[發(fā)明專利]一種基于多源信息融合的料面溫度場(chǎng)檢測(cè)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210224634.6
• 申請(qǐng)日: 2012-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102732660A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方雄;楊春節(jié);吳平;陳毅夫;黃龍誠(chéng);林舒;滕宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C21B7/24
• 分類(lèi)號(hào): C21B7/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源與動(dòng)力工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于多源信息融合的料面溫度場(chǎng)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

鋼鐵工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一直占據(jù)著非常重要的位置，國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率和鋼鐵需求量之間存在著非常緊密的關(guān)系。據(jù)美國(guó)《世界鋼鐵動(dòng)態(tài)》雜志社的研究，鋼鐵需求量受經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率的影響，如果經(jīng)濟(jì)年增長(zhǎng)率為2％，則鋼鐵需求量沒(méi)有多大變化；但是如果經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)為7％，鋼鐵需求量就可能會(huì)上漲10％t21。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局近年來(lái)發(fā)表的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)每年的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率都介于8～9％之間，由此預(yù)測(cè)我國(guó)對(duì)鋼鐵的需求旺盛，市場(chǎng)潛力巨大。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2006年主要工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)粗鋼突破4億噸，達(dá)到42266萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)19．7％，占全球產(chǎn)量的33％以上；生產(chǎn)生鐵40417萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)19．7％，占全球產(chǎn)量的46％以上。雖然我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量高，但是鋼鐵業(yè)呈粗放型發(fā)展的特點(diǎn)，鋼鐵工業(yè)噸鋼綜合能耗比世界先進(jìn)水平高15％--20％，資源有效利用率比世界先進(jìn)水平低20％--40％。

近些年來(lái)，隨著冶金技術(shù)，人工智能和建模理論的不斷發(fā)展，高爐生產(chǎn)實(shí)踐的需要，節(jié)能減排和質(zhì)量產(chǎn)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的高爐生產(chǎn)和檢測(cè)方式已經(jīng)很難滿足現(xiàn)在的要求，因此采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合機(jī)理和智能的方法建立高爐生產(chǎn)過(guò)程的局部甚至全爐模型，在一定程度上能夠反映高爐的生產(chǎn)狀態(tài)，優(yōu)化高爐生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)，指導(dǎo)高爐現(xiàn)場(chǎng)人員操作，對(duì)于提高高爐鐵水產(chǎn)量和質(zhì)量、降低企業(yè)生產(chǎn)成本、減少能源消耗和污染物排放水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力具有十分重要的意義。

獲得理想的高爐內(nèi)部溫度場(chǎng)分布是高爐操作的重要目標(biāo)之一，溫度場(chǎng)的分布是影響著高爐爐況，產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量，高爐壽命等根本因素。高爐料面溫度與煤氣流成正相關(guān)系，還可以有效地判斷爐況，例如中心煤氣流過(guò)重，會(huì)導(dǎo)致邊緣料速緩慢易產(chǎn)生爐墻結(jié)瘤，焦比增大；中心煤氣流過(guò)輕，容易引發(fā)高爐向量，爐料下行不順，常會(huì)發(fā)生懸料等異常爐況；邊緣氣流過(guò)重，會(huì)導(dǎo)致?tīng)t墻腐蝕嚴(yán)重，煤氣利用率低，料速減慢；邊緣過(guò)輕，容易發(fā)生爐墻結(jié)瘤結(jié)厚等異常。

但是由于高爐內(nèi)溫度場(chǎng)的分布無(wú)法直接檢測(cè)，現(xiàn)有的爐溫檢測(cè)手段主要有在線爐襯熱電偶的溫度、爐壁冷卻軟水溫度，爐喉十字測(cè)溫溫度和上升管溫度，無(wú)法直接反映高爐爐內(nèi)料面溫度；采用離線的檢測(cè)手段主要通過(guò)檢測(cè)鐵水中硅含量，離線檢測(cè)主要表現(xiàn)為滯后嚴(yán)重，準(zhǔn)確性不高，難以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控，不能指導(dǎo)實(shí)時(shí)操作。因此爐溫的監(jiān)控主要是基于操作人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷高爐內(nèi)溫度分布情況，進(jìn)而估計(jì)高爐爐況，但限于操作人員的經(jīng)驗(yàn)很難在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，因此得到的結(jié)論難免片面，而且人為差別大，工作效率低。檢測(cè)高爐溫度分布信息的缺失或者不準(zhǔn)確，不僅造成高爐操作判斷失誤，形成高爐事故，也使得閉環(huán)自動(dòng)控制十分困難。

因此，研究高爐溫度場(chǎng)分布的檢測(cè)方法及其性能評(píng)估方法，能夠提高判斷爐況的準(zhǔn)確性和效率，及早發(fā)現(xiàn)內(nèi)部溫度場(chǎng)分布的變化狀況，為操作人員預(yù)先采取措施避免異常的發(fā)生提供了寶貴的時(shí)間，而且由于采用統(tǒng)一的檢測(cè)信息評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，可以避免人工操作經(jīng)驗(yàn)差異造成的爐況波動(dòng)，減少爐況波動(dòng)對(duì)高爐正常生產(chǎn)的影響，這對(duì)于高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于多源信息融合的料面溫度場(chǎng)檢測(cè)方法；該方法利用檢測(cè)到的多源信息，包括紅外攝像圖像、雷達(dá)料線、礦焦比、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)壓力和十字測(cè)溫?zé)犭娕紲囟龋弥С窒蛄繖C(jī)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法建立料面溫度場(chǎng)分布模型，對(duì)高爐內(nèi)部冶煉過(guò)程實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控，實(shí)時(shí)指導(dǎo)高爐操作，保證高爐的安全平穩(wěn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽，優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低耗。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種基于多源信息融合的高爐料面溫度檢測(cè)方法，包括以下步驟：

（1）采集建立料面溫度場(chǎng)所需的紅外圖像、雷達(dá)料線、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)壓力、十字測(cè)溫?zé)犭娕紨?shù)據(jù)，并對(duì)多源檢測(cè)信息進(jìn)行時(shí)間配準(zhǔn)；

（2）建立基于十字測(cè)溫的料面溫度估計(jì)映射模型，計(jì)算與十字測(cè)溫點(diǎn)對(duì)應(yīng)的料面溫度；建立的基于十字測(cè)溫的料面溫度估計(jì)映射模型如下：