CN117471036B - 一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泥回转窑生产管理领域，涉及一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，本发明通过获取各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，对各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的检测含量进行修正，结合气体排放达标系数和氧气消耗合理系数综合分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，从而获取监测异常时间点，根据监测异常时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2的检测含量，对目标水泥回转窑窑头风煤比的调整方向以及调整参数进行细致化分析，判定窑头风煤比调整后对于目标水泥回转窑煅烧状态改善是否有效，从而开展反馈工作，有效帮助企业对气体排放的实时掌控，减少有害气体的排放，提高熟料产能。
Description
技术领域
本发明涉及水泥回转窑生产管理领域，具体而言，涉及一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统。
背景技术
水泥回转窑作为将生料高温煅烧制备水泥熟料的重要设备，在熟料生产过程中，窑内的CO、O2、NOx等气体对生产工艺和环境保护都造成很大的影响。CO含量过高可能导致热量的浪费，同时也会同时意味着煅烧的不充分，这样会使得熟料的质量下降，O2含量过高可能会导致燃烧温度过高，从而使熟料煅烧不充分，使得熟料的质量变差，NOx的含量过高则可能产生不利的环境效应，如雾霾等，同时也可能会对熟料质量造成一定的不利影响，因而，针对水泥回转窑煅烧过程中的窑内气体采集分析管理显得尤为重要。
现有技术针对水泥回转窑煅烧过程中的窑内气体采集分析管理虽在一定程度上满足现有要求，但仍存在局限性，其具体表现在：1、现有技术将采集到的烟室气体样品送至实验室或使用便携式气体分析仪进行气体成分检测，包括氧气含量、一氧化碳含量和氮氧化物含量，以评估窑内煅烧状态，忽略烟室气体样品取样后的温控处理和除尘处理对于各气体成分检测结果的影响，使得各气体成分检测结果不具有准确性和可靠性，进一步影响到水泥回转窑内煅烧状态评估结果的可信度，企业从而无法有效掌控气体排放情况，难以满足气体排放环保要求。
2、现有技术在窑头风煤比调整方向的分析中偏重于烟室气体样品中的氧气含量，而忽略了一氧化碳和氮氧化物对于最佳窑头风煤比调整方向的重要性，导致无法保障氧气、一氧化碳和氮氧化物含量之间的平衡关系，在调整方向未能实现科学准确分析的基础上，后续调整参数亦存在不可靠性，进而使得窑头风煤比调整无法达到降低有害气体排放、保障煅烧高产质量的目标，此外现有技术在分析窑头风煤比调整参数时缺乏精确的参数分析方法，使得调整参数值与初始设定值偏差较大，甚至超出理想风煤比范围，进而导致能源浪费、排放过高等问题，影响生产效益和环境保护。
发明内容
为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，包括：烟室气体样品采集模块，用于在目标水泥回转窑煅烧过程中各监测时间点通过烟室各方位布设的气体取样探头按照设定气体体积对烟室内气体进行取样，获取各监测时间点各烟室气体样品。
烟室气体样品处理模块，用于对各监测时间点各烟室气体样品进行处理，获取各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度。
烟室气体样品检测结果修正模块，用于检测处理完成后的各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的含量，根据各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，对各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的检测含量进行修正。
监测异常时间点获取模块，用于根据各监测时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2的检测含量，分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，进而获取监测异常时间点。
窑头风煤比调整模块，用于根据监测异常时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2的检测含量，对目标水泥回转窑窑头风煤比进行调整。
窑头风煤比调整效果判定模块，用于判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善是否有效，并进行反馈。
云数据库，用于存储烟室气体样品检测规定的合理温度值范围、允许粉尘颗粒物含量阈值，存储水泥回转窑规定烟室单位体积排放气体中CO、NOx、O2含量合理阈值，存储水泥回转窑窑头风煤比合理范围。
