摘    要：針對氧化鋁氣態懸浮焙燒過程工藝復雜，結構龐大，設備眾多，各設備之間聯鎖程度要求高，同時主爐溫度受眾多因素影響，難以用常規pid實現閉環控制。以中國鋁業河南分公司新建氧化鋁焙燒生產過程計算機控制系統工程項目為背莆，結合焙燒過程的特點和控制要求，提出了包括過程控制層與過程監控層的氧化鋁生產焙燒過程計算機控制系統結構，進行了系統的功能設計與硬件設計，開展了氧化鋁焙燒生產過程控制策略的研究以及控制系統的設計與開發，提出了將下料量作為前饋引入主爐溫度控制，并成功應用于現場，取得了顯著的應用效果。該系統的成功應用表明其具有廣闊的推廣應用的前景。

關鍵詞：氧化鋁；氣態懸浮焙燒爐；前饋控制；控制系統

中圖分類號：tp 273    文獻標識碼：a

  焙燒過程是氧化鋁生產的最后一道工序，該生產過程的主要任務是將帶有附著水和結晶水的氫氧化鋁物質在焙燒爐中高溫煅燒，脫除附著水和結晶水，從而生成物理化學性質符合電解要求的氧化鋁。焙燒生產過程是決定氧化鋁的產量、質量和能耗的重要環節，其能耗占氧化鋁生產能耗的百分之10左右．

  氫氧化鋁焙燒工藝經歷了傳統回轉窯工藝、改進回轉窯工藝和流態化焙燒工藝3個發展階段。目前所采用的工藝主要是后兩種，傳統回轉窯工藝已經淘汰。

    國外主要采用流態化焙燒工藝，而我國主要是回轉窯工藝，但流態化工藝在近二十年來逐漸被引進和改造。

    目前，國外在回轉窯工藝中，氧化鋁焙燒過程自動化已達到較高的水平，技術相當成熟，但在流態化工藝中，****控制算法運用較少，主要還是采用pid控制。國內氧化鋁廠焙燒過程的技術裝備水平較低，生產設備條件和生產邊界條件的波動較大，其控制研究在流態化工藝中還屬于初探階段，自動化程度不高。

  氣體愚浮焙燒爐系統主要包括氫氧化鋁喂料、文丘里閃速干燥器、多級旋風預熱系統、氣體懸浮焙燒爐、多級旋風冷卻器、二次流化床冷卻器、除塵和返灰等部分。

    工藝流程圖，如圖1所示。

   

    具體工藝過程及設備如下：

    1)氫氧化鋁喂料(主體設備：螺旋a01、皮帶foi過濾機出來的氫氧化鋁，通過皮帶運送到倉l01，再經過皮帶秤秤量后由皮帶(f01)送到螺旋( a01)，螺旋再把物料送人文丘里閃速干燥器( a02)。

    2)干燥（主體設備：文丘里閃速干燥器a02）

  通過螺旋a01的物料約含百分之8～l2的附著水，溫度為50℃，進入文丘里閃速干燥器后與大約300~ 400℃的煙氣相混合，物料在此被加熱，附著水蒸發，物料被送入p01。

    為了在氫氧化鋁附著水含量波動的情況下保證達到預期的干燥效果，閃速干燥器的底部安裝一個燃燒器tll，以使a02出日溫度在130℃以上，燃燒器tll燃料為煤氣，流量o～2 240 m3/h。

  3)預熱（主體設備：旋風預熱器p01，p02）從閃速干燥器出來的物料和氣體在旋風預熱器p01中分離，氣體去電收塵，固體物料落人旋風預熱器底部。從旋風預熱器p01出來的物料與熱分離器旋風筒p03的熱氣流相遇并被帶人旋風預熱器p02中，熱氣流溫度在1100℃~1 100℃左右，物料從130℃左右被加熱到320~ 360℃，這時氫氧化鋁被脫去部分結晶水。物料和氣流在p02中分離，氣流去文丘里閃速干燥器a02，物料進入焙燒爐p04中．

   焙燒及分離（主體設備：焙燒爐p04、熱分離旋風筒p03）  氣體懸浮焙燒爐和熱分離旋風筒構成了“反應一分離”系統。燃燒空氣在冷卻系統已被加熱到600~ 800℃，它從焙燒爐底部的中心管進入焙燒爐。從旋風筒p02出來的氫氧化鋁沿著錐底的切線方向進入反應器，以便使物料、燃料與燃燒空氣充分混合。

    焙燒爐底部有2個燃燒器v08，v19，其中，v08起點火作用，v19有l2個燒嘴，它是主要熱源。v08以煤氣作為燃料，流量為0~2 240m