水泥 上海万澄环保 2024-09-04
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一、项目背景
葛洲坝嘉鱼水泥厂在积极践行“双碳”战略、探索降本增效的道路上，成功引入了替代燃料，显著降低了熟料标煤耗。然而，这一变革也带来了新挑战：分解炉出口温度波动加剧，标准偏差扩大，直接影响了窑工况的稳定性。鉴于该厂已采用上海万澄环保科技有限公司的HeSNCR高效精准脱硝系统，为进一步优化生产流程，万澄公司应需而动，在其脱硝系统服务器上集成了尾煤APC（先进过程控制）专家系统，旨在精准调控尾煤量，稳定分解炉温度。
二、技术方案创新
1、智能双模控制：上海万澄环保公司独创性地配置了两套控制模型——有替代燃料模式与无替代燃料模式，系统根据实时数据自动切换，确保在不同工况下均能实现最优控制。这一设计不仅提高了系统的灵活性与适应性，还大大简化了操作流程，降低了人为干预的风险。
2、修正控制模块：在APC专家系统的基础上，增设了修正控制模块，该模块如同“智能调节器”，能够实时监测分解炉温度，并在温度偏离预设目标时迅速介入，通过大幅度调整燃料设定值，有效遏制温度波动。特别是在替代燃料波动时，该模块能够迅速响应，精准调节煤量，确保温度稳定在目标范围内，保障了生产过程的连续性与稳定性。
三、分解炉温度控制效果对比
1、APC系统应用前：在未采用尾煤专家控制APC系统前，分解炉出口温度波动较大，温差高达46℃，标准偏差亦不容忽视。这一现象不仅增加了操作难度，还严重影响了窑工况的稳定性。
2、APC系统应用后：随着APC专家系统的成功投用，分解炉温度控制效果显著提升。统计数据显示，7月18日至19日期间，分解炉温度标准偏差大幅降低，温差缩小至17℃，体现了系统卓越的稳定性与精准性。同时，替代燃料喂料量显著增加，小时使用量提升0.79吨，进一步降低了生产成本，提升了经济效益。
3、对比分析：通过对比APC系统使用前后的数据，可以清晰地看到系统带来的显著变化。分解炉温差下降了52.9%，标准偏差下降了49.5%，替代燃料小时使用量增加0.79吨/小时。这些数据不仅验证了APC专家系统的有效性，更为水泥厂未来的绿色生产与高效运营奠定了坚实基础。
（1）APC专家系统使用前情况
在尾煤专家控制 APC系统未上前，统计了6月4日、6月5日替代燃料连续使用期间分解炉出口温度变化和替代燃料用量，见下表：
APC专家系统投用后，统计7月18日和7月19日替代燃料连续使用期间分解炉出口温度变化和替代燃料用量，见下图下表：
在替代燃料使用期间，分解炉出口温度波动较大，温差最大达到46℃，温度标准偏差最大达到8.12%。
（2）APC专家系统投入后
APC专家系统投用后，统计7月18日和7月19日替代燃料连续使用期间分解炉出口温度变化和替代燃料用量，见下图下表：
投入尾煤专家控制APC系统后，替代燃料喂料量增多，分解炉温度标准偏差降低3.52%，温差降低至17℃。
（3）APC使用前后对比
时间 | 分解炉温度 | 替代燃料 | |
温差 | 标准偏差 | 小时使用量 | |
使用前 | 43.5 | 7.39 | 1 |
使用后 | 20.5 | 3.73 | 1.79 |
APC专家系统使用后，分解炉温差下降了52.9%，分解炉温度标准差下降了49.5%，替代燃料小时使用量增加0.79 t/h。
（4）APC专家系统控制下的分解炉出口温度趋势图
分解炉温度大部分时间在目标值的±5℃范围波动，且在高温区和低温区的停留时间短。
四、结论
在“双碳”政策的引领下，以及工厂降本增效的迫切需求下，替代燃料的广泛应用已成为行业趋势。上海万澄环保的APC专家系统，以其卓越的温度控制能力，不仅成功解决了替代燃料使用带来的温度波动问题，还显著提升了替代燃料的使用量，有效减轻了操作人员的负担。这一创新成果，不仅为葛洲坝嘉鱼水泥厂的生产优化提供了有力支持，也为整个水泥行业的绿色转型与高效发展树立了典范。
展望未来，随着技术的不断进步与应用的持续深化，我们有理由相信，APC专家系统将在更多领域展现出其独特的价值与魅力。
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