一种高炉操作参谋系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高炉操作参谋系统，属于高炉炼生铁领域。该系统包括数据库、数据预处理模块、炉况预报模块、显示模块、打印模块、煤气流分布与布料建议模块、软熔带形状及位置推断模块、炉体及炉缸砌体烧损推断模块、关键技术计算模块、高炉操作预测模块以及高炉技术操作规程与作业标准查询模块。该系统功能全、推断结果准确性高，可用作高炉操作参谋。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高炉操作参谋系统，属于高炉炼生铁领域。现代大中型高炉每昼夜生铁产量为2000～10000多吨。在生产过程中难以避免高炉炉况会发生变化，在这种情况下，如果不能及时掌握高炉运行情况、作出相应的调整，会使异常炉况产生恶性循环而趋向恶化，造成生铁产量减少、质量下降，直接影响到整个钢铁企业的经济效益。据统计2000m3高炉炉况不正常一次，就会减产生铁约1000吨左右。若炉体炉缸砌体异常烧损更会造成停炉检修，经济损失更大；不了解布料实际状态和煤气流分布则很难有效布料等，因此对高炉良好监视、预测故障、预测进程以便于高炉操作咨询、操作指导并及时采取措施是现代高炉生产高产、优质、低耗、高效和长寿的关键。中国专利申请87103633公开了一种《(控制高炉运行的方法)》，它是基于高炉上的传感器提供的数据以及由高炉运行的经验形成的知识库，由小型计算机和计算机中的各种处理单元进行推断。其实质上是一种高炉生铁冶炼专家系统，它仅包括炉热预报和异常炉况预报专家系统，用以推断高炉是否发生意外事故以及悬料和管道等异常炉况。中国专利CN1043765A公开了一种《(高炉操作管理方法和装置)》，它是一个判别高炉是否异常、异常时指出相应动作的专家系统。但这些专家系统功能单一，仅能就炉况、炉热进行推断指导，不足以全面多目标指导高炉操作，且由于对某些对变动敏感的参数不能作适应性调节，从而导致推断结果准确性不高。本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的缺点，提供一种功能全、推断结果准确性高、能使不熟练的操作员借此达到熟练操作员的水平，从而对异常炉况能及时准确地处理，使高炉异常时间降到最低的高炉操作参谋系统。本专利技术的目的是这样实现的一种高炉操作参谋系统，包括数据库、数据预处理模块、炉况预报模块、显示模块、打印模块，该系统还包括煤气流分布与布料建议模块、软熔带形状及位置推断模块、炉体及炉缸砌体烧损推断模块、关键技术计算模块、高炉操作预测模块以及高炉技术操作规程与作业标准查询模块；数据库中的原始数据经数据预处理模块处理后再回送至数据库，炉况预报模块、煤气流分布与布料建议模块、软熔带形状及位置推断模块、炉体及炉缸砌体烧损推断模块、关键技术计算模块均分别前与数据库相连，后与显示模块相连，高炉操作预测模块和高炉技术操作规程与作业标准查询模块与显示模块相连，显示模块后接打印模块。数据库还与一神经元网络阈值自学习与动态管理块相接，数据库中的各阈值经神经元网络自学习后再返回修正数据库中的各阈值设定。所述的炉况预报模块是采用数学模型和人工智能相结合的方法预报炉况；数据库中经数据预处理模块处理过的数据供炉况判断数学模型进行炉况综合判断，如判断结果为“良好”，则显示、打印结果，然后等待下一周期到来再判定；如判断结果为“注意”或“不良”，则转入异常炉况专家系统，由它来判别为何种异常或失常炉况并输出可信度值，然后显示、打印结果，等待下一周期的到来。上述的异常炉况专家系统是基于根据专家经验列出的产生式规则判定各种异常炉况和失常炉况的“不发生”、“有发生趋向”或“即将发生”的可能。上述的异常炉况为边缘煤气不足、边缘煤气过分发展、中心煤气不足、中心煤气过分发展、偏料、管道、向凉、向热；上述的失常炉况为悬料、崩料、炉凉、炉热。显示模块除显示当次异常或失常炉况判定结果外，同时还显示过去1～5次判断结果。所述的煤气流分布与布料建议模块是先从数据库中取出十字测温边缘流中心流、热负荷及煤气利用率复合数据以及炉身探测器数据，这些数据一是经概率法神经元网络识别得出煤气流分布情况，然后显示煤气流分布情况，同时这些数据也经布料专家系统判定布料情况，然后提出修正布料模式建议，然后显示，然后操作员修正布料模式。煤气流分布与布料建议模块还包括一神经元网络，修正后数据及数据库中修正布料后得出的各测量值送神经元网络，经神经元网络自学习后，送到布料专家系统以修正布料专家系统的阈值设定。