[發明專利]基于煤氣成份變化的高爐煤氣發生量及其熱值預測方法

有效

• 申請號: 201811098940.3
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109086949B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 劉凱;白雪;孟志權;徐春柏;黃永梁;劉常鵬;郝博
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團自動化有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/04
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明提供一種基于煤氣成份變化的高爐煤氣發生量及其熱值預測方法，在高爐煤氣重力除塵器或布袋除塵裝置后設置煤氣成分分析儀，通過對高爐生產過程中的高爐爐頂煤氣成份進行在線分析，同時以高爐煤氣成份和高爐鼓風量、富氧量為主要變量，以高爐鼓風與煤氣中N2平衡計算值為基準，提前預測煉鐵生產過程中產生的高爐煤氣發生量及其煤氣熱值，通過該方法可高精度(≥95％)預測高爐煤氣發生量及其煤氣熱值，為實現企業煤氣動態優化調度及下游高爐煤氣用戶對煤氣熱值的檢測與應用奠定了技術基礎；對實現企業煤氣零放散，下游煤氣用戶在線調控空燃比具有重要作用。

技術領域

本發明涉及鋼鐵生產技術領域，特別涉及一種基于煤氣成份變化的高爐煤氣發生量及其熱值預測方法。

背景技術

煤氣是鋼鐵企業最為重要的二次能源，是鋼鐵企業賴以生存的“血液循環”系統，煤氣利用效率的高低，直接決定了鋼鐵企業能源利用的水平，做到“零放散”是每個鋼鐵企業煤氣管理的最終目標。實現煤氣零放散的基礎就是煤氣的動態平衡調度，保證每個時段煤氣的發生量與使用量相一致。煤氣平衡調度的目的，就是對煤氣在未來時段發生的煤氣量及用戶消耗量進行預測，通過調整煤氣發生設備及使用設備(含緩沖設備)的操作參數，實現未來時段煤氣的平衡。但由于影響煤氣發生量的因素眾多，且非常復雜，其預測結果難以達到煤氣動態平衡調度所需的精度要求。

煤氣預測一般采用兩種方法。一是時間序列預測法，它是依據連續性原理，只有滿足“過去是這樣，將來也是這樣”的假設條件，才能用歷史數據預測它的未來，一旦這一假設條件不成立，其預測結果往往偏差較大。二是因果關系預測法，它是依據“因果關系”預測原理，只有“原因決定結果”的前題條件成立，才能通過建立相關變量間的確定性關系(函數關系)或非確定性關系(相關關系，如數據回歸分析法、人工神經網絡法)來預測它的未來；但由于高爐煤氣發生量及其熱值的預測影響因素眾多(比如：入爐焦比、噴煤比、焦丁比、熱風溫度、鼓風量、富氧率、高爐操作等)，且相關關系不清晰、采集數據不全、數據不準確等，造成預測精度很難滿足生產實際需要。兩種預測方法均存在欠缺，有待于深入研究解決。本發明專利采用以“因果”關系預測為主，兼顧時間序列，抓住高爐煤氣成分及其高爐鼓風量、富氧率三大影響因素，建立高爐煤氣發生量及其熱值預測模型，可高精度預測未來高爐煤氣發生量及其熱值，為實現工業應用奠定技術基礎。

發明內容

為了解決背景技術中所述問題，本發明提供一種基于煤氣成份變化的高爐煤氣發生量及其熱值預測方法，以高爐煤氣成份和高爐鼓風量、富氧量為主要變量，以高爐鼓風與煤氣中N2平衡計算值為基準，提前預測煉鐵生產過程中產生的高爐煤氣發生量及其煤氣熱值，為實現鋼鐵企業動態煤氣優化調度提供技術支撐。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種基于煤氣成份變化的高爐煤氣發生量及其熱值預測方法，包括如下步驟：

步驟一、在高爐煤氣重力除塵器或布袋除塵裝置后設置煤氣成分分析儀，通過對高爐生產過程中的高爐爐頂煤氣成份進行在線分析，包括分析煤氣中的N2、CO、H2、CH4氣體的體積百分含量，其中N2百分含量N_M；

步驟二、確定高爐鼓風量V_G、富氧量V_O2及高爐噴煤量Mf；

步驟三、煤氣發生量預測模型計算：

(1)單座高爐煤氣發生量預測模型為：

V_f(t)＝[N_G(t)/N_M(t)]×[KV_G(t)+V _O2(t)+V_n2(t)]t∈生產狀態時刻

V_f(t)＝0 t∈休風或停爐狀態時刻

其中：V_n2(t)＝Mf(t)/a