基于改进粒子群算法的球磨机运行优化

为了降低制粉系统球磨机的能耗率,对球磨机进行了运行优化的研究.在运行优化过程中,为了获得运行优化的目标模型,运用支持向量回归机对制粉出力进行了软测量建模,实现了制粉出力的在线软计算,得到了制粉单耗的计算模型.在此基础上,将混沌遍历的思想引入粒子群优化算法,提出了一种新的混沌遍历粒子群算法,该改进粒子群算法具有较快的搜索速度及全局收敛的特点.将该改进粒子群算法用于球磨机运行目标的优化从而获得最佳运行参数值.研究结果表明,运用所建立的运行优化目标模型及改进的优化算法可以获得球磨机的最佳运行优化参数,该研究具有重要的工程应用价值.     

利用极值蚁群优化的制粉出力建模变量选择算法

针对制粉出力难以直接测量,以及制粉系统包含变量多且各变量间耦合性强的问题,提出了一种利用极值蚁群优化的制粉出力建模变量选择法,并采用支持向量机根据所选变量建立了制粉出力的预测模型.该算法基于蚁群优化的正反馈原理,对蚂蚁搜索到的各个变量的相对重要性加以区分,并根据幂律分布选择重要性较小的变量进行变异,使得较差解不断得到改善,从而引导蚂蚁朝着最优解的方向搜索.采用制粉系统现场数据对所提算法、蚁群算法和蚁群遗传算法进行比较,结果表明,所提算法具有更快的收敛速度,且由其所选变量建立的制粉出力模型具有较高的预测精度.     

基于球磨机筒体振动的料位特征量

基于球磨机筒体的振动机理,提出了一种新的料位特征量.首先对球磨机筒体内料位分布的特点进行了分析,给出了球磨机筒体上振动测点的布置方案.同时针对筒体上振动信号采集的特点,开发了一套振动数据无线采集系统,确定了筒体振动信号的采集方法,并通过实验采集了不同给煤量工况下球磨机筒体与轴承座振动信号.然后根据料位与球磨机筒体及轴承座振动之间的关系对原始振动信号进行了滤波处理.最后从反映料位变化的敏感程度出发,比较了球磨机筒体与轴承座振动料位特征量.比较结果表明,相对于传统的料位特征量,筒体振动料位特征量更能灵敏地反映料位的变化,为实现料位的准确测量提供了可靠的依据.     

面向火电运行灵活性的钢球磨煤机制粉系统控制优化研究

针对双进双出钢球磨煤机制粉系统变出力过程风粉温度波动幅度大、瞬时磨煤出力偏差大等问题,提出考虑热一次风风温前馈和变出力过程料位差压设定值优化的控制策略。以BBD4360型钢球磨煤机为对象开展机理建模和瞬态扰动试验研究,建立并验证钢球磨煤机内料位差压、出口风粉温度等关键参数计算模型。基于磨煤机动态模型研究获得原有及优化后的控制策略对磨煤机出口风粉温度、磨煤出力和制粉单耗的影响规律。研究结果表明：在制粉系统变出力过程中,优化后的控制策略可降低磨煤机出口风粉温度偏差2℃以上,制粉系统磨煤出力累积偏差降低50%以上,制粉单耗降低5%以上,综合提升了制粉系统的关键参数控制效果。钢球磨煤机制粉系统优化控制策略有利于缓解机组调峰过程中由于燃料量供给偏差引起的气温、气压偏差大等问题,保障了燃煤发电机组的运行灵活性和高效性。     

一种多尺度球磨机筒体振动频谱分析与建模方法

针对基于传统快速傅里叶变换获得的单尺度筒体振动频谱难以有效揭示磨机研磨机理和筒体振动信号组成,以及现有文献中经验模态分解(EMD)技术预测精度低的问题,提出了基于偏最小二乘算法的多尺度筒体振动频谱分析与建模方法.该方法首先采用经验模态分解技术将筒体振动信号分解为具有不同时间尺度的内禀模态函数(IMF),接着通过傅里叶变换获得多尺度频谱,最后采用基于偏最小二乘算法的潜变量贡献率分析和选择不同尺度频谱,并建立融合不同尺度频谱的磨机负荷参数软测量模型.采用实验球磨机的实验数据仿真验证了所提方法的有效性.     

