دانلود متن کامل پایان نامه : برق

مدلسازي خطي و غيرخطي سيستمهاي خنک کننده مشبک به منظور حفاظت در

شرايط بحراني حرارتي

دانشگاه آزاد اسلامي

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصيلات تکميلي

 

پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشدMSc“

 مهندسي برق کنترل

 

عنوان :

مدلسازي خطي و غيرخطي سيستمهاي خنک کننده مشبک به منظور حفاظت در

شرايط بحراني حرارتي

 

استاد راهنما :

 دکتر عليرضا فاتحي

 

شهريور ١٣٨٥

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

 

چعکنيوداه ن                                                                                                صفحه    1

فمقصدل ه اول ـ سيمان و فرآيند توليد آن                                                   4

–  سيمان و فرآيند توليد آن                        5

روشهاي توليد سيمان                            5

١.١.١فرآيند تر                             5

١.١.٢ فرآيند خشک                          6

١.١.١٣ فرآيند نيمه خشک (نيمه مرطوب )                6

مراحل توليد سيمان در کارخانه                      6

طرحي از يک کارخانه سيمان                     7

١.٢.١  استخراج مواد اوليه و سنگ شکن                 8

 ١.٢.٢   سالن مواد                        8

١.٢.٣    سياب مواد                        8

١.٢.٤   غبارگير                         8

 ١.٢.٥   سيلوي ذخيره مواد خام                     8

 ١.٢.٦   پيش گرم کن                        9

١.٢.٧   کوره دوار                       10

١.٢.٨   خنک کن کلينکر               11

١.٢.٨.١      خنک کن دوار                11

 ١.٢.٨.٢   خنک کن گوشوارهاي             11

 ١.٢.٨.٣    خنک کن مشبک                 11

 ١.٢.٨.٤    خنک کن عمودي                 12

 ١.٢.٩           آسياب گچ و سيلوي آن           12

 ١.٢.١٠     آسياب سيمان               13

 ١.٢.١١          سيلوهاي سيمان و بارگيرخانه         13

فصل دوم ـ فرآيند پخت و سرد کردن            14

مقدمه                       15

‌و

 

 

 

 ٢.١کولر کلينکر                     15

 ٢.١.١     استوانه خنک کن                   17

 ٢.١.٢   کولر گوشواره اي                  18

 ٢.١.٣   کولر مشبک                    20

فصل سوم ـ ساختمان خنک کن شبکه اي                                                                ٢١

٣.١ خنک کن شبکه اي                  22

 ٣.١.١ خنک کن شبکه اي متحرک                  22

 ٣.١.٢ خنک کن شبکه اي رفت و برگشتي               25

٣.٢ طراحي خنک کن شبکه اي               25

٣.٣ساختمان داخلي خنک کن شبکه اي رفت و برگشتي        26

 ٣.٣.١ خنک کن يک شبکه اي                   29

 ٣.٣.٢ خنک کنهاي ترکيبي                     29

 ٣.٣.٣ خنک کن چند مرحله اي با خردکن                30

٣.٤سيستم گردش هواي (دئوترم )              30

٣.٥نقطه ريزش و نقش آن در خنک کن شبکه اي        31

٣.٦ نمونه اي براي يک خنک کن واقعي           32

 ٣.٦.١  ناحيه بازيابي                    36

 ٣.٦.٢  منطقه خنک شدن نهايي                  39

فصل چهارم ـ کنترل متغيرهاي خنک کن شبکه اي      40

٤.١   متغيرهاي بحراني در خنک کن کلينکر         41

 ٤.٢  کنترل مکش انتهاي خروجي کوره            42

٤.٣    فشار زير صفحات خنک کن            42

٤.٤ کنترل درجه حرارت هواي ثانويه             43

٤.٥ پيشرفتهايي در خنک کن شبکهاي رفت و برگشتي          45

 ٤.٥.١  سيستم کنترل جريان صفحات شبکه اي               45

 ٤.٥.١.١  مزايا                           46

 ٤.٥.١.٢  طراحي سيستم CFG                      46

 ٤.٥.٢  بازسازي تجهيزات موجود در خنک کن هاي قد يمي         48

 ٤.٥.٣ صفحاتي با کمترين ريزش ذرات               49

 ٤.٥.٤ صفحات شبکه اي مرده با لبه هاي قابل تعويض           49

‌ز

 

