一种基于耦合式选粉机的水泥粉磨系统的制作方法

本发明涉及水泥粉磨及选粉控制，具体涉及一种基于耦合式选粉机的水泥粉磨系统。

背景技术：

1、在水泥生产过程中，粉磨系统通常需要对辊压后的物料进行分级，并根据物料粒度将不同粒级的物料返回辊压设备、送入球磨设备或者作为成品输出。辊压机与球磨机组合使用的联合粉磨工艺能够利用辊压机的挤压粉磨能力和球磨机的细磨能力，是现有水泥粉磨系统中的一种常用技术路线。

2、现有技术中已有采用辊压机、v型选粉设备、多分离选粉设备、旋风分离设备和球磨机组合形成联合粉磨系统的方案。辊压后的物料先经过分级处理，较粗物料返回辊压机继续粉磨，其他物料经进一步分选后分别进入后续粉磨设备或成品收集设备。该类系统能够形成辊压机侧的循环粉磨以及辊压机和球磨机之间的联合粉磨关系。

3、现有另一类复合水泥粉磨系统在辊压机粉磨系统和球磨机粉磨系统之间设置多个可控制的物料通路。通过改变精细选粉机粗粉、中粗粉和细粉的去向，可以形成联合粉磨、半终粉磨和终粉磨等不同运行流程。联合粉磨时，选出的相应物料进入球磨机继续粉磨；半终粉磨时，部分符合要求的细粉直接作为成品，其余物料继续进行辊压或球磨；终粉磨时，球磨机可以被旁路，由辊压机粉磨系统独立完成成品生产。

4、在选粉设备的具体布置方面，静态选粉设备和后续动态高效选粉设备通常采用分体布置。两者之间通过连接风管以及相应连接部件输送含粉气流。连接距离较长时会增加气流输送路径和系统阻力，同时占用设备布置空间。采用单侧进风的动态选粉结构时，进入选粉区域的气流还可能存在周向分布不均的问题，从而限制选粉状态的进一步优化。

5、此外，现有多流程粉磨系统已经能够通过阀门改变物料流向，实现不同粉磨流程之间的切换。但是，已有流程切换结构主要解决不同物料路径的建立问题。对于如何依据辊压系统细粉、返回粗粉以及最终成品等不同工艺节点的实时状态，对当前适宜的粉磨模式进行连续判断，并在模式切换的同时继续调节选粉设备运行参数，仍存在进一步改进空间。

6、因此，现有技术仍需降低选粉设备之间的连接阻力和布置空间占用，改善动态选粉设备的进风状态，并提高依据实际粉磨和成品状态切换运行流程及连续调节选粉参数的稳定性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：降低选粉设备之间的连接阻力和布置空间占用，改善动态选粉设备的进风状态，并使同一粉磨系统能够依据实际粉磨和成品状态稳定切换运行流程并连续调节选粉参数。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于耦合式选粉机的水泥粉磨系统，包括称重稳流仓、辊压机、两台静态选粉机、耦合式高效选粉机、旋风收尘器、球磨机、三台在线粒度分析仪及dcs控制系统；两台静态选粉机的进料端分别与辊压机的出料端连通，两台静态选粉机的粗粉出口均与称重稳流仓连通；耦合式高效选粉机的进风蜗壳设有两个进风口，两个进风口分别与两台静态选粉机的出风口直接连接，两台静态选粉机相对于耦合式高效选粉机的竖直轴线对称布置，两个进风口的进口流道方向均与耦合式高效选粉机的转子旋转方向一致；耦合式高效选粉机的细粉出口经旋风收尘器分别与成品输送斜槽和球磨机的进料端连通，耦合式高效选粉机的粗粉出口分别与称重稳流仓和球磨机的进料端连通，所述细粉出口和粗粉出口的各分支物料路径上均设置工艺阀门；三台在线粒度分析仪分别设置于旋风收尘器细粉出口、耦合式高效选粉机粗粉出口和成品输送斜槽，并与dcs控制系统通信；dcs控制系统根据检测数据得到细粉合格指数、选粉效率表征值及成品质量合格指数，经mamdani模糊控制同时输出运行模式参数和转速调节量，根据运行模式参数控制所述工艺阀门，以使系统在终粉磨、联合粉磨和半终粉磨三种运行模式之间切换，并根据转速调节量调节耦合式高效选粉机的转速。

3、优选地，两个进风口的气流中心线夹角为，两台静态选粉机各自通过变径管道与耦合式高效选粉机的进风蜗壳直接法兰连接或螺栓连接。

4、优选地，两台静态选粉机的进料口分别通过出辊提升机的两路出料溜管与辊压机的出料端连通，两台静态选粉机的粗粉出口分别设置锁风卸料装置，并经汇料溜管与称重稳流仓连通。

