智能制造与绿色发展是当今世界的共同课题,技术与创新都离不开绿色发展。就水泥来说,能耗、环保、智能化是当前研究热点,近年来,我国在水泥行业倾注了大量心血,也取得了巨大成就,但仍然存在能耗、物耗较高的问题。回转窑煅烧环节是水泥生产过程中能源消耗最大的环节,对其进行改进是实现水泥企业节能降耗的关键。目前,该环节的节能技术种类繁多,但热效优化指导方面的研究却更为人所关注,虽然取得了相应成果,但依然存在如下问题:第一,窑内烧成状况复杂多变,热效工况识别困难;第二,热效建模所需的关键参数无法在线检测,导致模型建立困难;第三,烧成带温度设定值主要是由操作员人工给出,难以保证该设定值是当前工况下的最优值,使得熟料生产能耗、物耗较高。因此,水泥回转窑热效优化指导系统研究具有重要意义。针对上述问题,本课题以某5000t/d的水泥熟料生产线为研究背景,在深入了解熟料煅烧工艺的基础上,基于大量生产数据,识别回转窑热效工况,再结合热力学原理建立当前工况下的热效模型,最后实施案例推理算法给出烧成带温度优化设定值。具体研究内容如下:(1)针对热效工况识别困难问题,通过分析大量生产数据确定热效工况参数并对数据进行预处理,采用主成分分析技术与模糊C均值聚类算法实现热效工况在线识别。(2)针对热效建模困难问题,通过结合水泥生产工艺与热力学原理建立当前工况下回转窑物料收支平衡与热能收支平衡模型,由上述两模型确定热效建模参数,并对其进行采集,最后以这些参数来构建热效模型,实现热效率实时监测。(3)针对烧成带温度设定值人工给定问题,先通过热效模型得出当前工况下的热效值,再结合游离氧化钙、窑主机电流等辅助变量确定优化设定规则集,并根据规则集构建初始案例库,最后采用案例推理算法实现烧成带温度设定值的自动给定。(4)热效优化指导系统软件研发。回转窑热效优化指导软件采用C#语言编写,主要由用户管理、数据采集、工况识别、热效建模、优化设定等模块组成,各模块相互依托,相互协调,共同实现上述功能。最后,将热效优化指导软件应用于工业现场,经验证,该软件能够实现回转窑热效工况的准确识别以及当前工况下热效率实时监测,并自动给出烧成带温度优化设定值。