.4.1.2 Khi h thng lm vic vi nhỏnh N1 4.4.1.3 Khi h thng lm vic vi nhỏnh N2 4.4.2 Cỏc module iu khin lũ (Kiln-main-module) 4.4.2.1 S tng quỏt 4.4.2.2 Khi h thng lm vic nhỏnh: Normal Actions 4.4.3 Khi h thng lm vic nhỏnh: Interrupt Actions 4.4.3.1 Ring-Actions (s lý tỡnh trng lp cola b ri) 4.4.3.2 Break-Actions 4.4.3.3 PH-CO-action (Tỡnh trng nng CO thỏp trao i nhit) 4.4.3.4 Kiln-CO-Action (tỡnh trng CO lũ nung) 70 70 70 72 75 77 77 79 86 86 89 92 93 4.5 CC THUT TON U RA 4.5.1 Tớnh toỏn im t cp than cho Canxiner 4.5.2 Tớnh toỏn im t cp than cho lũ 4.5.3 Tớnh toỏn u cho im t cp liu v tc lũ 4.5.3.1 Feed and Speed Change (Tớnh lng thay i cp liu v tc lũ) 4.5.3.2 Tớnh toỏn giỏ tr t cp liu (Kiln-Feed-Setpoint) 4.5.3.3 Tớnh toỏn im t tc lũ (Kiln-Speed-Setpoint) 4.5.4 Tớnh toỏn im t cho tc qut ID (Preheater fan setpoint) 4.5.5 Tớnh toỏn im t cho v trớ van giú (TAD Setpoint) 4.5.6 iu khin van quay chia liu trờn hai nhỏnh ca thỏp trao i nhit 96 96 97 99 99 102 103 104 104 105 4.6 IU KHIN H THNG LM NGUI ( COOLER ) 4.6.1 Cỏc trng thỏi hot ng chc nng 4.6.1.1 Trng thỏi hot ng SPOUTING-LOGIC 4.6.1.2 Trng thỏi hot ng OVERRIDE-LOGIC 4.6.1.3 Trng thỏi hot ng HOT-PLATES-LOGIC 4.6.1.4 Trng thỏi hot ng COATING-COLLAPSE-LOGIC 4.6.1.5 Cỏc trng thỏi hot ng NEW-SETPOINT 4.6.1.6 Trng thỏi hot ng HOOD-PRESSURIED-LOGIC 4.6.2 Tớnh cỏc giỏ tr t iu khin lm ngui Clinker 4.6.2.1 Ghi mt 4.6.2.2 Ghi hai 4.6.2.3 Tớnh giỏ tr t tc Ghi 107 107 107 108 108 108 108 108 109 109 111 112 Chng 5: VN DNG EO KHO ST LNG THAY I NHIấN LIU CHO CANXINER 113 5.1 BI TON IU KHIN 113 63 65 5.1.1 Cỏc quy tc (Rulebock) 113 5.1.2 Precalciner-SCALE (khi tớnh toỏn t l) 113 5.2 NG DNG MATLAB & SIMULINK Mễ PHNG LNG THAY I NHIấN LIU CHO CANXINER 5.2.1 Mụ hỡnh húa bng Matlab simulink mụ phng lng thay i nhiờn liu cho canxiner 5.2.2 Xõy dng lut hp thnh 114 114 116 5.2.2.1 Xõy dng lut hp thnh ca PCGene 5.2.2.2 Xõy dng lut hp thnh ca PCTopfeed 5.2.1.3 Xõy dng lut hp thnh ca PCTopdamp 5.2.3 M húa tớn hiu u vo 5.2.4 Gii m 5.2.5 Surface ca b iu khin m 5.2.6 Lut iu khin ca b m 5.3 KT QU Mễ PHNG KIN NGH V KT LUN TI LIU THAM KHO 116 116 116 118 118 119 120 121 123 124 DANH MC CC BNG S hiu bng Bng 1.1 Bng 3.1 Tờn bng Quỏ trỡnh húa lý xy nung clinker lũ Túm tt cỏc thụng s iu khin sn cho ngi hnh Trang 13 41 DANH MC CC HèNH V, TH S hiu hỡnh v Hỡnh 1.1 Hỡnh 1.2 Hỡnh 1.3 Hỡnh 1.4 Hỡnh 1.5 Hỡnh 1.6 Hỡnh 1.7 Hỡnh 1.8 Hỡnh 1.9 Hỡnh 1.10 Hỡnh 1.11 Hỡnh 1.12 Hỡnh 1.13 Hỡnh 1.14 Hỡnh 2.1 Hỡnh 2.2 Hỡnh 2.3 Hỡnh 2.4 Hỡnh 2.5 Hỡnh 2.6 Hỡnh 2.7 Hỡnh 2.8 Hỡnh 2.9 Hỡnh 2.10 Hỡnh 2.11 Hỡnh 2.12 Hỡnh 2.13 Hỡnh 2.14 Hỡnh 3.1 Hỡnh 3.2 Hỡnh 3.3 Hỡnh 4.1 Hỡnh 4.2 Hỡnh 4.3 Hỡnh 4.3 Hỡnh 4.5 Hỡnh 4.6 Hỡnh 