 

 

فصل پنجم _  برخورد اوليه با داده ها          51

مقدمه                               52

٥.١   تعيين وروديها و خروجيها               53

٥.٢   فرکانس نمونه برداري                55

٥.٣  برخورد اوليه با داده                  55

٥.٤  روش تحليل همبستگي داده ها                61

فصل ششم ـ شناسايي خطي کولر شبکه اي           70

مقدمه                                71

٦.١   شناسايي از روش حداقل مربعات            71

٦.٢   مدل پاسخ محدود ضربه                 73

 ٦.٣   مدل تابع تبديل کسري يا ARX              76

٦.٤   روش متغيرهاي ابزاري               79

٦.٥ روش خطاي خروجي                   82

٦.٦ مدلسازي خطي با ساختارARMAX              84

٦.٧ مدلسازي خطي با ساختارBox-Jenkines            87

٦.٨ اعتبار سنجي به روش تحليل مانده ها              89

فصل هفتم ـ شناسايي غيرخطي کولر شبکه اي         95

مقدمه                                96

 ٧.١ نگاهي به روند شناسايي غيرخطي در مدلسازي کولر شبکه اي  96

 ٧.١.١  شبکه هاي پرسپترون چند لايه                   96

 ٧.١.٢  آموزش شبکه                       97

 ٧.١.٣  شناسايي سيستم                       101

 ٧.١.٤   انتخاب ساختار مدل                                                         102

 ٧.١.٥  اعتبارسنجي مدل                     103

 ٧.٢  نتايج شبيه سازي                  104

 ٧.٢.١   اثر افزايش تعداد مرحله ها               104

 ٧.٢.٢   اثر افزايش تعداد نرونها                106

نتيجه گيري و پيشنهادات                           108

مراجع                                 110

 

 

 فهرست جدول ها

 

عنوان                                                                                                صفحه

جدول (١)  جنس مواد تشکيل دهندة قطعات خنک کن                                  17

 

جدول (٢)   شاخصهاي ساختمان داخلي خنک کن                                       33

 

جدول (٣)   مشخصات خنک کن شبکه اي سه مرحله اي  35

 

 فهرست شکل ها

ششعککنل ول ا ١ن ٦ —١         ن ملوشخا موکونيدک يي يل ن ازجورم کرک ل کTتفFکب ه ه اي شايشب سه اريرحه کي اي         صفحه                                                                  2132451696

شکل ٣٢٥٤٧٢٤١٩٦١٩٦٨٠٧ -١-٥٥١       2ندبمدمدمطو1ل34امزuويبموايuاuيuداتاونيليوادابکرترره ندوقشيگا سه من ردشفهرم دتپله ش٢ردو٢ل داuري2وفايک1رر(ب د(ه ١دبه م يوsبم بل)يشنوهاظاصيوجيوابل اهرح ل (خدد1اريدu)جهياخردووجم ي                                                   43254980869171

‌ي

ش کل ٢٨٠١–٥٧       هعممبلکسترگد يشببکين ه بوه ر وودرويد ايل وهم وودوتسهابام رباجيورسجووجيساووم ل با ١٤ نرون                                                                                      59218

شکل  ٢٣٢-٥     ههممببسستتگگييب بيين ن وورروودديچاهوال م و بادوخم رووجسيوم جهباارخم روجي چهارم                                                                                                  534

شکل ١-٦        مدل بدست آمده براي MISO1 (Y1 خروجي دماي گاز  ورودي به فيلتر  )    ٥٥

شکل ٢-٦        مدل بدست آمده براي MISO2 (Y2خروجي دماي ورودي  id  فن  )         56

شکل ٣-٦        مدل بدست آمده براي MISO3 (خروجي مکش هواي ثا لثيه )  57

شکل ٤-٦        مدل بدست آمده براي MISO4 (خروجي مکش هود کوره )     58

شکل ٥-٦        مدل بدست آمده براي MISO1 (خروجي دماي گاز  ورودي به فيلتر  )        59

شکل ٦-٦        مدل بدست آمده براي MISO2 (خروجي دماي ورودي  id  فن  )    60

شکل ٧-٦        مدل بدست آمده براي MISO3 (خروجي مکش هواي ثا لثيه )  61

شکل ٨-٦        مدل بدست آمده براي MISO4 (خروجي مکش هود کوره )     62

شکل ٩-٦        مدل بدست آمده براي MISO3 (خروجي مکش هواي ثا لثيه )  63

شکل ١٠-٦      مدل بدست آمده براي MISO1 (خروجي دماي گاز  ورودي به فيلتر  )        64

