申请/专利权人：四川德胜集团水泥有限公司

申请日：2023-10-14

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN117405867B

主分类号：G01N33/38

分类号：G01N33/38;G01D21/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.02.02#实质审查的生效;2024.01.16#公开

摘要：本发明属于物料离析程度自动检测技术领域，涉及到一种用于水泥熟料生产过程的物料离析程度自动检测系统。本发明通过构建的原料监测模块、原料解析模块、需求判断模块、回转窑监测模块、回转窑分析模块和回转窑控制平台，分析得到目标回转窑水泥熟料生产过程的预测物料离析程度，有效地避免了由于水泥生料粉的混合不均匀、高含水率或者粒度不均匀而导致的水泥熟料在生产过程中的物料离析，分析得到目标回转窑水泥熟料生产过程的物料离析程度，有效地规避了回转窑内温度分布不均匀、气氛不合适或者气流不适宜对水泥熟料生产过程中的物料离析程度的影响，提高了水泥熟料的生产效率和能源利用率，降低了生产成本。

主权项：1.一种用于水泥熟料生产过程的物料离析程度自动检测系统，其特征在于：包括：原料监测模块，用于对待喂入目标回转窑的水泥生料粉进行监测，得到待喂入目标回转窑的水泥生料粉的质量检测参数，并将其记为水泥生料粉的质量检测参数；原料解析模块，用于分析目标回转窑水泥熟料生产过程的预测物料离析系数，进而得到目标回转窑水泥熟料生产过程的预测物料离析程度；需求判断模块，用于根据目标回转窑水泥熟料生产过程的预测物料离析程度，判断水泥生料粉的重新加工需求；回转窑监测模块，用于对目标回转窑内的生产环境进行实时监测，得到目标回转窑内的生产环境数据；回转窑分析模块，用于分析目标回转窑水泥熟料生产过程的物料离析系数，进而得到目标回转窑水泥熟料生产过程的物料离析程度，并进行反馈；回转窑控制平台，存储目标回转窑水泥熟料生产过程的各物料离析程度对应的物料离析系数范围，存储目标回转窑内的各窑筒体段的标准温度，存储目标回转窑内的标准氧气浓度、标准一氧化碳浓度、标准二氧化碳浓度和标准气流速度，存储各种类原料对应的材料颗粒直径范围，存储标准温度数值比色卡，并存储目标回转窑的筒体外表面和内表面的温度值差；所述目标回转窑水泥熟料生产过程的预测物料离析系数的具体获取方式为：提取水泥生料粉的含水率、图像以及其中各种类原料中各材料颗粒的直径，对其进行分析得到水泥生料粉的粒度均匀性、含水率和原料混合均匀性；分析目标回转窑水泥熟料生产过程的预测物料离析系数其中φ、η、分别为水泥生料粉的粒度均匀性、含水率和原料混合均匀性，β1、β2、β3分别为设定的粒度均匀性、含水率和原料混合均匀性对应的预测物料离析系数的权重因子；将目标回转窑水泥熟料生产工程的预测物料离析系数与从回转窑控制平台调取的目标回转窑水泥熟料生产过程的各物料离析程度对应的物料离析系数范围进行匹配，得到目标回转窑水泥熟料生产过程的预测物料离析程度，其中离析程度包括轻微离析、中度离析和严重离析；所述水泥生料粉的粒度均匀性的获取方式为：提取水泥生料粉中各种类原料中各材料颗粒的直径，分析水泥生料粉的粒度均匀性其中Rij为水泥生料粉第i种类原料中第j个材料颗粒的直径，σ0为设定的原料中材料直径的参考标准差，i＝1,2,......,a，i为各种类原料的编号，a为原料的种类数，j＝1,2,......,b，j为各材料颗粒的编号，b为材料颗粒的数量，e为自然常数；所述水泥生料粉的原料混合均匀性的具体获取方式为：提取水泥生料粉的图像，对其进行灰度化处理得到水泥生料粉的灰度图像和其中的灰度值；提取水泥生料粉的灰度图像中的各灰度值，分析水泥生料粉的原料混合均匀性其中Gf为水泥生料粉的灰度图像中的第f个灰度值，Gf-1为水泥生料粉的灰度图像中的第f-1个灰度值，G0为设定的水泥生料粉的灰度图像中允许存在的灰度值差值，f＝1,2,......,c，f为各灰度值的编号，c为灰度值的数量，δ1、δ2分别为设定的水泥生料粉的灰度图像中的灰度值差值和灰度值与灰度值均值差值对应的影响因子；所述目标回转窑水泥熟料生产过程的物料离析系数的具体分析方式为：提取目标回转窑内的生产环境数据包括各窑筒体段的各监测点温度、各窑筒体段的各气体浓度、各窑筒体段的气流方向和各窑筒体段的气流速度；根据目标回转窑内的各窑筒体段的各监测点温度，分析得到目标回转窑内的温度均匀度；根据目标回转窑内的各窑筒体段的各气体浓度，分析得到目标回转窑内的气氛适宜度；根据目标回转窑内的各窑筒体段的气流方向和各窑筒体段的气流速度，分析得到目标回转窑内的气流适宜度；分析目标回转窑水泥熟料生产过程的物料离析系数其中χ、分别为目标回转窑内的温度均匀度、气氛适宜度和气流适宜度，ε1、ε2、ε3分别为设定的温度均匀度、气氛适宜度和气流适宜度对应的物料离析系数的权重系数，e为自然常数；所述目标回转窑内的温度均匀度的具体分析方式为：提取目标回转窑内的各窑筒体段的各监测点温度，分析目标回转窑内的温度均匀度其中Tpg为目标回转窑内的第p个窑筒体段的第g个监测点温度，T′p为从回转窑控制平台提取的目标回转窑内的第p个窑筒体段的标准温度，p＝1,2,......,q，p为各窑筒体段的编号，q为窑筒体段的数量，g＝1,2,......,d，g为各监测点的编号，d为监测点的数量；所述目标回转窑内的气氛适宜度的具体分析方式为：提取目标回转窑内的各窑筒体段的氧气浓度、一氧化碳浓度和二氧化碳浓度，分析目标回转窑内的气氛适宜度其中分别为目标回转窑内的第p个窑筒体段的氧气浓度、一氧化碳浓度和二氧化碳浓度，分别为从回转窑控制平台中提取的目标回转窑内的标准氧气浓度、标准一氧化碳浓度和标准二氧化碳浓度，p＝1,2,......,q，p为各窑筒体段的编号，q为窑筒体段的数量；所述目标回转窑内的气流适宜度的具体分析方式为：提取目标回转窑内的各窑筒体段的气流方向和各窑筒体段的气流速度，若目标回转窑内的某窑筒体段的气流方向与目标回转窑的窑头到窑尾的方向一致，则将目标回转窑内的该窑筒体段的气流方向对应的气流适宜度的影响系数记为D1，其中D1＝1，反之，则将目标回转窑内的该窑筒体段的气流方向对应的气流适宜度的影响系数记为D0，其中D0＝0；分析目标回转窑内的气流适宜度其中Dp、Vp分别为目标回转窑内的第p个窑筒体段的气流方向和第p个窑筒体段的气流速度，V0为从回转窑控制平台中提取的目标回转窑内的标准气流速度，μ1、μ2分别为设定的气流方向和气流速度对应的气流适宜度的权重系数。

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