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1   前   言
燒結機自1994年投產以來，經過多次技術改造，有了很大進步。但是,由于礦粉都從國外，種類較雜，粒度不均勻，含水量隨季節的變化而變化較大；另外，燒結過程中單配加的廢棄物（如煉鐵污泥，氧化鐵皮等）特別多，因此，混合料水分控制一直是個難題。
    2002年，我廠自動化裝備已達到較的水平，現場主要生產工藝設備的運轉采用PLC控制，*實現了自動開、停機。但是，燒結過程控制在我廠卻*是空白，已影響到生產的穩定和產品質量的進一步提。為了彌補這一薄弱環節，2002年11月引進了燒結控制系統。該控制系統包括燃料比率控制模型、返礦比率控制模型、混合料水分控制模型、混合料料量控制模型、混合料下料量控制模型及混合料點火控制模型，除混合料水分控制模型外，其他5個模型經過調試以投入生產使用，并取得了良好的經濟效益。2004年1月采用了在線紅外水分儀，效果良好，參數穩定。
2   近紅外水分儀的基本結構原理
紅外線水分儀是根據OH分子鍵吸收特定波長的紅外光能量的原理工作的。
水分儀的探頭里裝有一個石英鹵素燈泡, 該燈發出的光線通過光學系統，產生以下兩種波長的紅外光束：一種為吸收波長，它的能量將被所要求檢測物質里的水分子強烈吸收；另一種為參考波長，它的特點是其能量不被檢測物質里的水分子吸收，但其他因素（如測量距離、材料顏色等）對它的影響與對吸收波長的影響相同。
紅外光束照到物料表面，然后又部分反射回來，通過測量吸收波長在被物質中水分吸收前后的能量的變化，并經數學函數的計算，得出一個和被測物質水分有一定比例關系的輸出信號。
3   控制方案
    混合料水分控制模型硬件包括：安裝在一次混合機的污泥電子調節閥、質量流量計，安裝在一次混合機后混料皮帶上的紅外水分儀、電子皮帶秤，安裝在二次混合機的電子式電動調節閥、電磁流量計及PLC系統和上位機。
混合料水分控制模型是基于燒結物料平衡的原理。采取的控制方法是：根據物料中已有的水分，對一、二混要加入的水進行分配。總體原則為：主控室智能工通過上位機調節污泥電子調節閥的開度，在一混添加污泥水，總量控制在總加水量的85％～90％之間，其余的水量通過模型計算在二混添加。具體方式為：通過一混后皮帶上的近紅外水分儀進行水分測量和電子皮帶稱對物料流量進行測量，主控室智能工對二混出口的水分目標值通過上位機進行設定，采用前饋－反饋方式進行控制，經過PLC內部計算出二混的加水量。

Msp%=（Wwater+Waddwater）/（Wdrymat+Wwater+Waddwater）                   （1）
其中：Msp%―目標水分值
Wwater―物料中原有的水分重量
          Wdrymat―物料的干基重量（不含水分的重量）
Waddwater―要達到目標水分需加的水的重量對（1）式進行整理，就可以得到：
Waddwater=[ Msp%×Wdrymat+（ Msp%-1） ×Wwater]/（1- Msp%）            （2）
公式（2）得到了要達到目標水分值需要加入的水的重量。
公式（2）中的Wwater和Wdrymat是根據每一種物料流量與含水量分別進行計算得到的，如：
Wwater＝（中和料中的水分＋燃料水分－生石灰消化所需的水分＋灰漿中的水）/（中和料總量＋燃料總量＋生石灰總量＋灰漿重量）                    （3）
公式（3）給出了物料中水分計算的方法，對不同的配料配方可以遵照此思路計算，Wdrymat的計算同理。每種物料的水分來自于每種物料的水分化驗值，這個值對于每一批物料，在沒有下雨等其他因素的干擾下，一般可以認為是定值參與運算。
根據公式（2）和測量得到的物料水分以及物料流量值，并考慮到測量點到加水點的時間延遲后，進行系數修正，再根據特定的算法計算出二混要添加的水量（通過調整電子式電動調節閥開度），從而完成水分的控制。 該控制思路的適應性較好，同樣可以在有熱返礦、除塵灰集中分時排放的混合料加水系統中使用。
混清洗污泥泵過濾網，以及混合機由加污泥水切換加工業清水時對測量精度的影響。紅外水分儀測試物料的水分，是通過近紅外光探測物質表面HO根含量來進行水分計算的。由于紅外水分儀在現場標定是以一次混合機加污泥水為進行校正的，當混合機加水由污泥水切換工業清水時，測量值會出現一個相應的偏差。出現偏差的原因是由于污泥水與工業清水對近紅外光能量的吸收是不一樣的，當污泥水與工業清水與燒結料充分混合后，在燒結料表面形成不同的薄膜，現場測量時由于工業清水與污泥水吸收能量的不同引起紅外光反射能量的變化，從而引起紅外水分儀測量值的變化。
這種測量偏差是在測量結果與實際值之間出現的一個固定偏差。針對這種情況，我們采取了兩種方法加以修正：一是通過在操作界面中設置并下載不同的產品工作單；另一種是在主控室中修正水分目標值。經過近四個月的生產實踐檢驗，證明這兩種修正方法是行之有效的，了燒結生產的順利運行。

以上文字來源：《濟鋼燒結混合料水分的在線測量與控制》，作者：周軍  王興璞  李真明  管襄華   計量處  王慶河

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