优选地，所述烟室气体样品处理模块的具体分析过程包括：气体取样探头将采集的烟室气体样品通过取样管道输送至气体分析仪器内，通过取样管道铺设的水冷管及其尾部安装的除尘仪器分别对烟室气体样品进行控温处理和除尘处理，获取各监测时间点各烟室气体样品在取样管道各布设点的温度值及其除尘处理后的粉尘颗粒物含量，分别记为fij，其中i表示各监测时间点的编号，i＝1，2，…，a，j表示各烟室气体样品的编号，j＝1，2，…，b，h表示取样管道各布设点的编号，h＝1，2，...，c。
提取云数据库中存储的烟室气体样品检测规定的合理温度值范围，获取烟室气体样品检测参照温度值w0，由公式得到各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度，其中Δw为预设的烟室气体样品检测合理温度偏差阈值，c为取样管道布设点总数。
提取云数据库中存储的烟室气体样品检测规定的允许粉尘颗粒物含量阈值f0，由公式得到各监测时间点各烟室气体样品的除尘合格度。
优选地，所述烟室气体样品检测结果修正模块的具体分析过程为：将处理完成后的各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的检测含量分别记为yij、dij、qij，根据各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，由CO含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的CO检测含量，其中φ0为预设的烟室气体样品温控合格度合理阈值，π为1800，e为自然常数。
由O2含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的O2检测含量。
由NOx含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的NOx检测含量，其中λ0为预设的烟室气体样品除尘合格度合理阈值。
优选地，所述监测异常时间点获取模块的具体分析过程包括：提取云数据库中存储的水泥回转窑规定烟室单位体积排放气体中CO、NOx、O2含量合理阈值，获取烟室气体样品CO、NOx、O2含量合理阈值，分别记为y0、d0、q0。
由公式得到目标水泥回转窑各监测时间点的气体排放达标系数，其中b为烟室气体样品总数。
由公式得到目标水泥回转窑各监测时间点的氧气消耗合理评估系数。
分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，其计算公式为：其中分别为预设的气体排放达标系数、氧气消耗合理评估系数对应权重占比。
优选地，所述监测异常时间点获取模块的具体分析过程还包括：将目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数与预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值进行比对，若某监测时间点的煅烧状态评估系数小于预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值，且该监测时间点前一监测时间点的煅烧状态评估系数大于或等于预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值，将该监测时间点记为监测异常时间点。
优选地，所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程包括：获取监测异常时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2检测含量与烟室气体样品CO、NOx、O2含量合理阈值间的偏差值，进行单位去除处理和归一化处理，并将归一化处理结果分别记为Δy′j、Δd′j、Δq′j，由调整方向判定模型得到监测异常时间点各烟室气体样品对应窑头风煤比调整方向，分别统计监测异常时间点对应窑头风煤比上调、下调的烟室气体样品数量，筛选其中最大值，将其对应的窑头风煤比调整方向作为目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向。
优选地，所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程还包括：获取当前目标水泥回转窑窑头风煤比k0，并提取云数据库中存储的水泥回转窑窑头风煤比合理范围，获取其中的上限值与下限值，分别记为kmax、kmin。
若目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向为上调，筛选出监测异常时间点对应窑头风煤比上调的各烟室气体样品，获取其对应归一化处理结果，记为Δy′j′、Δd′j′、Δq′j′，其中j′表示监测异常时间点对应窑头风煤比上调的各烟室气体样品的编号，j′＝1′，2′，...，b′，由公式得到目标水泥回转窑窑头目标上调风煤比,其中b′为监测异常时间点对应窑头风煤比上调的烟室气体样品总数，U1表示
优选地，所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程还包括：若目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向为下调，筛选出监测异常时间点对应窑头风煤比下调的各烟室气体样品，获取其对应归一化处理结果，记为Δy′j″、Δd′j″、Δq′j″，其中j″表示监测异常时间点对应窑头风煤比下调的各烟室气体样品的编号，j″＝1″，2″，...，b″，由公式得到目标水泥回转窑窑头目标下调风煤比,其中b″为监测异常时间点对应窑头风煤比下调的烟室气体样品总数，U2表示