4.7 Hỡnh 4.8 Hỡnh 4.9a Hỡnh 4.9b Hỡnh 4.10 Hỡnh 4.11 Tờn hỡnh v Cu to lũ t S lũ cú bung phõn hy riờng S cụng ngh h thng lũ nung cú bung phõn hy S u vo v u ca bung phõn hy Mụ hỡnh lũ nung clinker th nhit lũ nung clinker Lp cola bờn lũ nung Cõn bng lng Cõn bng gia tc cp liu v tc quay lũ Cõn bng nguyờn liu - nhiờn liu Cõn bng nhiờn liu - giú Cõn bng nhit Cõn bng giú Cõn bng gia nhit khớ thi v nc lm mỏt Cỏc mch vũng iu khin PID in hỡnh H thng iu khin cp than cho lũ S iu khin cp than cho lũ S iu khin cp giú vo lũ S iu khin nhit hn hp than/khớ H thng iu khin giú vo lũ S iu khin lng oxy d lũ H thng iu khin cho canxiner S iu khin cp nguyờn liu vo canxiner H thng cp than cho canxiner S iu khin cp than vo canxciner S iu khin giú cp vo calciner S iu khin ỏp sut u ca lũ H thng iu khin nc lm mỏt v lc bi khớ thi Cỏc yu t ca c cu iu khin lũ Ch s n nh ca nhit lũ v ch s n nh zụn nung (BZTI) S thc hin chin lc iu khin fuzzy Cỏc thnh phn cu thnh nờn ti u chuyờn gia Li ớch ca vic s dng EO Th vin lp trỡnh Toolkit Nguyờn tc chun hoỏ NORM Nguyờn tc chun hoỏ NORM+ Nguyờn tc chun hoỏ NORM* Cu trỳc ca IP NORM+ Cỏch tham chiu ly giỏ tr chun ca hm NORM Chun hoỏ nng ụxy (OX) Chun hoỏ nng PH OX Chun hoỏ thụng s cht lng Chun hoỏ nhit Canxiner Trang 04 05 06 07 09 14 14 21 21 22 22 23 23 23 26 26 27 28 29 30 31 32 33 33 34 34 35 36 41 43 44 48 49 51 53 54 54 55 59 60 60 61 62 10 Hỡnh 4.12 Hỡnh 4.13 Hỡnh 4.14 Hỡnh 4.15 Hỡnh 4.16 Hỡnh 4.17 Hỡnh 4.18 Hỡnh 4.19 Hỡnh 4.20 Hỡnh 4.21 Hỡnh 4.22 Hỡnh 4.23 Hỡnh 4.24 Hỡnh 4.25 Hỡnh 4.26 Hỡnh 4.27 Hỡnh 4.28 Hỡnh 4.29 Hỡnh 4.30 Hỡnh 4.31 Hỡnh 4.32 Hỡnh 4.33 Hỡnh 4.34 Hỡnh 4.35 Hỡnh 4.36 Hỡnh 4.37 Hỡnh 4.38 Hỡnh 4.39 Hỡnh 4.40 Hỡnh 4.41 Hỡnh 4.42 Hỡnh 4.43 Hỡnh 4.44 Hỡnh 4.45 Hỡnh 4.46 Hỡnh 4.47 Hỡnh 4.48 Hỡnh 4.49 Hỡnh 4.50 Hỡnh 4.51 Hỡnh 4.52 Hỡnh 4.53 Hỡnh 4.54 Hỡnh 4.55 Hỡnh 5.1 Hỡnh 5.2 Hỡnh 5.3 Hỡnh 5.4 Hỡnh 5.5 Hỡnh 5.6 Hỡnh 5.7 Hỡnh 5.8 Hỡnh 5.9 Hỡnh 5.10 Chun hoỏ nhit zone nung Cỏc th t u tiờn hnh Tớnh giỏ tr mc tiờu nhit Zụn nung Tớnh giỏ tr mc tiờu dũng lũ Tớnh toỏn giỏ tr mc tiờu nng NOx Tớnh toỏn giỏ tr mc tiờu nhit canxiner Tớnh toỏn giỏ tr mc tiờu nng Oxy lũ Tớnh toỏn giỏ tr mc tiờu nng Oxy sau thỏp trao i nhit Tớnh toỏn lng thay i nhiờn liu cho canxiner Khi thc hin chc nng nung u Tớnh t l lng thay i nhit canxiner X lý tỡnh trng quỏ nhit ca Canxiner X lý tỡnh trng CO trờn thỏp trao i nhit Cỏc module chớnh iu khin lũ Khi thc hin cỏc chc nng nung u Tớnh t l cho lng thay i cp than Tớnh t l cho lng thay i cp liu Tớnh t l lng thay i tc qut ID Tớnh t l thay i cho m van giú Trng thỏi ca Ring-Actions Trng thỏi logic ca Ring-latch v Unlatch Trng thỏi logic x lý tỡnh trng Ring-Action Thut toỏn s lý