智能控制與陶瓷窯爐節(jié)能研究

范文婷

（中國輕工業(yè)陶瓷研究所，景德鎮(zhèn) 333000）

1 陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中的智能控制技術(shù)

在陶瓷工業(yè)的生產(chǎn)過程中，智能控制是一項不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。目前，比較常用的智能控制方式有以下幾種：

1.1 模糊控制

模式控制是以模糊數(shù)學(xué)的思想和理論為依托的先進控制方法，適用于變量較多的復(fù)雜系統(tǒng)。對于專家系統(tǒng)而言，其本身具備大量的知識和豐富的經(jīng)驗，故此，可以按照模糊控制的方法，對相關(guān)指標(biāo)進行優(yōu)化調(diào)整，依據(jù)產(chǎn)品的實際情況，對控制參數(shù)進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)智能控制的目標(biāo)，該控制方式在陶瓷窯爐中的應(yīng)用較為廣泛?？蓪⑻沾筛G爐視作為復(fù)雜的系統(tǒng)，通過模糊控制可以使系統(tǒng)的性能得到逐步完善，由此可以確保窯爐的穩(wěn)定運行。

1.2 自適應(yīng)控制

自適應(yīng)控制可以按照具體的控制需要，對自身的特性進行不斷修正，從而滿足控制對象動態(tài)特性變化的要求。在自適應(yīng)控制器當(dāng)中，加入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具，可以使控制器的魯棒性獲得大幅度改善和提升，從而使其能夠更好地適應(yīng)非線性系統(tǒng)的控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融入，使控制器具有了較強的計算能力，可實現(xiàn)對過程的優(yōu)化控制。在陶瓷窯爐的控制中，只要算法選擇的合理，便可達到預(yù)期的控制效果。

1.3 預(yù)測控制

預(yù)測控制是利用相關(guān)模型對具體的控制效果進行預(yù)報，按照目標(biāo)偏差，以模糊決策的方法，通過在線的方式對控制策略進行修正，以此來實現(xiàn)優(yōu)化控制的目標(biāo)。預(yù)測控制系統(tǒng)在陶瓷窯爐的工況監(jiān)測預(yù)報中應(yīng)用較為廣泛，其能夠?qū)ΩG爐的運行參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，從而使窯爐的運行過程更加穩(wěn)定、可靠，有助于生產(chǎn)效率的提升和能耗的降低。

2 陶瓷窯爐的節(jié)能途徑

在陶瓷生產(chǎn)中，窯爐是能耗較高的設(shè)備，為降低窯爐的能耗，可以采取如下節(jié)能方法：

2.1 計算機模擬控制

陶瓷窯爐傳統(tǒng)的模型模擬控制存在一定的缺陷和不足，通過計算機模擬技術(shù)的運用，可對窯爐內(nèi)的流體換熱過程、噴嘴角度等影響窯內(nèi)流暢的因素進行模擬，由此可對窯爐內(nèi)陶瓷的燒制過程進行優(yōu)化調(diào)整，從而增強控制精度，使整個過程的控制更加有效。實踐表明，計算機模擬控制的應(yīng)用，能夠大幅度提升窯爐的生產(chǎn)效率，而且還可以使能源的耗費顯著減少，在實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的同時，有害氣體的排放量也隨之降低，達到了節(jié)能減排的目的。因此，可在陶瓷窯爐中，對計算機模擬控制進行合理運用。

2.2 優(yōu)選燃燒設(shè)備

陶瓷在窯爐內(nèi)進行燒制的過程中，燃燒設(shè)備是保證燒制正常進行的關(guān)鍵之所在，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，窯爐燃燒設(shè)備的能耗占比較大，具有一定的節(jié)能空間。在燃燒設(shè)備中，燒嘴是較為重要的組成部分，窯內(nèi)橫斷面的溫度是否能夠保持均勻，主要與燒嘴有關(guān)，如果燒嘴的結(jié)構(gòu)存在缺陷，則可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題，如色差等等。而結(jié)構(gòu)合理的燒嘴，不但可以在助燃空氣較低的條件下，保證充分燃燒，而且還能使窯內(nèi)的火焰保持穩(wěn)定，由此可達到節(jié)能的效果。

2.3 富氧燃燒技術(shù)

在陶瓷窯爐的燒制過程中，助燃空氣是不可或缺的重要因素之一，當(dāng)助燃空氣中的O2超過21%時，便可將之稱為富氧燃燒。相關(guān)研究結(jié)果表明，在富氧的狀態(tài)下，燃料燃燒時，燃點溫度可以顯著降低，并且可以加快燃燒速度，同時燃料的燃燒比較充分和完全，在此前提下，火焰的強度大幅度提升，長度縮短，上部溫度降低，由此可以使蓄熱室的熱負(fù)荷隨之減輕，在延長窯爐使用壽命的同時，減少了廢氣的排放，由廢氣帶走的余熱也有所減少，這樣一來，熱效率提高，能耗降低，可達到節(jié)能減排的效果。除此之外，在富氧燃燒的條件下，對二次風(fēng)的需求量也會相應(yīng)減少，火焰溫度增加，燃燒效率提高。

2.4 改進窯爐結(jié)構(gòu)

陶瓷窯爐的結(jié)構(gòu)是否合理，直接關(guān)系到運行能耗，為了達到節(jié)能降耗的目的，可對窯爐結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改進。從節(jié)能的角度上將，窯爐內(nèi)部的高度應(yīng)當(dāng)越低越好，寬度則應(yīng)越寬越好，越寬的窯爐節(jié)能率越高，但過寬的窯爐需要對斷面的溫差問題進行有效解決，防止溫度不均勻影響陶瓷的燒制質(zhì)量。當(dāng)窯爐的高度和寬度一定時，窯爐長度的增加，可以減少單位制品的熱損耗，并且還能降低煙氣帶走的熱量，實踐表明，窯爐的長度從50m增至100m后，熱損耗大約能降低1%左右。

3 結(jié)束語

綜上所述，在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)的過程中，為提高窯爐的運行穩(wěn)定性和可靠性，應(yīng)當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)工藝，對智能控制方式進行合理選擇。同時，為進一步降低窯爐的能耗應(yīng)對相關(guān)的節(jié)能措施進行運用。未來一段時期，應(yīng)加大對陶瓷窯爐節(jié)能技術(shù)方面的研究力度，除對現(xiàn)有的技術(shù)進行改進和完善之外，還應(yīng)開發(fā)一些新的技術(shù)，從而使其更好地為陶瓷窯爐節(jié)能服務(wù)。