شکل ١١-٦      مدل بدست آمده براي MISO2 (خروجي دماي ورودي  id  فن  )    65

شکل ١٢-٦      مدل بدست آمده براي MISO3 (خروجي مکش هواي ثا لثيه )  65

شکل ١٣-٦      مدل بدست آمده براي MISO4 (خروجي مکش هود کوره )     65

شکل ١٤-٦      مدل بدست آمده براي MISO1 (خروجي دماي گاز  ورودي به فيلتر  )        66

شکل ١٥-٦      مدل بدست آمده براي MISO2 (خروجي دماي ورودي  id  فن  )    66

شکل ١٦-٦      مدل بدست آمده براي MISO3 (خروجي مکش هواي ثا لثيه )  66

شکل ١٧-٦      مدل بدست آمده براي MISO4 (خروجي مکش هود کوره )     67

شکل ١٨-٦       مدل بدست آمده براي MISO1 (خروجي دماي گاز  ورودي به فيلتر  )       67

شکل ١٩-٦       مدل بدست آمده براي MISO2 (خروجي دماي ورودي  id  فن  )  68

شکل ٢٠-٦       مدل بدست آمده براي MISO3 (خروجي مکش هواي ثا لثيه )       68

شکل ٢١-٦       مدل بدست آمده براي MISO4 (خروجي مکش هود کوره )    69

شکل ٣٢١-٧         بعشلموبلکککه ردياصشگببراکيم Pپبه رLوسMره ودباين٣هساوارييويتييت وس١رم الاييه خمرخوفجيي او٢ل خروجي                                                                7310

شکل ٤-٧         عملکرد شبکه به ورودي هاي تست براي خروجي دوم (دماي ورودي id فن )     ٧٨ شکل ٥-٧         عملکرد شبکه به ورودي هاي تست براي خروجي سوم (مکش هواي ثالثيه )       ٧٩

شکل ٦-٧         عملکرد شبکه به ورودي هاي تست براي خروجي چهارم (مکش هودکوره )           80

شکل ٧-٧         عملکرد شبکه به ورودي هاي تست براي خروجي سوم در٢٠٠ مرحله        90

‌ک

 

 

چکيده :

اهميت کارکرد سيستمهاي خنک کننده      ١به منظور دستيابي به استانداردهاي بالاي کيفي در محصول توليدي و سيستمهاي غبارزداي مربوطه به منظور رعايت استانداردهاي آلايندگي ٢ در صنعت سيمان باعث پويايي فنآوري توليد اين سيستمها و به موازات آن افزايش هزينه هاي توليدي آنها شده است . اين مسئله ايجاب ميکند که شرايط بحراني احتمالي با منشاء هواي داغ که باعث صدمه زدن به کارکرد اين سيستمها خواهد شد شناسايي شده و اقدامات حفاظتي در مقابل آن صورت گيرد. شناسايي چنين شرايطي مستلزم شناسايي و مدلسازي رفتاري اين سيستم ميباشد که با توجه به رفتار فوق العاده غيرخطي آن نياز به گرايش به سمت شيوه هاي مدلسازي هوشمند نظير شبکه هاي عصبي ميباشد.

در اين پروژه هدف بررسي رفتار غيرخطي سيستم خنک کننده مشبک بمنظور شناسايي و مدلسازي آن در هنگام بروز تغييرات ناگهاني درجه حرارت يا فشار هواي ورودي به سيستم و حفاظت و کنترل سيستم در قبال اين شرايط بحراني گامهاي بعدي آن ميباشد.

کولرهاي مشبک با غبارزدايي فيبري استفاده وسيعي در صنعت سيمان داشته و بدليل اهميت کاربردي و همچنين هزينه بالاي اقتصادي همواره مورد توجه ويژه موسسات مطالعاتي معتبر و کارخانجات توليدي جهت حفاظت از آنها بودهاند.