tỡnh trng Ring-Action Trng thỏi tỏc ng ca Cold-Break Trng thỏi logic ca Hot-break v Cold-break Cỏc i lng thay i xy tỡnh trng Break-Action Trng thỏi tỏc ng ca PH-CO-action Trng thỏi logic ca PH-COAction Trng thớ tỏc ng ca Kiln-CO-Action Trng thỏi logic x lý tỡnh trng Kiln-CO-Action X lý tỡnh trng Kiln-CO-Action bng cỏch thay i v trớ van giú Tớnh toỏn im t than cho canxiner Tớnh toỏn im t cp than cho lũ Tớnh toỏn u cho cp liu v tc lũ Tớnh lng thay i cp liu v tc lũ Tớnh toỏn cp liu cho lũ Tớnh im t tc lũ Tớnh toỏn im t cho tc qut ID Tớnh toỏn im t cho m van giú iu khin van quay chia liu trờn nhỏnh thỏp trao i nhit Chng trỡnh chớnh iu khin Ghi Tớnh toỏn lu lng cho cỏc qut Ghi Tớnh toỏn lu lng cho cỏc qut Ghi trng hp interrupt Tớnh giỏ tr t tc Ghi Mụ hỡnh iu khin lng thay i nhiờn liu cho canxiner Cỏc quy tc h thng lm vic bỡnh thng nhỏnh N1 Khi tớnh toỏn t l (Precalciner-SCALE) Mụ t cỏc giỏ tr ngụn ng bng m Bin ngụn ng u PCGene Bin ngụn ng u PCTopfeed Bin ngụn ng u PCTopdamp Surface ca b iu khin m Lut iu khin ca PCGene Lut iu khin ca PCTopfeed 62 63 66 66 67 67 68 68 70 72 74 75 76 77 80 81 82 83 84 85 85 86 87 88 89 90 91 91 92 93 93 94 96 97 99 101 101 102 103 104 107 108 109 110 113 114 114 115 117 118 118 119 119 119 58 Chng VN DNG EO KHO ST LNG THAY I NHIấN LIU CHO CANXINER 5.1 BI TON IU KHIN c trỡnh by mc 4.4.1, chng 5.1.1 Cỏc quy tc (Rulebock) ( Túm tt yờu cu iu khin nh sau) Mi mt trng thỏi ch cú mt c la chn tu thuc vo cỏc iu kin c th ca lũ v canxiner Cỏc chc nng ca tng c th: * Khi: PC-fuel-general-ruleblock: General-rb = true, tc l phi tho ng thi cỏc iu kin sau: - Mc cp liu cho lũ phi nh hn mc ln nht theo quy nh hnh - Tc qut ID phi nh hn tc ln nht theo quy nh ca hnh - Khụng cú hnh ng Interrupt xy * Khi PC-fuel-topfeed-ruleblock Topfeed-rb = true, tc l phi tho ng thi cỏc iu kin sau: - Cp liu cho lũ phi ln nht theo quy nh ca hnh - Tc qut ID phi nh hn tc ln nht theo quy nh ca hnh - Khụng cú hnh ng Interrupt xy * Khi: PC-fuel-topdamp-ruleblock Topdamp-rb = true, tc l phi tho ng thi cỏc iu kin sau: - Tc qut ID thi im hin ti phi ln nht theo quy nh hnh - Cp liu cho lũ phi thp hn mc cp liu ln nht theo quy nh hnh - Khụng cú hnh ng Interrupt xy 5.1.2 Precalciner-SCALE (khi tớnh toỏn t l) - PC-Fuelav: Gớa tr nhiờn liu trung bỡnh cho canxiner - PC-Fuel-scale-oe: T l thay i nhiờn liu cho canxiner 59 - Feed for PCT change: thay i cp liu ph thuc vo nhit canxiner - Feedav: Lng cp liu trung bỡnh Hm SCALE tớnh t l bng cỏch ly tớch ca giỏ tr u sau ú chia cho 10000 c mt t l thay i phự hp Cỏc giỏ tr u vo hm SCALE gm: - PC-fuelav - PC-fuel-change: Lng thay i nhiờn liu thu c sau qua khi: pcsoak - u vo cũn li l tớch ca hai giỏ tr: PC-fuel-scale-oe (t l ci t hnh) v kt qu tớnh toỏn ca fuzzy-neural m u vo l pc-temp-norm 5.2 NG DNG MATLAB & SIMULINK Mễ PHNG LNG THAY I NHIấN LIU CHO CANXINER 5.2.1 Mụ hỡnh húa bng Matlab simulink mụ phng lng thay i nhiờn liu cho canxiner T hỡnh 4.20 trang 70 ta xõy dng mụ hỡnh nh sau: gene General -Ruleblock topfeed Topfeed -Ruleblock topdamp Topdamp -Ruleblock In2 Out1 PCT In1 In3 0.8 PHOX a Out2 BZT In2 Out2 -0.8132 In5 0.8 Mux In4 In6 SCALING Out3 PC-RULEBLOCK Scope Hỡnh 5.1 Mụ hỡnh iu khin lng thay i nhiờn liu cho canxiner 60 [gene ] In2 In2 Out2 Out In3 In1 PC-FUEL-GENERAL -RULEBLOCK [topfeed ] In3 In2 Out2 In3 In4 Out2 PC-FUEL-TOPFEED -RULEBLOCK [topdamp ] In5 [a] In2 In3 Out2 In1 In6 Out3 PC-FUEL-TOPDAMP -RULEBLOCK Hỡnh 5.2 Cỏc quy tc h thng lm vic bỡnh thng nhỏnh N1 S CA LE O E FUE LA V TE R M N O R P C -F U E L -A V1 In P C -F U E L -S C A LE -O E 110 In S C A LE O E In Out1 O ut In TE R M N O R SCALE1 P C -TE R M -N O R M In F U E LA V In In 10000 Hỡnh 5.3 Khi tớnh toỏn t l (Precalciner-SCALE) Out 61 5.2.2 Xõy dng lut hp thnh 5.2.2.1 Xõy dng lut hp thnh ca PCGene R1: Nu PCT = HI & BZT = HI thỡ Fuelchange = -100 R2: Nu PCT = HI & BZT = OK thỡ Fuelchange = -50 R3: Nu PCT = HI & BZT = LO thỡ Fuelchange = R4: Nu PCT = OK & BZT = HI thỡ Fuelchange = -50 R5: Nu PCT = OK & BZT = OK thỡ Fuelchange = R6: Nu PCT = OK & BZT = LO thỡ Fuelchange = 50 R7: Nu PCT = LO & BZT = HI thỡ Fuelchange = R8: Nu PCT = LO & BZT = OK thỡ Fuelchange = 50 R9: Nu PCT = LO & BZT = LO thỡ Fuelchange = 100 5.2.2.2 Xõy dng lut hp thnh ca PCTopfeed R1: Nu PCT = HI & BZT = HI thỡ Fuelchange = -150 R2: Nu PCT = HI & BZT = OK thỡ Fuelchange = -75 R3: Nu PCT = HI & BZT = LO thỡ Fuelchange = -25 R4: Nu PCT = OK & BZT = HI thỡ Fuelchange = -40 R5: Nu PCT = OK & BZT = OK thỡ Fuelchange = R6: Nu PCT = OK & BZT = LO thỡ Fuelchange = 50 R7: Nu PCT = LO & BZT = HI thỡ Fuelchange = 50 R8: Nu PCT = LO & BZT = OK thỡ Fuelchange = 75 R9: Nu PCT = LO & BZT = LO thỡ Fuelchange = 150 5.2.2.3 Xõy dng lut hp thnh ca PCTopdamp R1: Nu PCT = HI & PHOX = HI & BZT = HI thỡ Fuelchange = -100 R2: Nu PCT = HI & PHOX = HI & BZT = OK thỡ Fuelchange = -75 R3: Nu PCT = HI & PHOX = HI & BZT = LO thỡ Fuelchange = -25 R4: Nu PCT = HI & PHOX = OK & BZT = HI thỡ Fuelchange = -100 R5: Nu PCT = HI & PHOX = OK & BZT = OK thỡ Fuelchange = -75 R6: Nu PCT = HI & PHOX = OK & BZT = LO thỡ Fuelchange = -50 R7: Nu PCT = HI & PHOX = LO & BZT = HI thỡ Fuelchange = -100 62 R8: Nu PCT = HI & PHOX = LO & BZT = OK thỡ Fuelchange = -75 R9: Nu PCT = HI & PHOX = LO & BZT = LO thỡ Fuelchange = -50 R10: Nu PCT = OK & PHOX = HI & BZT = HI thỡ Fuelchange = -75 R11: Nu PCT = OK & PHOX = HI & BZT = OK thỡ Fuelchange = R12: Nu PCT = OK & PHOX = HI & BZT = LO thỡ Fuelchange = 75 R13: Nu PCT = OK & PHOX = OK & BZT = HI thỡ Fuelchange = -50 R14: Nu PCT = OK & PHOX = OK & BZT = OK thỡ Fuelchange = R15: Nu PCT = OK & PHOX = OK & BZT = LO thỡ Fuelchange = 25 R16: Nu PCT = OK & PHOX = LO & BZT = HI thỡ Fuelchange = -75 R17: Nu PCT = OK & PHOX = LO & BZT = OK thỡ Fuelchange = -25 R18: Nu PCT = OK & PHOX = LO & BZT = LO thỡ Fuelchange = R19: Nu PCT = LO & PHOX = HI & BZT = HI thỡ Fuelchange = 50 R20: Nu PCT = LO & PHOX = HI & BZT = OK thỡ Fuelchange = 75 R21: Nu PCT = LO & PHOX = HI & BZT = LO thỡ Fuelchange = -150 R22: Nu PCT = LO & PHOX = OK & BZT = HI thỡ Fuelchange = 50 R23: Nu PCT = LO & PHOX = OK & BZT = OK thỡ Fuelchange = 70 R24: Nu PCT = LO & PHOX = OK & BZT = LO thỡ Fuelchange = 100 R25: Nu PCT = LO & PHOX = LO & BZT = HI thỡ Fuelchange = -50 R26: Nu PCT = LO & PHOX = LO & BZT = OK thỡ Fuelchange = -25 R27: Nu PCT = LO & PHOX = LO & BZT = LO thỡ Fuelchange = 5.2.3 M húa tớn hiu u vo * u vo: PCT; BZT,PHOX 63 Hỡnh 5.4 Mụ t cỏc giỏ tr ngụn ng bng m 5.2.4 Gii m Hỡnh 5.5 Bin ngụn ng u PCGene Hỡnh 5.6 Bin ngụn ng u PCTopfeed Hỡnh 5.7 Bin ngụn ng u PCTopdamp 64 5.2.5 Surface ca b iu khin m Hỡnh 5.8 Surface ca b iu khin m 5.2.6 Lut iu khin ca b m 65 Hỡnh 5.9 Lut iu khin ca PCGene Hỡnh 5.10 Lut iu khin ca PCTopfeed Hỡnh 5.11 Lut iu khin ca PCTopdamp 5.3 KT QU Mễ PHNG Gene 66 PCTopfeed PCTopdamp 67 Hỡnh 5.12 Kt qu mụ phng lng thay i nhiờn liu cp cho canxiner KT LUN V KIN NGH * Kt lun Qua trình nghiên cứu, phân tớch h thng lũ nung clinker Mc dự cũn nhiu khú khn thi gian tip cn cụng ngh sn xut xi mng cha nhiu, kinh nghim hnh lũ nung cũn hn ch nờn tỏc gi ch trung nghiờn cu mt s chớnh nh sau: Tỡm hiu c cụng ngh sn xut xi mng Phõn tớch cu trỳc iu khin lũ h thng lũ nung clinker Nghiờn cu hnh ti u h thng lũ nung clinker Nghiờn cu phn mm ti u chuyờn gia s dng hnh lũ nung clinker nh mỏy xi mng Sụng Gianh Vn dng kt qu ti u chuyờn gia kho sỏt, sdng Matlab similink mụ phng lng thay i nhiờn liu cp cho canxiner 68 * Kin ngh T nhng kt qu ó t c, tụi nhn thy ti cú th phỏt trin tip: Xõy dng thut iu khin h thng lũ nung clinker nh mỏy xi mng Nghiờn cu v dng cú hiu qu Phn mm Expert Optimizer (Ti u chuyờn gia) nang cao cht lng hnh Nghiờn cu v ng dng cỏc thut iu khin hin i nõng cao cht lng v sn lng, phc v cho vic hnh h thng lũ nung clinker TI LIU THAM KHO [1] Bựi Vn Chin (2001), k thut sn xut xi mng pooclng v cht kt dớnh, NXB Bỏch khoa, H Ni [2] Bựi Xuõn Minh, Nguyn Doón Phc (2006), Lý thuyt iu khin m, NXB khoa hc v k thut, H Ni [3] Bựi Quc Khỏnh, Nguyn Duy Bỡnh( 2006) H iu khin DCS cho nh mỏy sn xut in nng Nh xut bn Khoa