智能控制與陶瓷窯爐節能研究

范文婷

（中國輕工業陶瓷研究所，景德鎮 333000）

1 陶瓷工業生產中的智能控制技術

在陶瓷工業的生產過程中，智能控制是一項不可或缺的關鍵技術。目前，比較常用的智能控制方式有以下幾種：

1.1 模糊控制

模式控制是以模糊數學的思想和理論為依托的先進控制方法，適用于變量較多的復雜系統。對于專家系統而言，其本身具備大量的知識和豐富的經驗，故此，可以按照模糊控制的方法，對相關指標進行優化調整，依據產品的實際情況，對控制參數進行優化，從而實現智能控制的目標，該控制方式在陶瓷窯爐中的應用較為廣泛。可將陶瓷窯爐視作為復雜的系統，通過模糊控制可以使系統的性能得到逐步完善，由此可以確保窯爐的穩定運行。

1.2 自適應控制

自適應控制可以按照具體的控制需要，對自身的特性進行不斷修正，從而滿足控制對象動態特性變化的要求。在自適應控制器當中，加入神經網絡工具，可以使控制器的魯棒性獲得大幅度改善和提升，從而使其能夠更好地適應非線性系統的控制。神經網絡的融入，使控制器具有了較強的計算能力，可實現對過程的優化控制。在陶瓷窯爐的控制中，只要算法選擇的合理，便可達到預期的控制效果。

1.3 預測控制

預測控制是利用相關模型對具體的控制效果進行預報，按照目標偏差，以模糊決策的方法，通過在線的方式對控制策略進行修正，以此來實現優化控制的目標。預測控制系統在陶瓷窯爐的工況監測預報中應用較為廣泛，其能夠對窯爐的運行參數進行優化調整，從而使窯爐的運行過程更加穩定、可靠，有助于生產效率的提升和能耗的降低。

2 陶瓷窯爐的節能途徑

在陶瓷生產中，窯爐是能耗較高的設備，為降低窯爐的能耗，可以采取如下節能方法：

2.1 計算機模擬控制

陶瓷窯爐傳統的模型模擬控制存在一定的缺陷和不足，通過計算機模擬技術的運用，可對窯爐內的流體換熱過程、噴嘴角度等影響窯內流暢的因素進行模擬，由此可對窯爐內陶瓷的燒制過程進行優化調整，從而增強控制精度，使整個過程的控制更加有效。實踐表明，計算機模擬控制的應用，能夠大幅度提升窯爐的生產效率，而且還可以使能源的耗費顯著減少，在實現節能目標的同時，有害氣體的排放量也隨之降低，達到了節能減排的目的。因此，可在陶瓷窯爐中，對計算機模擬控制進行合理運用。

2.2 優選燃燒設備

陶瓷在窯爐內進行燒制的過程中，燃燒設備是保證燒制正常進行的關鍵之所在，經過調查發現，窯爐燃燒設備的能耗占比較大，具有一定的節能空間。在燃燒設備中，燒嘴是較為重要的組成部分，窯內橫斷面的溫度是否能夠保持均勻，主要與燒嘴有關，如果燒嘴的結構存在缺陷，則可能導致產品質量出現問題，如色差等等。而結構合理的燒嘴，不但可以在助燃空氣較低的條件下，保證充分燃燒，而且還能使窯內的火焰保持穩定，由此可達到節能的效果。

2.3 富氧燃燒技術

在陶瓷窯爐的燒制過程中，助燃空氣是不可或缺的重要因素之一，當助燃空氣中的O2超過21%時，便可將之稱為富氧燃燒。相關研究結果表明，在富氧的狀態下，燃料燃燒時，燃點溫度可以顯著降低，并且可以加快燃燒速度，同時燃料的燃燒比較充分和完全，在此前提下，火焰的強度大幅度提升，長度縮短，上部溫度降低，由此可以使蓄熱室的熱負荷隨之減輕，在延長窯爐使用壽命的同時，減少了廢氣的排放，由廢氣帶走的余熱也有所減少，這樣一來，熱效率提高，能耗降低，可達到節能減排的效果。除此之外，在富氧燃燒的條件下，對二次風的需求量也會相應減少，火焰溫度增加，燃燒效率提高。

2.4 改進窯爐結構

陶瓷窯爐的結構是否合理，直接關系到運行能耗，為了達到節能降耗的目的，可對窯爐結構進行優化改進。從節能的角度上將，窯爐內部的高度應當越低越好，寬度則應越寬越好，越寬的窯爐節能率越高，但過寬的窯爐需要對斷面的溫差問題進行有效解決，防止溫度不均勻影響陶瓷的燒制質量。當窯爐的高度和寬度一定時，窯爐長度的增加，可以減少單位制品的熱損耗，并且還能降低煙氣帶走的熱量，實踐表明，窯爐的長度從50m增至100m后，熱損耗大約能降低1%左右。

3 結束語

綜上所述，在陶瓷工業生產的過程中，為提高窯爐的運行穩定性和可靠性，應當結合生產工藝，對智能控制方式進行合理選擇。同時，為進一步降低窯爐的能耗應對相關的節能措施進行運用。未來一段時期，應加大對陶瓷窯爐節能技術方面的研究力度，除對現有的技術進行改進和完善之外，還應開發一些新的技術，從而使其更好地為陶瓷窯爐節能服務。