基于二维云推理的球磨机料位软测量

针对单一信息反映料位的局限性,采用基于二维云模型不确定性推理方法实现球磨机料位软测量。首先,对振动和振声信号进行预处理,通过Welch方法获得功率谱密度并提取特征值;其次,利用二维云模型对所得特征值进行融合,获得推理系统的前件云、后件云以及相应的规则库;最后,将测试样本作为推理系统的输入,进行二维云模型不确定性推理,实现球磨机料位软测量。实验结果表明,本方法的测量精度能够满足现场测量应用的需求,且具有较高的稳定性。     

球磨机制粉系统的线性自抗扰控制

球磨机制粉系统具有大惯性、大时滞和强耦合等特点,很难建立精确的数学模型。本文分析了球磨机制粉系统的动态特性,并为其设计分散线性自抗扰控制方案。该方案综合分散控制和线性自抗扰控制器的优点,结构简单,不依赖于对象精确模型,可以对被控对象中存在的耦合、干扰和不确定性等进行估计并补偿。根据实际现场要求,对球磨机制粉系统进行设定值跟踪实验、输入扰动实验和性能鲁棒性实验,并比较所设计方案与PID方案的控制性能。结果表明,分散线性自抗扰控制具有更强的解耦能力和抗干扰能力,且性能鲁棒性更优。     

基于相空间重构和PSO-K-means的球磨机负荷状态识别方法

针对球磨机振动信号具有强随机性、非平稳性和非线性等内在特性导致负荷状态难以识别的问题,提出一种基于相空间重构和PSO-K-means的球磨机负荷状态识别方法。首先,利用改进前后的自相关系数算法对Lorenz与Rossler两种混沌时间序列进行数值模拟,得出延迟时间和嵌入维数精准有效的计算方法;其次,验证出球磨机筒体振动信号具有混沌特性后对其时间序列进行相空间重构,恢复出等价的混沌吸引子;接着,针对3种不同负荷状态下的相空间吸引子进行特征提取,分析了关联维数特征量的变化规律;最后,将关联维数作为特征向量输入PSO-K-means聚类模型中对球磨机负荷状态进行分类与识别。结果表明,PSO-K-means聚类模型在负荷状态识别时有较高的精准性,欠负荷、正常负荷、过负荷下识别精度分别为94.2%、96.3%、94.8%。以上结果证实了该方法能够实现对球磨机负荷状态的有效识别。     

基于煤粉细度反馈控制的制粉系统优化

利用最小二乘支持向量机分别建立了中间储仓式制粉系统的制粉单耗和煤粉细度模型,采用混合遗传算法对制粉单耗模型进行寻优,以获得不同工况下制粉单耗最小的运行参数,然后利用煤粉细度模型对优化后的运行参数进行煤粉细度预测,根据预测出的煤粉细度是否在给定范围内来反馈控制制粉单耗的优化.对某电厂的50MW机组进行现场热态试验,结果表明这种基于煤粉细度反馈控制的制粉优化控制系统具有较高的可靠性和实用性,可以指导运行人员进行制粉系统的优化调整,从而提高机组运行的安全性和经济性.     

基于EEMD和SVM的冷轧机垂直振动相关故障的诊断

通过对冷板带轧机垂直振动过程的机理进行分析,结合轧机系统结构模型,建立含振动因素的冷轧机垂向系统动态轧制力模型.考虑复杂工况下,轧机在生产不同规格带钢时,由工艺参数波动等广义故障所致轧机垂直振动现象,基于工业现场数据进行数据驱动的故障诊断算法研究.采用集成经验模态分解算法对实测轧制力信号进行分解,选取有效的固有模态函数的能量作为特征向量,并将其输入到支持向量机分类器中,通过分类器对正常状态和故障状态进行区分,以实现轧机振动相关故障的准确诊断.     