اين تحقيق منطبق بر نياز فزاينده صنايع داخلي توليد سيمان براي دستيابي به شيوه هاي مطمئن در پيشبيني شرايط بحراني محتمل براي کولرها و غبارگيرها و جلوگيري از آسيب ديدن آنها و نهايتاًً زيانهاي اقتصادي منتجه تعريف و اجرا گرديد.

در اين پروژه با بررسي رفتار فيزيکي کولر مشبک ٣ و تعيين وروديها و خروجيهايي که بتواند تا اندازه زياد رفتار سيستم را بازتاب نمايند، و همچنين دريافت اطلاعات واقعي از کارخانه سيمان بجنورد روي مدلهاي خطي با بهره گرفتن از روشهاي شناسايي کار شد و در آخر مدل غيرخطي با بهره گرفتن از شبکه عصبي MLP ارائه گرديد.

 

 کلمات کليدي :

خنک کننده مشبک ـ مدلسازي و شناسايي سيستم ـ شناسايي خطي و غيرخطي ـ شبکه هاي عصبي

 MLP

 

 

1-Cooler

2– Dedusting System

3– Grate Cooler

1

 

 

 

  • مقدمه :

يکي از مهمترين کاربرد سيستمهاي خنک کننده در صنعت سيمان است . خنک کننده هاي شبکه اي در صنعت سيمان براي خنک کردن ذرات داغ کلينکر مورد استفاده قرار ميگيرد.

کلمه سيمان به هر نوع ماده چسبندهاي اطلاق ميشود که قابليت به هم چسباندن و يکپارچه کردن قطعات معدني را دارا باشد. در شاخه مهندسي عمران سيمان گردي است نرم ، جاذب آب ، چسباننده سنگريزه که اساساًً مرکب از ترکيبات پخته شده و گداخته شده اکسيد کلسيم ، اکسيد سيلسيم ، اکسيد آلومينيم و اکسيد آهن ميباشد. ملات اين گرد قادر است به مرور در مجاورت هوا يا در زير آب سخت شود و در زير آب ، در ضمن داشتن ثبات حجم ، مقاومت خود را حفظ نموده و در فاصله ٢٨ روز زير آب ماندن داراي حداقل مقاومت ٢٥٠ کيلوگرم بر سانتيمترمربع گردد.

چگونگي خنک کردن کلينکر روي ساختمان بلوري کانيها، قابليت خرد شدن و نهايتاًً کيفيت سيمان تأثير دارد و اصولاًً به همين دلايل است که توجه به خنک کننده ها بسيار ضروري است . از طرفي بدليل رفتارهاي غيرخطي در مراحل پخت سيمان برخي پيشبينيها قبل از وقوع حوادث از ضررهاي هنگفتي جلوگيري ميکند.

متأسفانه کارهاي تحقيقاتي در جهت شناسايي و مدلسازي بخصوص در زمينه موضوع اين پروژه بسيار کم انجام شده است .شايد يکي از دلايل آن ارتباط بيش از حد بين قسمتهاي مختلف پروسه و اثرگذاري آنها بر يکديگر باشد.بيشتر مراجع موجود اطلاعات تجاري در زمينه کولرهاي شبکه اي بود و بسنده کردن به چند مرجع محدود بسيار، پيشرفت کار را کند ميکرد.

گام بعدي جمعآوري داده از سيستم واقعي بود. بدليل بعد مسافت و مشکلات اداري گرفتن داده از طريق مکاتبه امکانپذير نبود. کارخانه سيمان بجنورد يکي از کارخانه هاي سيمان بود که سيستم خنک کننده مشبک در آن موجود بود. با  همکاري مديريت و مسئولان اين کارخانه داده ها جمع آوري شد(داده هاي مربوط به دو ماه کاري کارخانه در اختيار گذاشته شد) ولي با توجه به اشکالاتي که در قسمت ثبت داده به صورت اتوماتيک داشتند داده ها دستي توسط اپراتور و مجموعاًً ٢٤ داده براي هر پارامتر در هر روزموجود بود و اين نگراني وجود داشت که به خاطر فرکانس پايين جمعآوري داده بعضي اطلاعات مفيد را از دست داده باشيم . ولي پس از بررسي معلوم شد که جز در حالات غيرعادي کار  داده ها از رنج تقريباًً ثابتي برخوردار بودند. مرحله بعد بررسي کلي داده ها بود و سپس وارد تست روشهاي شناسايي خطي شديم . با توجه به پيشبيني که از قبل هم ميکرديم تستهاي شناسايي خطي جوابهاي قانع کننده اي نداشتند. که اين اظهارنظر با توجه به بررسي خروجي، شاخص Fitness وتستهاي ديکر

2

 

 

 

انجام گرفته است . مدلسازي غيرخطي را با توجه به داشتن تجربه قبلي از مدلسازيهاي خطي و همچنين مراجع موجود که دربارة مدلسازي رياضي سيستم کار کرده بودند با روش شبکه عصبي MLP و آموزش مارکوات رونبرگ انجام داديم . پاسخهاي گرفته شده موفقيت مدلسازي را تاييد مي کردند.

