热风炉最优燃烧控制系统研究

摘要

热风炉是给高炉炼铁提供热量的重要设备，但是其控制过程复杂、国内企业自动化设备的不完善，其优化控制面临软件硬件等多方面困难：首先是将高炉炼铁产生的高炉煤气作为燃料，其热值随着高炉原料的差异而波动，难以控制；其次，大多中小型高炉热风炉的检测设备不完善，无法采集蓄热砖温度，废气残氧含量等重要数据，不能建立数学模型进行控制。针对国内大多中小型高炉的现状，本文利用数据驱动技术，将隐含在生产运行积累的大量数据中的规律找到，根据状态参数寻找与当前运行情况相适宜的操作参数。对于热风炉生产过程中的能源节约，能耗减低、成本减少、企业的竞争力的增强和建设节约型企业有重要的意义。
　　在国家提倡建立节约型社会的背景下，针对当前热风炉耗能高，热效率低的缺点，本文在充分了解热风炉控制机理的基础上，研究了热风炉燃烧控制操作参数优化方法结合热风炉燃烧过程中操作参数的特征，复杂控制系统的研究现状，提出了基于数据驱动的热风炉燃烧过程操作参数优化方法，该方法实现了热风炉操作参数设定值的优化。在保证热风炉蓄热目标的基础上，节约煤气使用，达到节能长寿的目标。
　　针对热风炉控制的独特性，将热风炉热效率作为评价指标，筛选海量的运行数据建立优良操作样本集；提出基于欧氏距离的操作模式多级匹配方法，该方法计算模式间欧氏距离并转换成相似度值大小来度量操作模式的相似性，采用模糊C均值聚类方法对优良模式库聚类分析，降低模式之间相似度的计算复杂程度，快速准确的匹配到最优操作参数，很大程度上提升了模式匹配过程的效率。
　　利用上述热风炉操作参数优化方法，结合某炼铁厂热风炉实际燃烧运行过程，采用大量数据验证，结果表明该方法具有较好的节约煤气效果，能够给现场人员提供决策指导，对热风炉燃烧过程的整体优化具有积极作用。

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1.绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2热风炉概述

1.3国内外研究现状

1.4 论文主要内容

2 热风炉工艺流程

2.1 热风炉工艺介绍

2.2 热风炉结构组成

2.3热风炉操作方式

2.4热风炉运行评价标准

2.5小结

3 热风炉数据分析

3.1数据挖掘概述

3.2热风炉数据分析

3.3小结

4 热风炉操作模式匹配优化

4.1热风炉操作模式优化框架

4.2筛选优良操作样本集

4.3操作模式多级匹配

4.4小结

5 仿真模式匹配实验

5.1高煤气消耗炉次匹配实验

5.1低煤气消耗炉次匹配实验

5.3小结

结论

参考文献

附录A 数据（部分）

在学研究成果

致谢