优选地，所述窑头风煤比调整效果判定模块的具体分析过程包括：提取目标水泥回转窑监测异常时间点的煅烧状态评估系数DZ′。
获取监测异常时间点后一监测时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2含量，同上述目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数分析方法一致，得到目标水泥回转窑监测异常时间点后一监测时间点的煅烧状态评估系数DZ″。
由公式得到目标水泥回转窑窑头风煤比调整成效率，若目标水泥回转窑窑头风煤比调整成效率大于或等于设定窑头风煤比调整成效率合理阈值，判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善有效，反之则判定无效。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：(1)本发明通过在目标水泥回转窑煅烧过程中各监测时间点通过烟室各方位布设的气体取样探头按照设定气体体积对烟室内气体进行取样，从多时间点和多方位点两个角度，确保获取全面和精确的数据，以评估烟室内各区域的气体组成和含量变化，有助于实时监测煅烧过程的性能。
(2)本发明通过获取各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，对各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的检测含量进行修正，弥补现有技术在这一层面的缺失，科学考虑到温控处理效果和除尘处理效果对于各气体成分检测结果的影响，使得各气体成分检测结果具有准确性和可靠性，进一步增强水泥回转窑内煅烧状态评估结果的可信度，帮助企业有效掌控气体排放情况。
(3)本发明结合目标水泥回转窑各监测时间点的气体排放达标系数和氧气消耗合理评估系数，综合分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，进而获取监测异常时间点，合理考虑目标水泥回转窑气体排放是否达标、燃烧是否充分，有助于更准确地了解水泥回转窑煅烧过程的实际情况，从而及时检测异常可以帮助预防潜在的问题，减少生产中断和质量问题。
(4)本发明通过监测异常时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2的检测含量，对目标水泥回转窑窑头风煤比的调整方向和对应调整参数进行细致化分析与综合性考虑，不仅在调整方向确定方面保障氧气、一氧化碳和氮氧化物含量之间的平衡关系，还在对应调整参数分析方面采取偏差度小准确度高的分析方法，为相关工作人员提供数据化决策建议，避免弥补水泥回转窑能源浪费、煅烧质量不佳、有害气体排放过高等问题，从而提升企业生产效益，更好保护生态环境。
(5)本发明通过判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善是否有效，并进行相关反馈工作，一方面帮助优化水泥回转窑初始窑头风煤比的设置，另一方面帮助工作人员实时了解煅烧过程中的问题和变化，以便迅速采取措施来解决或纠正任何不良情况，确保生产的平稳进行，为工业生产过程提供了更高的可控性和可持续性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的模块连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1所示，本发明提供一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，包括：烟室气体样品采集模块、烟室气体样品处理模块、烟室气体样品检测结果修正模块、监测异常时间点获取模块、窑头风煤比调整模块、窑头风煤比调整效果判定模块和云数据库。
所述烟室气体样品采集模块与烟室气体样品处理模块连接，所述烟室气体样品处理模块与烟室气体样品检测结果修正模块连接，所述烟室气体样品检测结果修正模块与监测异常时间点获取模块连接，所述监测异常时间点获取模块与窑头风煤比调整模块连接，所述窑头风煤比调整模块与窑头风煤比调整效果判定模块连接，所述云数据库分别与烟室气体样品处理模块、监测异常时间点获取模块、窑头风煤比调整模块连接。
所述烟室气体样品采集模块，用于在目标水泥回转窑煅烧过程中各监测时间点通过烟室各方位布设的气体取样探头按照设定气体体积对烟室内气体进行取样，获取各监测时间点各烟室气体样品。
本发明实施例通过在目标水泥回转窑煅烧过程中各监测时间点通过烟室各方位布设的气体取样探头按照设定气体体积对烟室内气体进行取样，从多时间点和多方位点两个角度，确保获取全面和精确的数据，以评估烟室内各区域的气体组成和含量变化，有助于实时监测煅烧过程的性能。
所述烟室气体样品处理模块，用于对各监测时间点各烟室气体样品进行处理，获取各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度。
