The invention provides an intelligent control method for improving carbon efficiency of sintering end point. The invention chooses the comprehensive coke ratio as the carbon efficiency measurement index, the sintering end point as the measurement index of the smooth sintering process, and the sintering machine trolley speed as the control quantity. Firstly, the input parameters of sintering carbon efficiency prediction model are determined by Spearman correlation analysis method, and the comprehensive coke ratio prediction model is constructed by using neural network. Then, particle swarm optimization algorithm is used to optimize sintering carbon efficiency, and the optimal set value of trolley speed is obtained. Then, the control quantity of trolley speed is obtained by using the expert of sintering end point and the fuzzy control strategy. Finally, the ultimate trolley speed control quantity is obtained by using the method of fuzzy satisfaction degree to fuse the optimization and control of the trolley speed. Acting on the sintering process, the carbon efficiency of sintering can be improved while ensuring the smooth production of sintering. The control method of the invention meets the dual requirements of high coke utilization rate and stable production in iron ore sintering process, and has industrial application value.
【技术实现步骤摘要】
一种提高碳效的烧结终点智能控制方法
本专利技术涉及钢铁烧结过程生产节能降耗领域,具体涉及一种提高碳效的烧结终点智能控制方法。
技术介绍
铁矿石烧结是钢铁冶炼重要的原料制备工序,同时烧结矿是高炉炼铁的主要原料。烧结是一系列复杂的物理化学反应。烧结生产是钢铁行业中仅次于高炉炼铁的耗能环节。在烧结生产中能源消耗主要体现在焦炭、煤气和电能这三方面,其中焦粉约占80%。因此,降低烧结过程焦炭消耗,可以大幅度降低烧结能耗和碳排放,进而实现绿色制造。传统的钢铁企业所采用的烧结生产设备是带式抽风烧结机,其生产过程主要是先把铁矿石原料、熔剂、燃料和返矿按照一定的比例混合得到混合料,然后将混合料平铺在移动的台车上,混合料在点火炉处点燃料层表面,此时台车下方的风箱开始进行负压抽风,料层将自上而下地进行燃烧,直到在烧结终点处烧穿料层,最终形成得到具有一定尺寸和机械强度的烧结矿。焦炭作为唯一燃料物质为烧结过程提供高温所需要的热源,直接影响烧结矿产量、质量和烧结能耗。如何在烧结过程稳顺运行时,保证焦炭的充分燃烧和最少使用是目前研究的热点。烧结热状态是原料参数、设备参数、操作参数的综合反映,直接反映烧结过程燃烧情况。烧结终点是最重要的烧结热状态参数,烧结终点是混合料在台车上第一次烧透的位置。烧结终点超前,烧结机有效面积没有得到充分利用,利用系数降低;烧结终点滞后,则卸料时烧结料层未烧透,返矿量增加,成品率下降。因此,稳定烧结终点对于稳定整个烧结过程具有重要意义。烧结生产过程中,焦粉作为烧结过程主要的能量来源,如何在保证烧结生产稳顺的前提下提高焦粉利用率,成为目前烧结过程生产的一个主要问 ...
【技术保护点】
1.一种提高碳效的烧结终点智能控制方法,其特征在于,包括:步骤一:选择综合焦比作为碳效的衡量指标,选择烧结终点作为烧结过程稳顺的衡量指标,选择烧结机台车速度作为控制量;步骤二:根据Spearman相关性分析方法确定烧结碳效预测模型输入参数,利用神经网络构建碳效预测模型,再采用粒子群优化算法优化烧结碳效,得到台车速度的优化设定值;步骤三:根据烧结终点专家‑模糊控制策略,得到台车速度控制量;步骤四:采用模糊满意度方法融合优化与控制得到的台车速度,得到台车速度最终控制量。
【技术特征摘要】
1.一种提高碳效的烧结终点智能控制方法,其特征在于,包括:步骤一:选择综合焦比作为碳效的衡量指标,选择烧结终点作为烧结过程稳顺的衡量指标,选择烧结机台车速度作为控制量;步骤二:根据Spearman相关性分析方法确定烧结碳效预测模型输入参数,利用神经网络构建碳效预测模型,再采用粒子群优化算法优化烧结碳效,得到台车速度的优化设定值;步骤三:根据烧结终点专家-模糊控制策略,得到台车速度控制量;步骤四:采用模糊满意度方法融合优化与控制得到的台车速度,得到台车速度最终控制量。2.根据权利要求1所述的一种提高碳效的烧结终点智能控制方法,其特征在于,步骤一具体包括:1-1、选择综合焦比作为烧结过程碳效衡量指标,其是生产单位烧结矿所消耗的焦炭的量,并给出综合焦比的计算式如下所示:其中,η表示综合焦比,PC表示焦炭配比,y表示成品率,rb表示烧损率,成品率的计算式如下式所示:其中,QL表示大成矿产量,QS表示小成矿产量,QR表示返矿产量,QG表示铺底矿用量,QLG表示大成矿的检测值;1-2、选择烧结终点作为烧结过程稳顺的衡量指标,烧结终点是混合料在台车上第一次烧透的位置,烧结终点超前,烧结机有效面积没有得到充分利用,利用系数降低;烧结终点滞后,则卸料时烧结料层未烧透,返矿量增加,成品率下降。3.根据权利要求1所述的一种提高碳效的烧结终点智能控制方法,其特征在于,步骤二具体包括:2-1、对烧结生产数据进行平滑滤波,将数据间的时间间隔设为1分钟,再利用Spearman相关性分析方法确定烧结碳效预测模型输入参数,对于两个原始变量A=[a1,a2,…,an]和B=[b1,b2,…,bn],它们的秩次分别为x=[x1,x2,…,xn]和y=[y1,y2,…,yn],那么它们的Spearman等级相关系数ρ为,确定影响综合焦比的因素有Spearman等级相关系数ρ最大的前三个废气风箱温度、风箱负压、终点温度、终点位置、料层厚度、机速检测值、烧结上升点;2-2、利用神经网络构建碳效预测模型,反向传播神经网络算法作为建模方法,上述影响综合焦比的9个主要因素作为输入,下一时刻的综合焦比为输出,选取隐含层数为13,采用tansig()作为隐含单元激励函数,采用purelin()为输出单元激励函数,训练次数上限为200,学习为率0.1,目标为0.001;2-3、采用粒子群优化算法优化烧结碳效,得到台车速度的优化设定值Vopt,碳效优化的目的是在当前生产条件的约束下寻找最小碳效时对应的台车速度,基于碳效预测模型,碳效优化的...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴敏,杜胜,陈鑫,曹卫华,胡杰,周凯龙,
申请(专利权)人:中国地质大学武汉,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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