沥青搅拌站烘干滚筒的负压智能控制技术

吴炫辰 杨振华 任水祥

（三一汽车制造有限公司，湖南长沙 410100）

0.引言

烘干滚筒是沥青搅拌站的重要组成部分，属于烘干系统的主要部件。烘干系统是用于加热与烘干骨料，并将它们加热到能够获得高质量沥青混合料所需要的温度。为了排除骨料中的水份，烘干系统必须要提供一定量的热量，以便将骨料中水份烘干转化为水蒸气，同时将骨料加热到需要的温度，如图1所示。

烘干滚筒为旋转的、长圆柱型的筒体结构。冷料仓单元的上料皮带出来的骨料从进料箱进入滚筒，与燃烧器产生的热气直接接触而被干燥，同时升温至设定的温度，从骨料出口斜槽流出进入热骨料提升机，如图2所示。

烘干滚筒内部负压是其重要技术参数，若烘干滚筒内部负压偏低，会引起冒灰、回火现象，造成环境污染和设备损坏；若烘干滚筒内部负压偏高，又会导致将细极料吸走，造成生产过程原材料的浪费和能耗损失。所以烘干滚筒负压控制的好坏直接影响生产，同时也对设备的使用寿命造成了影响。

1.传统方式

传统的沥青搅拌站烘干滚筒负压控制方式为：根据负压值的大小，由操作人员人工调整引风机的频率，从而达到调节烘干滚筒内部负压的目的。

该方式存在以下弊端：当由于燃烧器火焰开度或冷骨料输送量的变化导致滚筒负压突然变小时，需要手动调大引风机输出频率，如果调整的不合适，则需要二次调整；如果滚筒负压突然变大时，需要手动调小引风机输出频率，如果调整的不合适，则需要二次调整，因此，对操作人员的操作经验有比较高的要求，同时负压调节的效率较低。

由于沥青站是连续生产模式，如果烘干滚筒负压得不到及时的调节，则会造成批量的生产质量问题，所以通常会单独配备一个操作人员控制烘干滚筒负压。故传统方式既不能及时高效地调节烘干滚筒负压，又增加了人力成本。

2.负压智能控制技术

2.1 总体方案设计

负压智能控制技术，采集滚筒负压值、引风机输出频率，经CAN总线传输到控制器中，通过智能控制算法自动控制引风机输出频率，实现滚筒负压智能控制。

负压控制算法能实现滚筒负压智能控制，新增负压目标值参数、调整时间参数，以及自调整引风机输出频率算法。同时，上位机规划负压自控人机界面及相关操作。显示如图3所示。

根据滚筒负压实时反馈值、引风机输出频率等重要参数，实现启动生产以后滚筒负压能智能稳定在目标范围的目的，同时可以实现引风量和燃烧器当前工况实时匹配，达到联动控制的效果。

负压智能控制算法：引风机目标输出频率=引风机实际输出频率+调整系数＊（负压目标值-负压实际值）。

负压智能闭环控制算法流程图如图4所示。

2.2 方案实施

根据以上流程图，在实施过程中配置上位机程序，增加负压智能控制设置按钮，同时保留手动操作按钮，具体参数设置如图5所示。

在这个参数设置界面中，可以看到负压自控所需的所有参数。

（1）负压设定值：设定期望的负压值。

（2）负压死区值：设定的负压波动范围，允许负压值在负压设定值的正负值范围内波动。

（3）报警上限：负压报警高限位，负压值大于设定值，则主界面出现负压高报警提示。

（4）报警下限：负压报警低限位，负压值小于设定值，则主界面出现负压低报警提示。

（5）延时时间：进行完一次调整之后等待反馈的时间。

（6）取样次数：设定求平均值的总次数。

（7）取样时间：两次取样之间的间隔时间。

（8）S1、T1：实际负压与设定负压，误差范围在S1与S2之间时，每次调整T1时间的风机频率。

（9）S2、T2：实际负压与设定负压，误差范围在S2与S3之间时，每次调整T2时间的风机频率。

（10）S3、T3：实际负压与设定负压，误差范围在S3与S4之间时，每次调整T3时间的风机频率。

（11）S4、T4：实际负压与设定负压，误差范围在S4与S5之间时，每次调整T4时间的风机频率。

（12）S5、T5：实际负压与设定负压，误差范围大于S5时，每次调整T5时间的风机频率。

2.3 小结

综上所述，负压智能控制的技术路线包括以下3点：引风机启动和转速调节采用变频器控制，实现无极调速；烘干滚筒端负压实时检测，滚动滤波算法采集数据；引风机当前转速和燃烧器工况数据进行数字通讯，联动控制，如图6所示。

3.结论

目前，沥青站仍对操作人员技能要求较高，基本上还是靠操作人员手动控制整个生产过程，操作人员劳动强度大、设备维护清理的成本高。本文探讨了一种烘干滚筒自动调节滚筒内部负压的负压智能控制技术，有效解决了“冒灰、回火、环境污染、劳动强度大”等痛点，减少了人工干预，提高了工作效率，解决了沥青站环境污染问题，同时向智能化、无人化的主流发展方向迈进了一步，具有重大的推广意义。