一種焦爐火道溫度在線檢測方法
2023-05-24 16:33:01
專利名稱：一種焦爐火道溫度在線檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種焦爐火道溫度在線檢測方法，屬於焦爐加熱燃燒控制領域。
背景技術：
鋼鐵作為我國國民經濟和國防軍工發展的重要基礎原料和戰略物資，已廣泛應用於機械、電子、建材、交通、航天、航空、國防軍工等各個行業，在國民經濟發展中具有十分重要的地位。焦爐是煤化學工業中極為重要的工業爐之一，是生產焦炭的關鍵設備，焦炭作為原料或燃料廣泛用於高爐煉鐵、鑄造、電石、氣化及有色金屬冶煉等方面，在鋼鐵行業中，焦炭質量直接影響著企業產品成本、生產質量，制約著企業經濟效益的增長。焦爐加熱燃燒過程優化控制對降低焦化企業生產成本和提高經濟效益具有非常重要的作用。焦爐加熱燃燒過程中火道溫度達到1300°C左右，是影響焦炭質量和煉焦能耗最重要的過程參數，其準確檢測是進行焦爐加熱燃燒過程控制的關鍵。如果火道溫度不穩定、波動大，將導致焦炭加熱不均勻，局部生焦會造成出焦時冒黑煙，直接影響焦炭質量和爐體壽命。最直接的方法是在每個燃燒室都安裝測溫熱電偶，用熱電偶直接測量各燃燒室中一對燃燒孔的頂部溫度，該測溫方式能較全面、及時地反映火道溫度，但高溫熱電偶價格昂貴，同時由於焦爐結構的特殊性，安裝與維護成本過高。目前，煉焦生產過程中工人採用紅外測溫儀每四個小時檢測一次火道溫度，根據測溫情況調整煤氣流量，但 是人工測量往往具有一定的滯後性，同時測量時間間隔長，不能滿足煉焦生產過程實時控制的需要，不利於焦爐穩定化生產。因此，發明一種以低成本實現焦爐火道溫度在線檢測的方法將對穩順煉焦生產、提高產品質量、降低工人勞動強度等起到關鍵作用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種焦爐火道溫度在線檢測方法，該方法只需在少數典型蓄熱室頂部安裝測溫熱電偶，通過焦爐火道溫度軟測量模型實現焦爐火道溫度的在線檢測，具有測量結果準確、成本低，消除手工檢測的滯後性等優點。發明的技術解決方案如下一種焦爐火道溫度在線檢測方法，所述的焦爐由多個串聯的燃燒子系統構成，並按以下方法獲得最終的焦爐火道溫度值步驟1:根據實測立火道溫度和實測焦爐火道溫度建立全局樣本庫；全局樣本庫的模型為{y1」，y2」，…，y6」，y'」}，j = l，2，…，N，y/表示第j個樣本的第i個立火道的實測溫度，其中i = 1，2，…，6 ；檢測6個燃燒子系統的蓄頂溫度，並通過該6個蓄頂溫度分別計算得到6個立火道溫度；將歷史火道溫度和檢測的高爐煤氣流量及焦爐煤氣流量作為輸入得到焦爐火道溫度的初步預測值；
步驟2 :利用立火道溫度和焦爐火道溫度的初步預測值構建查詢點，基於樣本之間的相似度從全局樣本庫中選擇與查詢點相似度最大的多個樣本建立動態局部樣本庫；步驟3 :基於六元回歸模型及所述的動態局部樣本庫，以6個立火道的溫度為輸入，得到最終的焦爐火道溫度值。為了使動態軟測量模型具有更強的適應能力，對全局樣本庫進行實時更新。對應步驟I的每一個燃燒子系統，通過採集樣本建立單個立火道溫度的一元線性回歸模型，並基於該一元線性回歸模型，由蓄頂溫度值計算得到對應的立火道溫度。步驟I中，焦爐火道溫度的初步預測值採用最小二乘支持向量機預測模型獲得。步驟2中的查詢點為{;>,分別為計算得到的6個立火道
溫度，; 為初步預測值；動態局部樣本庫的建立方法為全局樣本庫中的一條樣本{y1」，y2j,…，y6」，y' j} , (j = 1,2, ···, N)記為Yj,當前工作點即查詢點為丨Ρ,Ρν. ,、.,記為;，則當前工作點p.與樣本Yj之間的夾角雜;+，h可由
權利要求
1.一種焦爐火道溫度在線檢測方法，其特徵在於，所述的焦爐由多個串聯的燃燒子系統構成，並按以下方法獲得最終的焦爐火道溫度值 步驟1:根據實測立火道溫度和實測焦爐火道溫度建立全局樣本庫；全局樣本庫的模型為{y1」，y2」，…，y6j，i' j}, j = 1,2, ···, N, y/表示第j個樣本的第i個立火道的實測溫度，其中I = 1,2,…，6 ； 檢測6個燃燒子系統的蓄頂溫度，並通過該6個蓄頂溫度分別計算得到6個立火道溫度； 將歷史火道溫度和檢測的高爐煤氣流量及焦爐煤氣流量作為輸入得到焦爐火道溫度的初步預測值； 步驟2 :利用立火道溫度和焦爐火道溫度的初步預測值構建查詢點，基於樣本之間的相似度從全局樣本庫中選擇與查詢點相似度最大的多個樣本建立動態局部樣本庫； 步驟3 :基於六元回歸模型及所述的動態局部樣本庫，以6個立火道的溫度為輸入，得到最終的焦爐火道溫度值。
2.根據權利要求1所述的焦爐火道溫度在線檢測方法，其特徵在於，為了使動態軟測量模型具有更強的適應能力，對全局樣本庫進行實時更新。
3.根據權利要求1所述的焦爐火道溫度在線檢測方法，其特徵在於，對應步驟I的每一個燃燒子系統，通過採集樣本建立單個立火道溫度的一元線性回歸模型，並基於該一元線性回歸模型，由蓄頂溫度值計算得到對應的立火道溫度。
4.根據權利要求1所述的焦爐火道溫度在線檢測方法，其特徵在於，步驟I中，焦爐火道溫度的初步預測值採用最小二乘支持向量機預測模型獲得。
5.根據權利要求1-4任一項所述的焦爐火道溫度在線檢測方法，其特徵在於，步驟2中的查詢點為
6.根據權利要求5所述的焦爐火道溫度在線檢測方法，其特徵在於，步驟3的六元回歸模型的構造方法如下 焦爐火道溫度y'與6個立火道溫度y1，y2,…，y6回歸模型表達式為
全文摘要
本發明公開了一種焦爐火道溫度在線檢測方法，步驟1根據實測立火道溫度和實測焦爐火道溫度建立全局樣本庫；通過該6個蓄頂溫度分別計算得到6個立火道溫度；計算焦爐火道溫度的初步預測值；步驟2利用立火道溫度和焦爐火道溫度的初步預測值構建查詢點，基於樣本之間的相似度從全局樣本庫中選擇與查詢點相似度最大的多個樣本建立動態局部樣本庫；步驟3基於六元回歸模型及所述的動態局部樣本庫，得到最終的焦爐火道溫度值。該方法只需在少數典型蓄熱室頂部安裝測溫熱電偶，通過焦爐火道溫度軟測量模型實現焦爐火道溫度的在線檢測，具有測量結果準確、成本低，消除手工檢測的滯後性等優點。
文檔編號G01K7/02GK103048058SQ20121054552
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者雷琪, 吳敏, 蔡偉, 曹衛華, 何勇, 安劍奇 申請人:中南大學