工業(yè)窯爐作為冶金、建材、陶瓷等行業(yè)的“心臟”設(shè)備，其能耗占工業(yè)總能耗的15%~25%，碳排放量占比超30%。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，以智能控制為核心的窯爐系統(tǒng)控制優(yōu)化技術(shù)，正從單一設(shè)備改造升級(jí)為涵蓋工藝革新、能源管理、數(shù)字賦能的系統(tǒng)性解決方案，推動(dòng)傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè)向高效低碳方向轉(zhuǎn)型。
一、傳統(tǒng)控制模式缺陷
粗放式溫控：依賴人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)燃料與風(fēng)量配比，溫度波動(dòng)范圍常達(dá)±30℃，導(dǎo)致熱效率損失10%~15%；
燃燒不充分：空氣過(guò)剩系數(shù)高達(dá)1.5~2.2，煙氣中CO含量超2000ppm，造成燃料浪費(fèi)與污染加劇；
熱損失嚴(yán)重：窯體散熱損失占比8%~12%，煙氣余熱溫度300~600℃，直接排放率超60%。
二、控制系統(tǒng)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)
1. 智能燃燒控制多變量耦合調(diào)控技術(shù)
采用模糊PID算法，實(shí)時(shí)匹配燃料流量、助燃風(fēng)量、窯壓參數(shù)，將溫度波動(dòng)控制在±5℃以內(nèi)；采用“機(jī)理模型+AI”雙驅(qū)動(dòng)控制策略，控制系統(tǒng)具備深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)（DRL）功能，不斷通過(guò)算法優(yōu)化噴煤量、窯速、冷卻風(fēng)量。
2、智能燃燒控制空燃比動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)
基于煙氣氧含量在線監(jiān)測(cè)，自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣過(guò)剩系數(shù)至1.05~1.15，使CO排放降至500ppm以下；
3、高溫?zé)煔庠诰€監(jiān)測(cè)技術(shù)
在被控工業(yè)爐窯尾部或煙道內(nèi)插入煙氣采樣頭，煙氣在儀器系統(tǒng)作用下，從采樣頭吸入，經(jīng)冷卻、除濕、除塵等凈化后進(jìn)入測(cè)量室。測(cè)量室各氣體傳感器，將煙氣中各相關(guān)氣體成份濃度值，轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)模擬電信號(hào)后與原DCS系統(tǒng)各相關(guān)數(shù)據(jù)均被共同輸送到中央控制系統(tǒng)，并與控制系統(tǒng)預(yù)先的設(shè)定值進(jìn)行比較、運(yùn)算，經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)被輸送到爐窯的各執(zhí)行器（如：燃料閥、送風(fēng)閥、風(fēng)機(jī)變頻器等）執(zhí)行控制。從而實(shí)現(xiàn)合理給風(fēng)、合理給能、合理調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到優(yōu)化控制爐溫、爐壓、和控制爐膛燃燒氣氛的目的。高溫?zé)煔庠诰€監(jiān)測(cè)儀能保證儀器在高溫環(huán)境下連續(xù)工作一年以上。
三、技術(shù)特點(diǎn)：
高溫?zé)煔庠诰€監(jiān)測(cè)儀能保證儀器在高溫環(huán)境下連續(xù)工作，保證采樣分析的可靠性和準(zhǔn)確度。
燃燒控制系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)空燃比，減少供風(fēng)量可以減少風(fēng)機(jī)耗電量。
確保燃料充分燃燒，提高燃料利用率，減少尾氣中CO含量過(guò)高帶來(lái)到熱量損失；
可以減少單位產(chǎn)值燃料消耗量。
可以降低氮化物排放，減少尾氣中NOx的排放不少于20%，降低氨水用量。
可實(shí)現(xiàn)“后饋式”燃燒調(diào)整，可以實(shí)時(shí)根據(jù)燃燒狀況調(diào)整燃料供應(yīng)量和供風(fēng)量。
精確控制窯爐溫度，溫度波動(dòng)可以控制在設(shè)定溫度的±5℃。
提高產(chǎn)品品質(zhì)。
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