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)自動化，并沒有在節(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，對空燃比設(shè)定值優(yōu)化方面進(jìn)行如下探索與研究：
　?。?）針對熱風(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。
　　（2）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，再通過遺傳算法對拱頂溫度進(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較為穩(wěn)定情況下，熱風(fēng)爐對空燃比的設(shè)定。
　?。?）針對某鋼廠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)定值動態(tài)優(yōu)化模型。文中采用觀測時(shí)間序列噪聲處理技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的預(yù)處理，通過相空間重構(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，對高爐熱風(fēng)爐操作將提供有益