به هر حال اميدوارم  اين پروژه در عمل بتواند گامي هر چند کوچک در رفع مشکلات موجود در صنعت سيمان بردارد.

 

 

فصل اول

 

سيمان و فرآيند توليد آن

 

  • فصل اول : سيمان و فرايند توليد آن

١.١. روشهاي توليد سيمان

پيشرفت صنايع سيمان موجب پديد آمدن روشها و تکنولوژيهاي جديد سيمان گرديده است . هدف کلي در اين روشها رسيدن به حداکثر توليد و محصول مطلوب در ازاء حداقل هزينه هاي توليد است .

روشهاي مختلف بسته به شرايط محلي و يا اقليمي ممکن است انتخاب گردند. روشها به سه نوع کلي زير تقسيم ميشوند.

١- روش تر

٢- روش نيمه خشک

٣- روش خشک

 

١.١.١. فرآيند تر

تمام فرآيندهايي که در آن خوراک کوره بصورت يک دوغاب با رطوبت         ٣٠ تا ٤٠ درصد وارد

کوره ميگردد در اين گروه قرار ميگيرند. در مقايسه با يک فرآيند خشک با قطر کوره يکسان فرآيند تر نياز به يک ناحيه اضافي آبگيري دارد تا آب خوراک کوره گرفته شود. بنابراين طول کوره بايد به ميزان قابل ملاحظهاي نسبت به روشهاي توليد ديگر بيشتر باشد تا سرعت توليد يکساني داشته باشند. براي توليد يک مقدار يکسان از کلينکر، يک کوره تر نياز به سوخت بيشتري از کوره خشک دارد. اين مسئله بعلت حرارت لازم براي تبخير آب خوراک کوره است . عليرغم داشتن مزايايي مانند يکنواختي بيشتر خوراک و هدر رفتن کمتر غبار، افزايش تدريجي قيمت انرژي، گرايش به سمت ايجاد واحدهاي جديد توليد سيمان با سيستم خشک بوده است و پيشرفت قابل ملاحظهاي در فرآيند و تکنولوژي توليد در سالهاي اخير با بهره گرفتن از تکنولوژي پيش کلسيناتور حاصل شده است .

١.١.٢. فرآيند خشک

در روش خشک مواد اوليه خام پس از خرد شدن اوليه به نسبتهاي صحيح براي خشک و پودر شدن به آسياب فرستاده ميشوند و پودر خشک به داخل سيلوي مخلوطکننده رفته و تصحيح نهايي در نسبت – هاي مواد لا زم جهت توليد سيمان انجام ميشود. براي بدست آوردن يک مخلوط يکسان ، خوراک خام را

5

 

 

 

معمولاًً به کمک هواي فشرده که به پودر حالت صعودي ميدهد و وزن مخصوص ظاهري آن را پايين ميآورد، مخلوط ميکنند. خوراک مخلوط شده را الک ميکنند و همزمان با افزودن      ١٢ درصد وزن خوراک آب به آن ، آن را به صفحه گرداني ميفرستند تا دانه هايي به قطر تقريبي    ١٥ ميليمتر ايجاد شود. انجام اين عمل ضروري است چون اگر پودر مستقيماًً به داخل کوره برود، از جريان هوا جلوگيري ميکند و تبادل حرارتي لازم براي انجام واکنشهاي شيميايي براي تشکيل کلينکر صورت نميگيرد. اين دانه ها به کمک گازهاي خارج شده از کوره در پيش گرمکن پخته ميشوند و بعد دانه     هاي پخته شده وارد کوره ميگردند و عمليات بعدي آن همانند ساخت سيمان به روش مرطوب است .

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعداد صفحه :248

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :
 

 

برچسب ها :