具体地，所述烟室气体样品处理模块的具体分析过程包括：气体取样探头将采集的烟室气体样品通过取样管道输送至气体分析仪器内，通过取样管道铺设的水冷管及其尾部安装的除尘仪器分别对烟室气体样品进行控温处理和除尘处理，获取各监测时间点各烟室气体样品在取样管道各布设点的温度值及其除尘处理后的粉尘颗粒物含量，分别记为fij，其中i表示各监测时间点的编号，i＝1，2，…，a，j表示各烟室气体样品的编号，j＝1，2，…，b，h表示取样管道各布设点的编号，h＝1，2，…，c。
需要说明的是，上述各监测时间点各烟室气体样品在取样管道各布设点的温度值及其除尘处理后的粉尘颗粒物含量分别是通过安装在取样管道各布设点的在温度传感器、安装取样管道出口处在粉尘颗粒监测传感器获取得到的，特别说明的是，管道出口处位于管道尾部最末端，取样管道尾部安装的除尘仪器在管道出口处之前。
提取云数据库中存储的烟室气体样品检测规定的合理温度值范围，获取烟室气体样品检测参照温度值w0，由公式得到各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度，其中Δw为预设的烟室气体样品检测合理温度偏差阈值，c为取样管道布设点总数。
需要说明的是，上述烟室气体样品检测参照温度值是通过对烟室气体样品检测规定的合理温度值范围的上限值和下限值进行均值处理得到的。
提取云数据库中存储的烟室气体样品检测规定的允许粉尘颗粒物含量阈值f0，由公式得到各监测时间点各烟室气体样品的除尘合格度。
所述烟室气体样品检测结果修正模块，用于检测处理完成后的各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的含量，根据各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，对各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的检测含量进行修正。
具体地，所述烟室气体样品检测结果修正模块的具体分析过程为：将处理完成后的各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的检测含量分别记为yij、dij、qij，根据各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度、除尘合格度以及输送平稳度，由CO含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的CO检测含量，其中φ0为预设的烟室气体样品温控合格度合理阈值，π为1800，e为自然常数。
由O2含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的O2检测含量。
由NOx含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的NOx检测含量，其中λ0为预设的烟室气体样品除尘合格度合理阈值。
需要说明的是，上述根据各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，对各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2进行修正的依据为：由于水泥回转窑烟室具有高温重粉尘的特性，烟气中的各类气体传入烟室时会在烟室内产生二次反应，为确保目标水泥回转窑煅烧状态评估可靠性和科学性，需对烟室气体样品进行控温和除尘处理，确保气体含量检测准确度，若控温效果不好，在燃烧反应过程中烟室气体样品中的CO、NOx检测含量会相对偏高，而温度升高可能会减少O2的溶解度，使得O2检测含量偏低。
若除尘效果不好，粉尘固体颗粒可能会作为催化物催化NOx的产生，使得NOx检测含量偏高，而CO、O2检测含量通常不受除尘效果影响。
本发明实施例通过获取各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，对各监测时间点各烟室气体样品的CO、NOx、O2的检测含量进行修正，弥补现有技术在这一层面的缺失，科学考虑到温控处理效果和除尘处理效果对于各气体成分检测结果的影响，使得各气体成分检测结果具有准确性和可靠性，进一步增强水泥回转窑内煅烧状态评估结果的可信度，帮助企业有效掌控气体排放情况。
所述监测异常时间点获取模块，用于根据各监测时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2的检测含量，分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，进而获取监测异常时间点。
具体地，所述监测异常时间点获取模块的具体分析过程包括：提取云数据库中存储的水泥回转窑规定烟室单位体积排放气体中CO、NOx、O2含量合理阈值，获取烟室气体样品CO、NOx、O2含量合理阈值，分别记为y0、d0、q0。
需要说明的是，上述烟室气体样品CO含量合理阈值的计算公式为：其中为水泥回转窑规定烟室单位体积排放气体中CO含量合理阈值，s为烟室气体样品的设定气体体积，同理得到烟室气体样品NOx、O2含量合理阈值。
由公式得到目标水泥回转窑各监测时间点的气体排放达标系数，其中b为烟室气体样品总数。
由公式得到目标水泥回转窑各监测时间点的氧气消耗合理评估系数。
分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，其计算公式为：其中分别为预设的气体排放达标系数、氧气消耗合理评估系数对应权重占比。