hc v K thut, H Ni [4] Nguyn Phựng Quang (2004), Matlab & Simulink dnh cho k s iu khin t ng, NXB Khoa hc v K thut, H Ni [5] Phn mm Expert Optimizer (Ti u chuyờn gia) trờn mỏy tớnh EO Server ti nh mỏy xi mng COSEVCO Sụng Gianh [6] ABB, EO Installation Precondition Guidelines [7] ABB, EO Buider [8] Technology document of the Song Gianh cement plant 69 5.2.2 Hm Fis ca cỏc chc nng 5.2.2.1 Hm Fis ca PCGene [System] Name='pcgene' Type='mamdani' Version=2.0 NumInputs=2 NumOutputs=1 NumRules=9 AndMethod='min' OrMethod='max' ImpMethod='min' AggMethod='max' DefuzzMethod='centroid' [Input1] Name='PCT' Range=[-1 1] NumMFs=3 MF1='LO':'trimf',[-1 -1 0] MF2='OK':'trimf',[-1 1] MF3='HI':'trimf',[0 1] [Input2] Name='BZT' Range=[-1 1] NumMFs=3 MF1='LO':'trimf',[-1 -1 0] MF2='OK':'trimf',[-1 1] MF3='HI':'trimf',[0 1] [Output1] Name='FuelChange' Range=[-100 100] NumMFs=9 MF1='-100':'trimf',[-100 -100 -100] MF2='50(1)':'trimf',[50 50 50] 70 MF3='01':'trimf',[0 0] MF4='-50':'trimf',[-50 -50 MF5='02':'trimf',[0 0] MF6='03':'trimf',[0 0] MF7='100':'trimf',[100 100 MF8='50(2)':'trimf',[50 50 MF9='50(3)':'trimf',[50 50 [Rules] 3, (1) : 2, (1) : 1, (1) : 3, (1) : 2, (1) : 1 3, (1) : 1 1, (1) : 1, (1) : 1 2, (1) : -50] 100] 50] 50] 5.2.2.2 Hm Fis ca PCTopfeed [System] Name='pctopfeed' Type='mamdani' Version=2.0 NumInputs=2 NumOutputs=1 NumRules=9 AndMethod='min' OrMethod='max' ImpMethod='min' AggMethod='max' DefuzzMethod='centroid' [Input1] Name='PCT' Range=[-1 1] NumMFs=3 MF1='LO':'trimf',[-1 -1 0] MF2='OK':'trimf',[-1 1] MF3='HI':'trimf',[0 1] [Input2] Name='BZT' Range=[-1 1] NumMFs=3 MF1='LO':'trimf',[-1 -1 0] MF2='OK':'trimf',[-1 1] MF3='HI':'trimf',[0 1] [Output1] Name='PCFuelChange' Range=[-150 150] NumMFs=9 MF1='-150':'trimf',[-150 -150 -150] MF2='-75':'trimf',[-75 -75 -75] MF3='-40':'trimf',[-40 -40 -40] MF4='-25':'trimf',[-25 -25 -25] MF5='0':'trimf',[0 0] MF6='50(1)':'trimf',[50 50 50] MF7='50(2)':'trimf',[50 50 50] 71 MF8='75':'trimf',[75 75 75] MF9='150':'trimf',[150 150 150] [Rules] 3, (1) : 2, (1) : 1, (1) : 3, (1) : 2, (1) : 1, (1) : 1 3, (1) : 1 2, (1) : 1 1, (1) : 5.2.2.3 Hm Fis PCTopdamp [System] Name='pctopdamp' Type='mamdani' Version=2.0 NumInputs=3 NumOutputs=1 NumRules=27 AndMethod='min' OrMethod='max' ImpMethod='min' AggMethod='max' DefuzzMethod='centroid' [Input1] Name='PCT' Range=[-1 1] NumMFs=3 MF1='LO':'trimf',[-1 -1 0] MF2='OK':'trimf',[-1 1] MF3='HI':'trimf',[0 1] [Input2] Name='PHOX' Range=[-1 1] NumMFs=3 MF1='LO':'trimf',[-1 -1 0] MF2='OK':'trimf',[-1 1] MF3='HI':'trimf',[0 1] [Input3] Name='BZT' Range=[-1 1] NumMFs=3 MF1='LO':'trimf',[-1 -1 0] MF2='OK':'trimf',[-1 1] MF3='HI':'trimf',[0 