5、优选地，旋风收尘器的细粉出口连接第一汇料溜槽，第一汇料溜槽设置气动平板闸阀及电动旋转卸料器；耦合式高效选粉机的粗粉出口连接第二汇料溜槽，第二汇料溜槽设置电动流量阀及电动旋转卸料器；所述气动平板闸阀、电动流量阀以及两个电动旋转卸料器的执行机构均与dcs控制系统电连接。

6、优选地，三台在线粒度分析仪分别为第一在线粒度分析仪、第二在线粒度分析仪和第三在线粒度分析仪；第一在线粒度分析仪用于检测旋风收尘器细粉出口处物料的比表面积和筛余，第二在线粒度分析仪用于检测耦合式高效选粉机粗粉出口处物料的比表面积和筛余，第三在线粒度分析仪用于检测成品输送斜槽处物料的比表面积和筛余。

7、优选地，所述第一、第二和第三在线粒度分析仪均为基于激光衍射法的干法在线粒度分析仪，单次测量周期，并通过模拟信号或rs485/modbus通信协议与dcs控制系统通信。

8、优选地，球磨机的出料端经球磨机提升机与o-sepa终粉磨选粉机连通，o-sepa终粉磨选粉机的细粉出口与磨尾袋式收尘器连通，磨尾袋式收尘器收集的细粉输送入库。

9、优选地，dcs控制系统以第一周期采集三台在线粒度分析仪的实时检测数据，并以第二周期对所采集的实时检测数据进行滑动平均滤波，其中。

10、优选地，dcs控制系统根据滑动平均滤波后的检测数据计算细粉合格指数、选粉效率表征值及成品质量合格指数，其中，，，为成品比表面积目标值，所述选粉效率表征值采用第二在线粒度分析仪检测的粗粉筛余值表征。

11、优选地，mamdani模糊控制器中，和的模糊论域均为，对应模糊子集均为；的模糊论域为，对应模糊子集为；运行模式参数采用离散单点模糊集，转速调节量采用模糊子集。

12、优选地，dcs控制系统采用重心法对运行模式参数进行去模糊化，当连续个决策周期的运行模式参数的取整值保持一致且满足最小切换约束时间时，将该取整值确定为目标运行模式。

13、优选地，，，，，连续3个决策周期的总时长为，仅当连续3个决策周期内的运行模式参数的取整值保持一致且与当前运行模式不同，并满足最小切换约束时间时，发出模式切换指令。

14、优选地，切换至终粉磨模式时，耦合式高效选粉机的粗粉全部返回称重稳流仓，旋风收尘器收集的细粉全部输送至成品输送斜槽，球磨机执行停机；切换至联合粉磨模式时，耦合式高效选粉机的粗粉和旋风收尘器收集的细粉均输送至球磨机；切换至半终粉磨模式时，耦合式高效选粉机的粗粉分别返回称重稳流仓和输送至球磨机，旋风收尘器收集的细粉分别输送至成品输送斜槽和球磨机。

15、优选地，在半终粉磨模式下，dcs控制系统根据系统循环负荷和球磨机填充率实时调节耦合式高效选粉机粗粉返回称重稳流仓与输送至球磨机的分料比例，以及旋风收尘器细粉直接入库与输送至球磨机的分料比例。

16、优选地，在任一运行模式下，mamdani模糊控制器周期性地根据和计算转速调节量并调节耦合式高效选粉机的转速，dcs控制系统根据系统风量需求同步调节循环风机的转速，使成品比表面积保持在成品比表面积目标值的范围内。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、本技术通过将两台静态选粉机分别直接连接至耦合式高效选粉机的两个进风口，减少静态选粉设备与动态选粉设备之间的中间连接环节，并利用两侧进风与转子旋转方向之间的配合改善进入动态选粉区域的气流组织。耦合式高效选粉机的粗粉和旋风收尘器收集的细粉分别具有可控制的物料去向，使同一套粉磨设备能够形成终粉磨、联合粉磨和半终粉磨等不同物料流程。第一至第三在线粒度分析仪分别取得辊压系统细粉、耦合选粉粗粉以及最终成品的状态数据，使dcs控制系统能够基于多个工艺节点的信息判断系统运行状态。通过mamdani模糊控制同时形成运行模式参数和转速调节量，可以在改变粉磨流程的同时继续对耦合式高效选粉机的运行参数进行连续调节，从而提高不同运行模式之间切换和运行控制的连续性及稳定性。