一種烘干砂綠色生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)及方法 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)砂料烘干與能量?jī)?yōu)化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種烘干砂綠色生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)及方法。 背景技術(shù) [0002] 烘干砂是一種經(jīng)過洗選、烘干處理后的天然砂石材料，廣泛應(yīng)用于建筑、鑄造、石化、玻璃等多個(gè)行業(yè)中，傳統(tǒng)的烘干砂生產(chǎn)流程主要包括砂料篩分、洗選、脫水和烘干等步驟，隨著砂石材料在工業(yè)中需求的增長(zhǎng)和資源消耗的增加，砂料的生產(chǎn)和加工需要更高的效率，同時(shí)滿足環(huán)保要求。 [0003] 然而，傳統(tǒng)烘干砂生產(chǎn)工藝存在諸多問題，如能源消耗高、廢氣和粉塵排放嚴(yán)重、水資源浪費(fèi)以及生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制不穩(wěn)定，尤其是烘干過程的能耗大，依賴于化石燃料，如煤、天然氣和柴油，產(chǎn)生大量的二氧化碳和污染物，此外，生產(chǎn)質(zhì)量的控制依賴于經(jīng)驗(yàn)判斷，缺乏自動(dòng)化和智能化的監(jiān)控手段，容易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)；同時(shí)，在砂料烘干過程中，熱量不可避免地因傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射造成損失，熱損失會(huì)隨時(shí)間呈指數(shù)衰減，未加以修正可能導(dǎo)致系統(tǒng)在后續(xù)階段供熱過?；虿蛔?，從而影響烘干效率與能耗；而砂料濕度的降低會(huì)影響熱量需求的動(dòng)態(tài)變化，濕度過高或過低都會(huì)導(dǎo)致能耗增加或烘干不充分。因此實(shí)現(xiàn)砂料烘干過程的綠色化、智能化和高質(zhì)量控制已成為行業(yè)發(fā)展的重要方向，一種烘干砂綠色生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)及方法應(yīng)運(yùn)而生。 發(fā)明內(nèi)容 [0004] 本發(fā)明提供一種烘干砂綠色生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)及方法，以解決砂料烘干過程中的熱量需求精確計(jì)算問題；以及熱量在烘干過程中不可避免地因傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射造成損失，熱損失會(huì)隨時(shí)間呈指數(shù)衰減，未加以修正可能導(dǎo)致系統(tǒng)在后續(xù)階段供熱過?；虿蛔?，影響烘干效率與能耗；砂料濕度的降低會(huì)影響熱量需求的動(dòng)態(tài)變化，濕度過高或過低都會(huì)導(dǎo)致能耗增加或烘干不充分；加熱功率輸出自適應(yīng)控制與功率過載保護(hù)；廢氣熱量回收效率的實(shí)時(shí)控制的技術(shù)問題。 [0005] 本發(fā)明的一種烘干砂綠色生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)及方法，具體包括以下技術(shù)方案： [0006] 一種烘干砂綠色生產(chǎn)質(zhì)量控制方法，包括以下步驟： [0007] S1：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲取砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)獲取的砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)；基于預(yù)處理后的砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)，使用熱量需求估計(jì)與控制算法計(jì)算熱量需求，并動(dòng)態(tài)修正熱損失； [0008] S2：基于熱量需求，通過自適應(yīng)非線性加熱功率控制算法動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率輸出； [0009] S3：基于熱量需求和加熱功率輸出，使用瞬時(shí)熱量回收效率計(jì)算算法實(shí)時(shí)計(jì)算每一時(shí)刻廢氣中的熱量回收效率，以調(diào)節(jié)加熱功率輸出。 [0010] 優(yōu)選的，所述S1，具體包括： [0011] 預(yù)處理后的砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)包括預(yù)處理后的砂料顆粒直徑、預(yù)處理后的砂料溫度、預(yù)處理后的砂料流速、預(yù)處理后的空氣流速和預(yù)處理后的砂料濕度；熱量需求估計(jì)與控制算法根據(jù)砂料顆粒的密度和預(yù)處理后的砂料顆粒直徑，計(jì)算出比表面積，并結(jié)合預(yù)處理后的砂料顆粒直徑的平方項(xiàng)和砂料顆粒表面粗糙度系數(shù)，模擬不同砂料顆粒表面特性對(duì)熱量傳遞的影響。 [0012] 優(yōu)選的，所述S1，具體包括： [0013] 在烘干過程中，根據(jù)砂料的比熱容和水的汽化潛熱，分別計(jì)算出預(yù)處理后的砂料溫度和蒸發(fā)水分所需要的能量；引入熱損失的指數(shù)衰減項(xiàng)，修正烘干過程中因散熱和傳導(dǎo)造成的熱損失；并通過預(yù)處理后的空氣流速與預(yù)處理后的砂料流速之間的比值對(duì)熱量需求進(jìn)行修正；熱量需求的計(jì)算公式為： [0014] ， [0015] 其中， 表示在時(shí)間 的熱量需求；表示砂料的比熱容； 表示在時(shí)間 預(yù)處理后的砂料溫度；表示水的汽化潛熱； 表示熱損失的指數(shù)衰減項(xiàng)；表示熱損失系數(shù)；表示預(yù)處理后的空氣流速與預(yù)處理后的砂料流速的比值； 表示預(yù)處理后的空氣流速；表示預(yù)處理后的砂料流速； 表示預(yù)處理后的砂料濕度的時(shí)間變化率； 表示在時(shí)間預(yù)處理后的砂料濕度； 表示預(yù)處理后的砂料顆粒粒徑對(duì)熱量吸收的修正系數(shù)。 [0016] 優(yōu)選的，所述S2，具體包括： [0017] 在自適應(yīng)非線性加熱功率控制算法的實(shí)現(xiàn)過程中，引入功率調(diào)整系數(shù)，將計(jì)算出的熱量需求轉(zhuǎn)換為加熱功率輸出，并計(jì)算預(yù)處理后的砂料濕度偏差。 [0018] 優(yōu)選的，所述S2，具體包括： [0019] 在自適應(yīng)非線性加熱功率控制算法的實(shí)現(xiàn)過程中，引入溫度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)項(xiàng)，通過溫度調(diào)整因子，模擬環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)熱量需求的影響，并通過溫度調(diào)節(jié)頻率參數(shù)，控制溫差響應(yīng)的頻率。 [0020] 優(yōu)選的，所述S2，具體包括： [0021] 在自適應(yīng)非線性加熱功率控制算法的實(shí)現(xiàn)過程中，基于功率調(diào)整、濕度偏差、溫度調(diào)節(jié)和熱量回收效率，計(jì)算加熱功率輸出；具體計(jì)算公式為： [0022] ， [0023] 其中， 表示在時(shí)間 的加熱功率輸出； 表示取最小值； 表示加熱功率輸出的最大功率限制； 表示功率調(diào)整系數(shù)； 表示在時(shí)間 的熱量需求；

1.一種烘干砂綠色生產(chǎn)質(zhì)量控制方法，其特征在于，包括以下步驟： S1：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲取砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)獲取的砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)；預(yù)處理后的砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)包括預(yù)處理后的砂料顆粒直徑、預(yù)處理后的砂料溫度、預(yù)處理后的砂料流速、預(yù)處理后的空氣流速和預(yù)處理后的砂料濕度； 基于預(yù)處理后的砂料數(shù)據(jù)及烘干環(huán)境數(shù)據(jù)，使用熱量需求估計(jì)與控制算法計(jì)算熱量需求，并動(dòng)態(tài)修正熱損失；所述熱量需求估計(jì)與控制算法根據(jù)砂料顆粒的密度和預(yù)處理后的砂料顆粒直徑，計(jì)算出比表面積，并結(jié)合預(yù)處理后的砂料顆粒直徑的平方項(xiàng)和砂料顆粒表面粗糙度系數(shù)，模擬不同砂料顆粒表面特性對(duì)熱量傳遞的影響； 在烘干過程中，根據(jù)砂料的比熱容和水的汽化潛熱，分別計(jì)算出預(yù)處理后的砂料溫度和蒸發(fā)水分所需要的能量；引入熱損失的指數(shù)衰減項(xiàng)，修正烘干過程中因散熱和傳導(dǎo)造成的熱損失；并通過預(yù)處理后的空氣流速與預(yù)處理后的砂料流速之間的比值對(duì)熱量需求進(jìn)行修正；熱量需求的計(jì)算公式為： ， 其中， 表示在時(shí)間的熱量需求；表示砂料的比熱容； 表示在時(shí)間預(yù)處理后的砂料溫度；表示水的汽化潛熱； 表示熱損失的指數(shù)衰減項(xiàng)；表示熱損失系數(shù)；表示預(yù)處理后的空氣流速與預(yù)處理后的砂料流速的比值； 表示預(yù)處理后的空氣流速；表示預(yù)處理后的砂料流速； 表示預(yù)處理后的砂料濕度的時(shí)間變化率； 表示在時(shí)間 預(yù)處理后的砂料濕度； 表示預(yù)處理后的砂料顆粒粒徑對(duì)熱量吸收的修正系數(shù)； S2：基于熱量需求，通過自適應(yīng)非線性加熱功率控制算法動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率輸出； 在自適應(yīng)非線性加熱功率控制算法的實(shí)現(xiàn)過程中，引入功率調(diào)整系數(shù)，將計(jì)算出的熱量需求轉(zhuǎn)換為加熱功率輸出，并計(jì)算預(yù)處理后的砂料濕度偏差； 引入溫度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)項(xiàng)，通過溫度調(diào)整因子，模擬環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)熱量需求的影響，并通過溫度調(diào)節(jié)頻率參數(shù)，控制溫差響應(yīng)的頻率； 基于功率調(diào)整、濕度偏差、溫度調(diào)節(jié)和熱量回收效率，計(jì)算加熱功率輸出；具體計(jì)算公式為： ， 其中， 表示在時(shí)間 的加熱功率輸出； 表示取最小值； 表示加熱功率輸出的最大功率限制；表示功率調(diào)整系數(shù)； 表示在時(shí)間的熱量需求；