1] [Output1] Name='PCFuelChange' Range=[-150 150] NumMFs=11 MF1='-100':'trimf',[-100 -100 -100] MF2='-75':'trimf',[-75 -75 -75] MF3='-50':'trimf',[-50 -50 -50] 72 MF4='-25':'trimf',[-25 -25 -25] MF5='0':'trimf',[0 0] MF6='25':'trimf',[25 25 25] MF7='50':'trimf',[50 50 50] MF8='75':'trimf',[75 75 75] MF9='100':'trimf',[100 100 100] MF10='150':'trimf',[150 150 150] MF11='70':'trimf',[70 70 70] [Rules] 3 3, (1) : 3 2, (1) : 3 1, (1) : 3, (1) : 2, (1) : 1, (1) : 3, (1) : 2, (1) : 1, (1) : 3, (1) : 2, (1) : 1, (1) : 2 3, (1) : 2 2, (1) : 2 1, (1) : 3, (1) : 2, (1) : 1, (1) : 1 3, (1) : 1 2, (1) : 1 1, 10 (1) : 1 3, (1) : 1 2, 11 (1) : 1 1, (1) : 1 3, (1) : 1 2, (1) : 1 1, (1) : [...]... cho lũ nung v canxiner - iu khin cỏc qut khớ thi Trong quỏ trỡnh hot ng bỡnh thng, lũ chy vi cng ớt thay i v cp liu v nhiờn liu t cng tt Vic ny s em li cụng sut hot ng ti u cho lũ, mang li cht lng clinker thớch hp v nng sut cao 2.2 CC MCH VềNG IU KHIN * i tng iu khin h thng lũ nung clinker - Lũ nung - Canxiner ( bung phõn hy) - Cyclon ( thỏp trao i nhit) * i lng iu khin - Nhit lũ nung - Nhit canxiner... - iu khin cht lng ngn la - iu khin tc Ghi 34 Trong h thng lũ nung cú 2 vựng iu khin nhit quan trng l trong canxiner v trong lũ nung nờn bi toỏn iu khin c chia lm 2 bi toỏn chớnh: - iu khin ti u ngn la zụn nung - iu khin ti u quỏ trỡnh chỏy xy ra trong canxiner Thc cht ca bi toỏn iu khin nhit l iu khin mt lot cỏc thit b trong h thng lũ nung nh: - iu khin h thng cp nhiờn liu: gm cỏc van cp than, cp... cụng on ca quỏ trỡnh sn xut xi mng phi c phi hp cht ch vi nhau m bo cht lng xi mng theo yờu cu Mi cụng on ca quỏ trỡnh m nhn mt chc nng riờng bit trong ton b h thng Cụng on phc tp nht v nh hng ln n cht lng xi mng to thnh chớnh l khu vc lũ nung Trong lũ nung xy ra cỏc quỏ trỡnh bin i húa hc chuyn húa nguyờn liu u 18 vo thnh clinker Tuy nhiờn, xột theo quan im iu khin thỡ lũ nung clinker l mt i tng iu... tớch khớ thi, - B phõn tớch khớ u lũ, - Cỏc h thng van, cỏc b phn truyn ng, ng c 1.1.1 phõn loi h thng lũ nung clinker Thit k h thng lũ nung clinker ó tri qua nhiu bc phỏt trin liờn tc, tng bc to ra c tớnh ca cỏc lũ tt hn ti cỏc nh mỏy xi mng trờn th gii cng nh ti Vit Nam Lũ nung clinker nh mỏy xi mng gm cú cỏc loi sau: Lũ t, lũ khụ di, lũ SP ( cú thỏp trao i nhit ca treo) v lũ cú bung phõn hy 1.1.1.1... 