氧化铝气态悬浮焙烧过程控制系统

２０ｌ０年７月第１７卷第４期

控制工程

ＣｏｎｔｍｌＥｎ舀ｎｅｅ＾ｎｇｏｆＣｈｉｎａ

Ｊｕｌ．２０ｌ０

Ｖ０１．１７．Ｎｏ．４

文章编号：１６７１．７８４８（加ｌＯ）０４０Ⅲ讲

氧化铝气态悬浮焙烧过程控制系统

李健，迟瑛

（东北大学流程工业综合自动化重点实验室，辽宁沈阳１１０００４）

摘要：针对氧化铝气态悬浮焙烧过程工艺复杂，结构庞大，设备众多，各设备之间联锁

程度要求高，同时主炉温度受众多因素影响，难以用常规ＰＩＤ实现闭环控制。以中国铝业河南

分公司新建氧化铝焙烧生产过程计算机控制系统工程项目为背景，结合焙烧过程的特点和控

制要求，提出了包括过程控制层与过程监控层的氧化铝生产焙烧过程计算机控制系统结构，

进行了系统的功能设计与硬件设计，开展了氧化铝焙烧生产过程控制策略的研究以及控制系

统的设计与开发，提出了将下料量作为前馈引入主炉温度控制，并成功应用于现场，取得了显

著的应用效果。该系统的成功应用表明其具有广阔的推广应用的前景。

关键词：氧化铝；气态悬浮焙烧炉；前馈控制；控制系统

中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ

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１引言

焙烧过程是氧化铝生产的最后一道工序，该生产过程的主要任务是将带有附着水和结晶水的氢氧化铝物质在焙烧炉中高温煅烧，脱除附着水和结晶水，从而生成物理化学性质符合电解要求的氧化铝。焙烧生产过程是决定氧化铝的产量、质量和能耗的重要环节，其能耗占氧化铝生产能耗的１０％左右‘１｜。

氢氧化铝焙烧工艺经历了传统回转窑工艺、改进回转窑工艺和流态化焙烧工艺３个发展阶段。目前所采用的工艺主要是后两种，传统回转窑工艺已经淘汰‘２｜。

国外主要采用流态化焙烧工艺，而我国主要是回转窑工艺，但流态化工艺在近二十年来逐渐被引进和改造。

目前，国外在回转窑工艺中，氧化铝焙烧过程自动化已达到较高的水平，技术相当成熟，但在流态化工艺中，高级控制算法运用较少，主要还是采用ＰＩＤ控制‘３引。国内氧化铝厂焙烧过程的技术装备水平较低，生产设备条件和生产边界条件的波动较大，其控制研究在流态化工艺中还属于初探阶段，自动化程度不高。

２氧化铝焙烧过程简介

气体悬浮焙烧炉系统主要包括氢氧化铝喂料、文丘里闪速干燥器、多级旋风预热系统、气体悬浮焙烧炉、多级旋风冷却器、二次流化床冷却器、除尘和返灰等部分。

工艺流程图，如图ｌ所示。

收稿日期：２００９明ＪＤ９；收修定稿日期：２０ｌＯ埘旬８

基金项目：国家８６３高技术发展计划资助项目（２００７ＡＡ０４１４０４）；高等学校引智计划资助项目（Ｂ０８０１５）

作者简介：李健（１９７０一），男，山西汾阳人，助理研究员，博士，主要从事流程工业综合自动化系统设计与集成技术等方面的教学与

科研工作。

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