具体地，所述监测异常时间点获取模块的具体分析过程还包括：将目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数与预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值进行比对，若某监测时间点的煅烧状态评估系数小于预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值，且该监测时间点前一监测时间点的煅烧状态评估系数大于或等于预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值，将该监测时间点记为监测异常时间点。
本发明实施例结合目标水泥回转窑各监测时间点的气体排放达标系数和氧气消耗合理评估系数，综合分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，进而获取监测异常时间点，合理考虑目标水泥回转窑气体排放是否达标、燃烧是否充分，有助于更准确地了解水泥回转窑煅烧过程的实际情况，从而及时检测异常可以帮助预防潜在的问题，减少生产中断和质量问题。
所述窑头风煤比调整模块，用于根据监测异常时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2的检测含量，对目标水泥回转窑窑头风煤比进行调整。
具体地，所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程包括：获取监测异常时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2检测含量与烟室气体样品CO、NOx、O2含量合理阈值间的偏差值，进行单位去除处理和归一化处理，并将归一化处理结果分别记为Δy′j、Δdj′、Δq′j，由调整方向判定模型得到监测异常时间点各烟室气体样品对应窑头风煤比调整方向，分别统计监测异常时间点对应窑头风煤比上调、下调的烟室气体样品数量，筛选其中最大值，将其对应的窑头风煤比调整方向作为目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向。
需要说明的是，上述归一化处理方法为获取一组数据中的最大值与最小值，计算该组数据中各数据点与最小值的差值，对于数值为负值的各数据点，将其与最小值的差值除以最大值和最小值的差值，接着减去1，确保数值为负值的各数据点归一化到(-1，0)，对于数值为正值的各数据点，将其与最小值的差值除以最大值和最小值的差值，确保数值为正值的各数据点归一化到(0，1)。
作为一个示例，若监测异常时间点某烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2检测含量与烟室气体样品CO、NOx、O2含量合理阈值间的偏差值分别为5、-1和-2，针对该组数据的归一化处理公式分别为： 其中分别表示该烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2检测含量与烟室气体样品CO、NOx、O2含量合理阈值间的偏差值的归一化处理结果。
进一步需要说明的是，上述监测异常时间点各烟室气体样品对应窑头风煤比调整方向分析依据为：较高的氧气含量有助于促进完全燃烧，减少一氧化碳的生成，因此如果氧气含量较高，通常可以理解为一氧化碳含量较低，二者成反比关系，若烟室内一氧化碳含量相对氧气含量较高，为减少一氧化碳含量则需提升一定氧气含量，即上调风煤比，反之则下调风煤比，特别说明的是，存在烟室内一氧化碳含量与氧气含量相等情况时，这里需要考虑到NOx含量，较高的氧气含量和温度可以促进NOx的生成，因此若烟室气体样品NOx含量大于其对应合理阈值，表示烟室内氧气含量偏高，需下调风煤比，反之则上调风煤比。
具体地，所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程还包括：获取当前目标水泥回转窑窑头风煤比k0，并提取云数据库中存储的水泥回转窑窑头风煤比合理范围，获取其中的上限值与下限值，分别记为kmax、kmin。
若目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向为上调，筛选出监测异常时间点对应窑头风煤比上调的各烟室气体样品，获取其对应归一化处理结果，记为Δy′j′、Δd′j′、Δq′j′，其中j′表示监测异常时间点对应窑头风煤比上调的各烟室气体样品的编号，j′＝1′，2′，…，b′，由公式U1得到目标水泥回转窑窑头目标上调风煤比,其中b′为监测异常时间点对应窑头风煤比上调的烟室气体样品总数，U1表示
具体地，所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程还包括：若目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向为下调，筛选出监测异常时间点对应窑头风煤比下调的各烟室气体样品，获取其对应归一化处理结果，记为Δy′j″、Δd′j″、Δq′j″，其中j″表示监测异常时间点对应窑头风煤比下调的各烟室气体样品的编号，j″＝1″，2″，…，b″，由公式U2得到目标水泥回转窑窑头目标下调风煤比,其中b″为监测异常时间点对应窑头风煤比下调的烟室气体样品总数，U2表示