冷轧平整机振纹实测研究

针对某1700冷轧平整机支持辊表面振纹问题进行了连续跟踪测试. 在对平整机固有特性研究的基础上,通过对支持辊各个使用时期内振动信号的分析与比较,得到了平整机的振动特征以及振动与振纹之间的相互影响关系:在支持辊使用初期,平整机系统的振动以自激振动为主,振动频率为150 Hz,在稳定轧制阶段工作辊对支持辊的相对运动形成支持辊表面振纹;在支持辊使用中后期,由振纹引起的强迫振动进一步加速了振纹的形成,系统的振动为强迫振动和自激振动共存. 在对振纹形成过程认识的基础上提出了振纹抑制措施,即在轧件入口侧增加抑振辊或改变轧制速度.     

1700四辊带钢轧机机架的动力学特性研究

针对1700四辊带钢轧机振动问题,利用大型有限元软件ANSYS,建立机架的结构分析模型,得出该轧机机架容易激发的固有频率和振型;并利用结构力学理论对典型模态进行了验证。为轧机机架设计及抑制轧机振动提供了依据。     

磨煤机振声信号分析及基于BP网的料位识别

对磨煤机振声信号进行了频谱和功率谱分析,分析表明:低频分量携带磨煤机的料位信息,而高频分量则是由高速电机旋转噪声、排风机噪声以及磨煤机筒体混响噪声引起的;低频料位信号与高频噪声信号是调制关系.利用希尔伯特变换对振声信号进行了解析化处理,分解出低频料位信息,并以振声解析信号的包络为对象,进行料位特征的提取.利用BP神经元网络,建立了磨煤机料位与振声信号的关系模型,从而实现磨煤机料位的自动识别.将模型的计算结果与实测值进行比较,结果表明,料位识别精度在±1.5%之内.     

电站锅炉磨煤机模糊-PID复合控制系统仿真

针对目前国内燃煤电站钢球磨制粉系统运行控制过程存在的主要问题,建立了钢球磨制粉系统动态过程数学模型.在对系统的动态特性进行了较为全面的仿真分析基础上,基于模糊控制理论,提出参数在线自校正模糊-PID控制,并对所提出的控制系统的控制效果进行了仿真研究.结果表明,所提出的模糊-PID复合控制方案能显著提高燃煤电站钢球磨制粉系统的运行控制效果和适应能力.     

行星式球磨机研制及其节能机理

介绍了行星式球磨机的特点和研制历程.首先利用材料疲劳损伤积累理论,分析行星式球磨机的节能机理,指出其节能特性不仅与磨机状态有关,还与磨料的物理性质有关.其次,运用数理统计学概念及赫兹应力计算方法,描述了粉体应力分布、疲劳损伤积累效果以及行星效应与节能效果的关系模型.然后研究了粉体工作应力,推导出冲击能耗降低系数,定量表达了磨机的节能机理.最后以制备矿渣微粉为例比较了三类典型设备的性能,验证了理论的正确性,并指出一般情况下行星式球磨机节能约30%～40%.     

立辊轧机主传动系统的扭振非线性分析

为了掌握立辊轧机主传动系统的扭振理论并且加以控制和利用,根据4200立辊轧机主传动系统的实际参数,建立立辊轧机主传动系统的4自由度非线性扭振模型,采用Matlab软件, 得到分岔图、相图和庞加莱截面,通过仿真分析其周期运动的稳定性以及通过倍周期分岔进入混沌的过程.仿真结果表明,当激振力频率与系统固有频率相近时,角位移增大,系统不稳定,在实际生产中要避免激振力频率与系统固有频率相近的工况;随着角频率的变化,系统由周期运动、准周期运动,经过一系列倍周期分岔最终导致混沌产生.     

球磨机传动间隙对起动过程的影响

针对球磨机起动过程中的冲击振动对球磨机的可靠运行以及工作寿命有影响的问题,应用系统动力学定量分析了球磨机直接起动以及分段起动时,由于传动间隙所引起的冲击动载荷,建立了相应的数学计算模型。应用该模型能够准确地计算出球磨机起动时由传动间隙引起的冲击动载荷的大小,为球磨机的合理设计制造以及现场安装提供依据。