摘要
水泥在生产过程中存在着高能耗、高污染等问题。在新型干法水泥生产线上，除了关注成品水泥的质量之外，怎样减少排放、降低粉尘污染、提高生产线的效率也已成为亟需解决的问题。作为水泥生产线唯一的热回收设备——篦冷机，其性能的好坏与熟料质量、烧成系统效率乃至生产线效率密切相关。在生产过程中，冷却机的状态监测与控制掌握在操作员手中，操作参数的设置情况直接影响着设备的运行状态。操作参数包括熟料流量、冷却风量、篦床速度，合适的参数分配不仅能够得到较好的生产效率，也可避免某些不稳定工况。因此，研究篦冷机操作参数的优化分配具有重要的实用价值与理论意义。 篦冷机操作参数优化问题是一个复杂的多目标、多约束、多变量的非线性问题，首先要解决的关键有以下两点：（1）操作参数是怎样影响冷却机气固换热过程的；（2）需要用什么样的评价标准来衡量优化结果。本文针对目前操作参数优化存在的不足，在建立起篦冷机换热过程数学模型的基础上，以气固反应过程熵产最小化以及驱动电机功率最小化为目标，通过改进的多目标粒子群算法实现了对操作参数的优化。主要内容如下： 首先，通过建立气固反应以及热效率模型，探究了操作参数对冷却机内部温度场的影响，建立了各类参数与重要工艺温度之间的联系。 其次，提出了动态网格索引值的概念，从粒子的变异、全局引导者的选取以及外部储存集的维护三方面完成了对多目标粒子群算法的改进，并将改进算法引入本文研究的主题，得到了任意回转窑喂料量给定下的具体冷却风量、篦速分配表。并且优化后的工艺参数较原始值都有了一定程度的改善。 最后，本文在西门子公司开发的过程控制软件——PCS7平台之上开发了适用于本课题的篦冷机集散控制系统，从软件、硬件、网络三方面实现了系统的组态，将优化后的结果呈现在操作员面前。并在实际生产过程中验证了优化方法及最终方案的有效性与可行性。
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