本发明实施例通过监测异常时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2的检测含量，对目标水泥回转窑窑头风煤比的调整方向和对应调整参数进行细致化分析与综合性考虑，不仅在调整方向确定方面保障氧气、一氧化碳和氮氧化物含量之间的平衡关系，还在对应调整参数分析方面采取偏差度小准确度高的分析方法，为相关工作人员提供数据化决策建议，避免弥补水泥回转窑能源浪费、煅烧质量不佳、有害气体排放过高等问题，从而提升企业生产效益，更好保护生态环境。
所述窑头风煤比调整效果判定模块，用于判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善是否有效，并进行反馈。
具体地，所述窑头风煤比调整效果判定模块的具体分析过程包括：提取目标水泥回转窑监测异常时间点的煅烧状态评估系数DZ′。
获取监测异常时间点后一监测时间点各烟室气体样品修正后的CO、NOx、O2含量，同上述目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数分析方法一致，得到目标水泥回转窑监测异常时间点后一监测时间点的煅烧状态评估系数DZ″。
由公式得到目标水泥回转窑窑头风煤比调整成效率，若目标水泥回转窑窑头风煤比调整成效率大于或等于设定窑头风煤比调整成效率合理阈值，判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善有效，反之则判定无效。
需要说明的是，上述具体反馈过程为：若判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善有效，将该次窑头风煤比调整方向以及对应调整参数反馈至控制中心并进行记录，为目标水泥回转窑锻造初始窑头风煤比进行优化。
若判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善无效，向工作人员进行锻造异常状态反馈，提示工作人员分别对目标水泥回转窑的煤粉供应端、空气供应端、窑内温控端等进行运行故障排查。
本发明实施例通过判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善是否有效，并进行相关反馈工作，一方面帮助优化水泥回转窑初始窑头风煤比的设置，另一方面帮助工作人员实时了解煅烧过程中的问题和变化，以便迅速采取措施来解决或纠正任何不良情况，确保生产的平稳进行，为工业生产过程提供了更高的可控性和可持续性。
所述云数据库，用于存储烟室气体样品检测规定的合理温度值范围、允许粉尘颗粒物含量阈值，存储水泥回转窑规定烟室单位体积排放气体中CO、NOx、O2含量合理阈值，存储水泥回转窑窑头风煤比合理范围。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，其特征在于，该系统包括：
烟室气体样品采集模块，用于在目标水泥回转窑煅烧过程中各监测时间点通过烟室各方位布设的气体取样探头按照设定气体体积对烟室内气体进行取样，获取各监测时间点各烟室气体样品；
烟室气体样品处理模块，用于对各监测时间点各烟室气体样品进行处理，获取各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度；
烟室气体样品检测结果修正模块，用于检测处理完成后的各监测时间点各烟室气体样品的的含量，根据各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，对各监测时间点各烟室气体样品的的检测含量进行修正；
监测异常时间点获取模块，用于根据各监测时间点各烟室气体样品修正后的的检测含量，分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，进而获取监测异常时间点；
窑头风煤比调整模块，用于根据监测异常时间点各烟室气体样品修正后的的检测含量，对目标水泥回转窑窑头风煤比进行调整；
窑头风煤比调整效果判定模块，用于判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善是否有效，并进行反馈；
云数据库，用于存储烟室气体样品检测规定的合理温度值范围、允许粉尘颗粒物含量阈值，存储水泥回转窑规定烟室单位体积排放气体中含量合理阈值，存储水泥回转窑窑头风煤比合理范围；
所述烟室气体样品处理模块的具体分析过程包括：气体取样探头将采集的烟室气体样品通过取样管道输送至气体分析仪器内，通过取样管道铺设的水冷管及其尾部安装的除尘仪器分别对烟室气体样品进行控温处理和除尘处理，获取各监测时间点各烟室气体样品在取样管道各布设点的温度值及其除尘处理后的粉尘颗粒物含量，分别记为，其中表示各监测时间点的编号，，表示各烟室气体样品的编号，，表示取样管道各布设点的编号，；
提取云数据库中存储的烟室气体样品检测规定的合理温度值范围，获取烟室气体样品检测参照温度值，由公式得到各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度，其中为预设的烟室气体样品检测合理温度偏差阈值，为取样管道布设点总数；
提取云数据库中存储的烟室气体样品检测规定的允许粉尘颗粒物含量阈值，由公式得到各监测时间点各烟室气体样品的除尘合格度；
