高爐爐況智能化判斷方法的研究.pdf

1、高爐是個(gè)逆流式的熱交換豎爐，現(xiàn)代高爐體積龐大，內(nèi)部反應(yīng)涉及了物質(zhì)三態(tài)和“三傳”，反應(yīng)機(jī)理以及動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)都相當(dāng)復(fù)雜，兼之爐體密閉，使得認(rèn)識(shí)和了解其內(nèi)部物質(zhì)變化和作用的規(guī)律比較困難。 傳統(tǒng)方法，通過(guò)近似、簡(jiǎn)化冶煉過(guò)程，從而建立數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行爐況判斷，并不能滿足高爐適時(shí)運(yùn)行的需要且設(shè)計(jì)參量眾多，模型往往非常復(fù)雜，難以掌握。 因此，目前對(duì)于高爐爐況的判斷和操作主要仍基于操作者多年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，其操作方式屬于“基本理論＋經(jīng)驗(yàn)”。其中

2、經(jīng)驗(yàn)還占有相當(dāng)大的比重，由此導(dǎo)致操作主觀性大、傳繼性差，每個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的操作者都有一套自己的操作理論。 盡量減弱操作者的主觀性對(duì)高爐控制的影響，加大高爐控制的自動(dòng)化程度已成為各個(gè)煉鐵廠的迫切需要。其中以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用為主流。 而專(zhuān)家系統(tǒng)的建立難以突破知識(shí)獲取的“瓶頸”。“專(zhuān)業(yè)編程人員＋高爐操作專(zhuān)家”的建模方式耗費(fèi)大量的時(shí)間、人員與財(cái)力。 由此，本文提出了一種以模糊數(shù)學(xué)聚類(lèi)為基礎(chǔ)的高爐基本爐況智能化判定的簡(jiǎn)易

3、方法。通過(guò)對(duì)高爐冶煉過(guò)程數(shù)據(jù)初步聚類(lèi)分析，從而得到各個(gè)參量與爐況之間的基本關(guān)系；接著，以所獲得的關(guān)系（隸屬度）為爐況打分，再通過(guò)二次聚類(lèi)來(lái)生成爐況判定專(zhuān)家系統(tǒng)的雛形，并結(jié)合了VB編制的界面構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)易的爐況初判專(zhuān)家系統(tǒng)。通過(guò)多組數(shù)據(jù)與公式驗(yàn)證與討論得出：聚類(lèi)數(shù)目為3時(shí)效果最佳。 與其它方法相比，此方法具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1) 判斷模式從全局考慮，思路符合工長(zhǎng)的操作者的經(jīng)驗(yàn)邏輯，此方法所用建模參量，皆為日常高爐工作中易于獲取

4、的基本參量，易于高爐操作者接受。 2) 滿足高爐實(shí)時(shí)判斷的要求，可作為在線分析的工具。 3) 有數(shù)據(jù)分析自主生成專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)，打破傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式的耗時(shí)多、耗人力且知識(shí)采集困難的“瓶頸”。 4) 程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單，易于非專(zhuān)業(yè)編程人員掌握且可移植性較強(qiáng)。 通過(guò)不同地區(qū)、容積、冶煉強(qiáng)度的高爐運(yùn)行中的大量數(shù)據(jù)驗(yàn)證了此方法的可行性，其既適用于高爐隨機(jī)離散數(shù)據(jù)又適用于連續(xù)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。最后，作者還就系統(tǒng)將來(lái)的研究提出了進(jìn)一