高爐熱風(fēng)爐空燃比優(yōu)化研究.pdf

1、熱風(fēng)爐是高爐生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，熱風(fēng)爐將鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)的冷風(fēng)加熱成高爐所需的熱風(fēng)，熱風(fēng)為整個(gè)鐵礦石還原過(guò)程提供熱量，風(fēng)溫的高低與穩(wěn)定直接影響高爐生產(chǎn)的效率。隨著高爐生產(chǎn)設(shè)備的大型化與快速發(fā)展，對(duì)熱風(fēng)爐所提供熱風(fēng)的要求也隨之提高了。因此在熱風(fēng)爐生產(chǎn)中除了要求熱風(fēng)爐提供穩(wěn)定的、持續(xù)的高溫度熱風(fēng)之外，還要求熱風(fēng)爐燃燒過(guò)程中充分利用高爐煤氣，節(jié)約燃料。但大部分熱風(fēng)爐生產(chǎn)中僅僅實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動(dòng)化，并沒(méi)有在節(jié)約能源的角度進(jìn)行優(yōu)化。
　　本文以某鋼

2、廠6＃高爐熱風(fēng)爐為背景，根據(jù)高爐熱風(fēng)爐工藝流程與操作要求，結(jié)合了熱風(fēng)爐生產(chǎn)過(guò)程中海量的歷史數(shù)據(jù)，從熱風(fēng)爐燃燒節(jié)約能源角度，對(duì)空燃比設(shè)定值優(yōu)化方面進(jìn)行如下探索與研究：
　?。?）針對(duì)熱風(fēng)爐歷史數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)的方法，分析了高爐熱風(fēng)爐的燃燒現(xiàn)狀和熱風(fēng)爐煤氣消耗情況；采用插值擬合的方法，分析了高爐煤氣熱值的變化趨勢(shì)并從理論上分析了空燃比與燃燒效率之間的關(guān)系。經(jīng)過(guò)分析得出空燃比尋優(yōu)的主要依據(jù)，即在適宜的空燃比比例帶上拱頂溫度更高且拱頂溫度上

3、升速率大。
　?。?）提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法的空燃比離線尋優(yōu)方式。該方法先通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立包括空燃比等變量與拱頂溫度的模型，再通過(guò)遺傳算法對(duì)拱頂溫度進(jìn)行極值尋優(yōu)，并進(jìn)行仿真研究。仿真結(jié)果表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以準(zhǔn)確地建立空燃比等變量與拱頂溫度的模型，并且通過(guò)遺傳算法優(yōu)化計(jì)算出的空燃比能達(dá)到更高拱頂溫度；該方法適用于煤氣熱值波動(dòng)較為穩(wěn)定情況下，熱風(fēng)爐對(duì)空燃比的設(shè)定。
　　（3）針對(duì)某鋼廠6＃高爐熱風(fēng)爐燃料為高爐產(chǎn)出煤氣直接供

4、應(yīng)，熱值有一定波動(dòng)且熱風(fēng)爐實(shí)時(shí)爐況不斷發(fā)生改變的現(xiàn)狀，基于現(xiàn)場(chǎng)海量歷史數(shù)據(jù)，依據(jù)非線性時(shí)間序列分析理論，設(shè)計(jì)了一種空燃比設(shè)定值動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型。文中采用觀測(cè)時(shí)間序列噪聲處理技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)的預(yù)處理，通過(guò)相空間重構(gòu)確定變量的滯后時(shí)間及嵌入維數(shù)，采用聚類算法進(jìn)行優(yōu)良數(shù)據(jù)篩選并采用粒子群優(yōu)化算法對(duì)欠佳數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，最終建立了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空燃比非線性時(shí)間序列模型，為實(shí)現(xiàn)高爐熱風(fēng)爐空燃比的實(shí)時(shí)優(yōu)化設(shè)定提供了可能，對(duì)高爐熱風(fēng)爐操作將提供有益