所述烟室气体样品检测结果修正模块的具体分析过程为：将处理完成后的各监测时间点各烟室气体样品的的检测含量分别记为，根据各监测时间点各烟室气体样品的温控合格度和除尘合格度，由含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的检测含量，其中为预设的烟室气体样品温控合格度合理阈值，为，为自然常数；
由含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的检测含量；
由含量修正模型得到各监测时间点各烟室气体样品修正后的检测含量，其中为预设的烟室气体样品除尘合格度合理阈值。
2.根据权利要求1所述的一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，其特征在于：所述监测异常时间点获取模块的具体分析过程包括：提取云数据库中存储的水泥回转窑规定烟室单位体积排放气体中含量合理阈值，获取烟室气体样品含量合理阈值，分别记为；
由公式得到目标水泥回转窑各监测时间点的气体排放达标系数，其中为烟室气体样品总数；
由公式得到目标水泥回转窑各监测时间点的氧气消耗合理评估系数；
分析目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数，其计算公式为：，其中分别为预设的气体排放达标系数、氧气消耗合理评估系数对应权重占比。
3.根据权利要求2所述的一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，其特征在于：所述监测异常时间点获取模块的具体分析过程还包括：将目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数与预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值进行比对，若某监测时间点的煅烧状态评估系数小于预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值，且该监测时间点前一监测时间点的煅烧状态评估系数大于或等于预设水泥回转窑煅烧状态评估系数合理阈值，将该监测时间点记为监测异常时间点。
4.根据权利要求3所述的一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，其特征在于：所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程包括：获取监测异常时间点各烟室气体样品修正后的检测含量与烟室气体样品含量合理阈值间的偏差值，进行单位去除处理和归一化处理，并将归一化处理结果分别记为，由调整方向判定模型得到监测异常时间点各烟室气体样品对应窑头风煤比调整方向，分别统计监测异常时间点对应窑头风煤比上调、下调的烟室气体样品数量，筛选其中最大值，将其对应的窑头风煤比调整方向作为目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向。
5.根据权利要求4所述的一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，其特征在于：所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程还包括：获取当前目标水泥回转窑窑头风煤比，并提取云数据库中存储的水泥回转窑窑头风煤比合理范围，获取其中的上限值与下限值，分别记为；
若目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向为上调，筛选出监测异常时间点对应窑头风煤比上调的各烟室气体样品，获取其对应归一化处理结果，记为，其中表示监测异常时间点对应窑头风煤比上调的各烟室气体样品的编号，，由公式得到目标水泥回转窑窑头目标上调风煤比,其中为监测异常时间点对应窑头风煤比上调的烟室气体样品总数，表示。
6.根据权利要求5所述的一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，其特征在于：所述窑头风煤比调整模块的具体分析过程还包括：若目标水泥回转窑窑头风煤比目标调整方向为下调，筛选出监测异常时间点对应窑头风煤比下调的各烟室气体样品，获取其对应归一化处理结果，记为，其中表示监测异常时间点对应窑头风煤比下调的各烟室气体样品的编号，，由公式得到目标水泥回转窑窑头目标下调风煤比,其中为监测异常时间点对应窑头风煤比下调的烟室气体样品总数，表示。
7.根据权利要求2所述的一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统，其特征在于：所述窑头风煤比调整效果判定模块的具体分析过程包括：提取目标水泥回转窑监测异常时间点的煅烧状态评估系数；
获取监测异常时间点后一监测时间点各烟室气体样品修正后的含量，同上述目标水泥回转窑各监测时间点的煅烧状态评估系数分析方法一致，得到目标水泥回转窑监测异常时间点后一监测时间点的煅烧状态评估系数；
由公式得到目标水泥回转窑窑头风煤比调整成效率，若目标水泥回转窑窑头风煤比调整成效率大于或等于设定窑头风煤比调整成效率合理阈值，判定窑头风煤比调整后对目标水泥回转窑煅烧状态改善有效，反之则判定无效。
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