所述的软熔带形状及位置推断模块是基于数学模型的方法，按工艺理论找出软熔带位置；该模型具体步骤为a)从数据库读取数据；b)对数据进行预处理；c)炉料下降速度计算；d)物料平衡及热平衡计算；e)炉顶煤气温度及成分计算；f)判定是否进行炉顶煤气温度修正？如是则进行炉顶煤气温度自修正，然后重新进行步骤e)，如否则进行下一步；g)判定是否进行炉顶煤气成分修正？如是则进行下料速度自修正，然后重新进行步骤c)、d)、e)、f)，如否则进行下一步；h)炉料及煤气温度分布计算；i)显示输出；j)判定是否结束运行？如是则结束运行，如否则进行下一步；k)判定是否同步时间已到？如未到则继续判断以等待同步时间结束，如已到则重新依次进行上述步骤。所述的高炉技术操作规程与作业标准查询模块包括工艺流程及主要设备技术参数、高炉配料及炉料校正、高炉工艺操作、炉前技术操作规程以及高炉车间岗位作业标准。下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步描述附图说明图1本专利技术系统的构成图。图2本专利技术系统炉况预报模块流程图。图3本专利技术系统煤气流分布与布料建议模块流程图。图4本专利技术系统软熔带形状及位置推断模块流程图。图5本专利技术系统炉体及炉缸砌体烧损推断模块定常传热区域Ω示意图。本专利技术一种高炉操作参谋系统，包括数据库、数据预处理模块、炉况预报模块、显示模块、打印模块，该系统还包括煤气流分布与布料建议模块、软熔带形状及位置推断模块、炉体及炉缸砌体烧损推断模块、关键技术计算模块、高炉操作预测模块以及高炉技术操作规程与作业标准查询模块；数据库中的原始数据经数据预处理模块处理后再回送至数据库，炉况预报模块、煤气流分布与布料建议模块、软熔带形状及位置推断模块、炉体及炉缸砌体烧损推断模块、关键技术计算模块均分别前与数据库相连，后与显示模块相连，高炉操作预测模块和高炉技术操作规程与作业标准查询模块与显示模块相连，显示模块后接打印模块。数据库还与一神经元网络阈值自学习与动态管理模块相接，数据库中的各阈值经神经元网络自学习后再返回修正数据库中的各阈值设定。数据库存放各种现场传感器原始数据及这些数据经数据预处理模块处理后所形成数据以及各参数阈值。数据预处理模块实现对现场传感器数据的检验、修正并作特征提取，自动地对高炉传感器的无效或错误信息进行补偿、编辑和平滑处理，使炉况判定的输入数据更加可靠。所述的炉况预报模块是采用数学模型和人工智能相结合的方法预报炉况，数据库中经数据预处理模块处理过的数据供炉况判断数学模型进行炉况综合判断，判断周期在2～60分钟内可调，也可根据操作人员要求即时判断，本实施例为每半小时判断一次，如判断结果为“良好”，则显示、打印判断结果，然后等待下一周期到来再判定；如判断结果为“注意”或“不良”，则转入异常炉况专家系统，由它来判别为何种异常或失常炉况并输出可信度值，然后显示、打印结果，等待下一周期到来再作判别。炉况判断数学模型是以高炉工艺理论和操作经验相结合的方法建立，采用八类参数的水准及四类参数的短期、中期、长期变动值进行综合判断而得出炉况“良好”、 “注意”或“不良”的结论。八类参数为(1)全炉透气性，它又由总透气性指数、上下部透气性指数组成；(2)局部透气性，它由各层炉身静压力来表征；(3)炉热状态，它由铁水温度、炉热指数、渣中FeO含量来表征；(4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉操作参谋系统，包括数据库、数据预处理模块、炉况预报模块、显示模块、打印模块，其特征在于：该系统还包括煤气流分布与布料建议模块、软熔带形状及位置推断模块、炉体及炉缸砌体烧损推断模块、关键技术计算模块、高炉操作预测模块以及高炉技术操作规程与作业标准查询模块；数据库中的原始数据经数据预处理模块处理后再回送至数据库，炉况预报模块、煤气流分布与布料建议模块、软熔带形状及位置推断模块、炉体及炉缸砌体烧损推断模块、关键技术计算模块均分别前与数据库相连，后与显示模块相连，高炉操作预测模块和高炉技术操作规程与作业标准查询模块与显示模块相连，显示模块后接打印模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马竹梧，吴天伟，黄武静，刘红军，
申请(专利权)人：北京金自天正智能控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]