[發明專利]高爐操作參數及狀態變量與CO利用率相關性分析方法

有效

• 申請號: 201711051195.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107729676B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 安劍奇;吳敏;張可鑫;曹衛華;陳鑫
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

1.高爐操作參數及狀態變量與CO利用率相關性分析方法，所述方法由硬件系統實現，其特征在于：包括以下步驟：對所述高爐操作參數及狀態變量的數據進行濾波和預處理得到濾波和預處理后的高爐操作參數及狀態變量；設定截止頻率，提取不同截止頻率下的所述濾波和預處理后的高爐操作參數及狀態變量；利用離散變量的互信息方法分析不同截止頻率下提取的濾波和預處理后的高爐操作參數及狀態變量與CO利用率的相關性；設定相關性閾值，確定滿足相關性閾值的不同截止頻率下提取的濾波和預處理后高爐操作參數及狀態變量；相關性的計算步驟具體包括：以X＝[x₁,...,x_i,...,x_o]^T表示高爐操作參數及狀態變量，Y＝[y₁,...,y_i,...y_o]^T表示CO利用率；將橫坐標劃分為k個區間，縱坐標劃分為l個區間；X和Y的聯合概率分布以及變量概率分布計算式如下：

其中，p(X_j,Y_m)表示變量X和變量Y的聯合概率分布，p(X_j)表示變量X的邊緣概率分布，p(Y_m)表示變量Y的邊緣概率分布；j表示變量X的區間序列，m表示變量Y的區間序列，n_jm表示同時落在變量X的第j個區間以及變量Y的第m個區間的樣本數；根據所述p(X_j,Y_m)、p(X_j)及p(Y_m)計算得到所述X及Y的互信息數值，即，X及Y的相關性大小。

2.如權利要求1所述的高爐操作參數及狀態變量與CO利用率相關性分析方法，其特征在于：所述濾波和預處理的基礎為快速傅里葉變換，具體步驟包括：確定影響CO利用率的潛在高爐操作參數及狀態變量的樣本數據；剔除樣本數據中的異常值獲得樣本數據集；確定所述樣本數據集的離散序列x(n)及采樣時間序列；對所述離散序列x(n)進行離散快速傅里葉變換；設定截止頻率標度值并據此提取滿足截止頻率標度值條件的離散快速傅里葉變換后的離散序列x(n)。

3.如權利要求2所述的高爐操作參數及狀態變量與CO利用率相關性分析方法，其特征在于：所述高爐操作參數及狀態變量的樣本數據包括：爐墻熱負荷、冷風流量、冷風壓力、熱風壓力、爐頂上升管頂溫、壓差、透氣性指數、礦焦比、料速、硅含量、富氧量及噴煤量。

4.如權利要求2所述的高爐操作參數及狀態變量與CO利用率相關性分析方法，其特征在于：所述確定所述樣本數據集的離散序列x(n)及采樣時間序列包括：確定采樣頻率F_s，采樣時間間隔采樣點數n，采樣時間序列t＝(0,1,...,n-1)×T。

5.如權利要求2所述的高爐操作參數及狀態變量與CO利用率相關性分析方法，其特征在于：所述離散快速傅里葉變換具體公式為：其中，n表示采樣點數,N表示最接近n的2的整數次方，g表示頻率的樣本點。

6.如權利要求5所述的高爐操作參數及狀態變量與CO利用率相關性分析方法，其特征在于：所述設定截止頻率標度值并據此提取滿足截止頻率標度值條件的離散快速傅里葉變換后的離散序列x(n)具體包括：所述截止頻率標度值與截止頻率的關系為：其中，f_c表示真實的截止頻率，F_s表示采樣頻率，F_c表示截止頻率標度值；保留頻率小于等于F_c或大于等于N-F_c+2的離散序列。

7.如權利要求1所述的高爐操作參數及狀態變量與CO利用率相關性分析方法，其特征在于：所述根據所述p(X_j,Y_m)、p(X_j)及p(Y_m)計算得到所述X及Y的互信息數值具體公式為：

其中，I(X,Y)表示變量X和變量Y之間的互信息值，根據互信息的大小來確定與CO利用率相關性大的高爐操作參數及狀態變量。