基于數(shù)據(jù)驅(qū)動和機理分析的高爐布料決策系統(tǒng)研究與應用.pdf

1、高爐煉鐵作為鋼鐵冶金行業(yè)的上游工序，是鋼鐵工業(yè) CO2排放和能源消耗的主要環(huán)節(jié)，也使得高爐煉鐵是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的主要潛力所在。隨著計算機存儲技術、運算能力的不斷發(fā)展，以及傳感器性能提高帶來的高爐內(nèi)部檢測參數(shù)越來越豐富、準確，高爐內(nèi)部大量的運行指標得以檢測并長期儲存，為建立高爐運行數(shù)據(jù)驅(qū)動模型提供基礎。本文通過機理分析結合當前應用廣泛的機器學習和數(shù)據(jù)挖掘技術。研究開發(fā)了高爐布料控制決策系統(tǒng)，實時顯示高爐運行狀況、分析爐況變化趨勢，并

2、給出合理的爐頂操作建議。
　　高爐布料操作決定煤氣流和爐頂溫度場分布，合理的布料制度是高爐穩(wěn)定的必要條件。本文將離散單元模型應用于高爐布料過程模擬仿真，取代傳統(tǒng)的冷態(tài)模型，節(jié)約成本而且可觀測信息豐富，可以對爐料進行受力分析，找到塌料、懸料等異常情況的力學原理；針對布料過程建模提出了高斯函數(shù)結合三角函數(shù)的料面形狀模型，擬合誤差較小且參數(shù)容易計算，之后利用離散單元模型驗證了模型的可行性，為計算合理的布料制度提供基礎；在爐況模型方面，通

3、過對高爐運行機理的分析得出爐頂參數(shù)之間相關性，針對高爐的時滯特性，從統(tǒng)計分析的角度得到不同滯后時間的相關參數(shù)，將待預測參數(shù)不同滯后時間的相關變量作為預測模型輸入量，建立基于數(shù)據(jù)和機理分析的爐況預測模型，準確估計爐頂溫度、壓強和透氣性等重要指標的變化趨勢；同時預測結果為多模型布料控制方法提供更多的輔助信息，以高爐爐頂溫度、壓力、煤氣流等參數(shù)作為爐況順行的衡量標準，利用高爐運行的大量歷史數(shù)據(jù)，建立了高爐爐況多模型集合，再根據(jù)當前爐頂參數(shù)指標