5.11 Hỡnh 5.12 Lut iu khin ca khi PCTopdamp Kt qu mụ phng lng thay i nhiờn liu cp cho canxiner 120 121 12 Chng 1 TNG QUAN DY CHUYN CễNG NGH H THNG Lề NUNG CLINKER 1.1 TNG QUAN V Lề NUNG CLINKER H thng lũ nung bao gm nhiu thit b nm trong cụng on chớnh l to ra CLINKER ca nh mỏy nh: Thỏp trao i nhit, bung phõn hu, lũ nung, b phn lm ngui kiu ghi, h thng cp nhiờn liu, qut giú, qut lm mỏt Ngoi ra cũn nhiu... Do vy, nhit phi sy than cng phi tng lờn m bo nhit hn hp than v giú khi iu khin lu lng giú1 phi Lưu lượng nguyên liệu vào lò K kt hp iu khin Set point nhiệt độ lò PID1 núng Set point than tĩnh Lưu lượng than cấp cho lò Set point than thực - giú + - PID2 Van cấp than Nhiệt độ lò Lò Hỡnh 2.3 S iu khin cp than cho lũ Giỏ tr t cho van iu khin lng than cp vo lũ c tớnh toỏn thụng qua 2 thụng s: giỏ tr sn... lng nhit do lng khớ thi to ra 33 Chơng 2 PHN TCH CU TRC IU KHIN CP C S Lề NUNG CLINKER 2.1 CC BI TON IU KHIN Nhit l mt tham s iu khin quan trng iu khin h thng lũ nung clinker, l nhõn t quyt nh ch yu n cht lng v sn lng clinker Nhit cú nh hng rt ln n quỏ trỡnh canxi húa ca nguyờn liu v quỏ trỡnh to clinker Trong h thng lũ nung clinker cú rt nhiu im iu khin nhit v phõn b trong mt di rng Mi im cú... trong lũ nung b Thnh phn clinker Thnh phn húa hc clinker thụng thng nm trong gii hn sau: - CaO = 63% 67% - SiO2 = 21% 24% - Al2O3 = 4% 7% - Fe2O3 = 2,5% 4% c Cht lng clinker Nu nh lng nguyờn liu u vo t c t l v cht lng nh yờu cu cụng ngh ó t ra thỡ cht lng clinker ch yu ph thuc vo nhit v thi gian trong lũ nung Thnh phn clinker gm 4 oxit chớnh l CaO, SiO 2, Al2O3, Fe2O3 chỳng liờn kt vi nhau khi nung. .. Quỏ trỡnh canxi hoỏ xy ra T bung phõn hu phn ln liu v khớ núng c y lờn tng cyclone th 1, ti õy nhit khớ núng lờn ti 850oC-900oC quỏ trỡnh canxi hoỏ xy ra t 90%-95% Liu t ỏy cyclon th nht chy vo lũ, nh nghiờng 4% v chuyn ng quay Khi nguyờn liu n gn ngn la nhit tng v quỏ trỡnh clinker hoỏ xy ra 1450oC Lũ nung cú 3 vựng ng vi 3 khong nhit khỏc nhau: - Vựng u lũ l vựng liu tip tc canxi hoỏ n hon... trỡnh chỏy trong lũ 1.3 CC CN BNG XY RA TRONG Lề NUNG CLINKER Lũ nung clinker l mt h thng cú nhiu u vo v nhiu u ra u vo ca lũ nung clinker bao gm nguyờn liu, nhiờn liu (than, du) v giú u ra ca lũ bao gm clinker v khớ thi u vo v ra cú quan h mt thit vi nhau, mi yờu cu v thay i sn lng clinker u ra u dn n yờu cu iu khin lng than/du v giú tng ng u vo v ra ca lũ nung clinker cú mi quan h cht ch vi nhau da trờn ... thut iu khin cho lũ nung clinker phc v hnh v chnh nh hnh lũ nung clinker nh mỏy xi mng i tng v phm vi nghiờn cu i tng nghiờn cu ca ti l h iu khin lũ nung clinker nh mỏy xi mng Phm vi nghiờn... khin lũ nung clinker nh mỏy xi mng giỳp ta hiu rừ v cú th a cỏc chin lc iu khin ti u hnh lũ nung clinker nh mỏy xi mng Trờn c s nghiờn cu thut iu khin ti u ng dng vo hnh, chnh nh lũ nung clinker... lũ nung clinker Thit k h thng lũ nung clinker ó tri qua nhiu bc phỏt trin liờn tc, tng bc to c tớnh ca cỏc lũ tt hn ti cỏc nh mỏy xi mng trờn th gii cng nh ti Vit Nam Lũ nung clinker nh mỏy xi