在水泥生产过程中,分解炉是水泥生料分解的主要场所,肩负着使水泥生料在进入回转窑之前达到工艺所要求的分解率的使命,同时分解炉所需煤耗约占总体煤耗的60%,所产生的NOx约占总体NOx的60%。为了降低NOx排放浓度,紧跟国家越来越严格的环保标准,整个水泥生产行业都面临着减排的压力。如果只通过脱硝环节降低NOx浓度不仅会造成企业能耗成本的增加,而且较大量的氨水喷入分解炉内也会一定程度的降低分解炉的温度,同时影响分解炉温度的稳定控制,所以为了使水泥生产过程中NOx浓度达到环保要求同时氨水使用量较少,便需要从NOx生成源头入手,即通过降低分解炉温度来减少燃料型NOx的生成,但是一味的降低分解炉温度又会造成生料入窑分解率达不到工艺要求。因此需要通过协调控制的思想对两个环节进行协调优化控制。本课题通过对水泥生产过程中生料分解与脱硝过程进行协调控制,有利于使分解炉处于优化控制的状态,这样不仅可以在源头上一定程度的减少NO_X的生成,也可以使分解炉出口温度较为稳定,同时减少煤耗;然后综合分解炉实时工况的变化使脱硝过程也运行在优化控制的状态,最终使两个环节均达到最优的状态,推动企业节能降耗目标的实现。主要研究成果如下:(1)对水泥生料分解与脱硝过程的工艺进行了深入的分析,以此为基础进一步分析了二者之间进行协调控制的必要性,以及协调控制中的控制难点。基于协调控制的思想对于生料分解的优化控制首先选择生料细度,三率值相同,分解率较高时对应的较低分解炉温度作为分解炉温度预设定模型建模所用数据,通过广义回归神经网络(GRNN)建立了分解炉温度预设定模型,然后根据现场实际情况,结合优秀操作员的时操经验选取了脱硝过程的氨水流量反馈、F-CaO、分解炉出口温度反馈、二次风温和窑电流等变量通过专家规则给出分解炉温度设定补偿值,与GRNN神经网络计算输出的温度预设定值相加得到分解炉温度优化设定值,即在保证生料分解率合格的前提下所生成NO_X较少的分解炉温度优化设定值,同时此设定值作为分解炉温度自动控制系统的目标值,然后详细介绍了模糊PID控制器,生料前馈控制器所组成的分解炉温度自动控制系统,并且通过从现场采集的数据建立了分解炉喷煤与分解炉出口温度的模型,进而对模糊PID控制器进行了仿真验证确定了控制参数。(2)对于脱硝过程优化控制首先根据现场实际情况,结合优秀操作员的时操经验,选取了分解炉出口温度反馈、分解炉喷煤量、CO含量和NO_X浓度反馈等变量通过专家规则给出了NO_X浓度优化设定值,作为脱硝过程自动控制的目标值,然后选取了脱硝过程中的典型工况进行模型辨识,得到了脱硝过程氨水流量和NO_X浓度的关系模型,最后通过确定脱硝预测控制器的各项参数进行了脱硝预测控制器的设计,并且利用MATLAB完成了对控制器的仿真验证。(3)基于.Net开发平台,采用C#编程语言完成了协调控制系统的开发,并在水泥厂完成了软件的调试且进行了实际应用,经过连续一周的软件运行发现通过采用协调控制的研究方案,在水泥入窑分解率合格且环保达标的前提下每天可以为企业节省大约1.3吨的氨水,降低了企业在环保上的资金投入,推动企业向节能降耗的目标更加迈进了一步。