CN110760633A - 高炉炉内气流分布控制方法、装置、存储介质及电子终端 - Google Patents

高炉炉内气流分布控制方法、装置、存储介质及电子终端 Download PDF

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孙小东
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杨博
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Abstract

本发明公开了一种高炉炉内气流分布控制方法，包括：实时获取炉内气流分布参数；基于实时获取的炉内气流分布参数确定炉内气流分布参数对应的评价分；确定实时获取的炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重；根据炉内气流分布参数对应的评价分和对应的权重得到炉内气流分布状态评价分；根据所述炉内气流分布状态评价分得到炉内气流分布诊断结果；根据所述炉内气流分布诊断结果对炉况进行实时调节。本发明定量评估高炉气流分布状态，并在高炉气流分布异常之前进行预警与调剂，确保高炉炉内气流分布均匀稳定，并在此基础上，合理的制定预警方式和对策，及时应对炉内气流分布的变化。

Description

高炉炉内气流分布控制方法、装置、存储介质及电子终端
技术领域
本发明属于高炉炼铁技术领域，特别是涉及一种高炉炉内气流分布控制方法、装置、存储介质及电子终端。
背景技术
高炉炉内气流分布是高炉运行状况判断的理论依据，炉内气流分布均匀稳定对炉况稳定运行极其关键。但是由于高炉冶炼过程中原料、设备和操作水平的频繁变化，势必会造成炉内气流异常分布，而且高炉炉内气流异常分布极易引起高炉炉况波动甚至失常，给高炉冶炼带来巨大的影响。所以，如何实时监控高炉炉内气流分布，进而在高炉炉况波动或失常之前进行预警及调剂，这是高炉冶炼操作人员迫切想要解决的问题。
尽管目前借助PLC自动化控制系统可以将高炉炉内气流参数传输给高炉，并将其显示在控制画面，看似实现了对高炉炉内气流参数的监控。但是对于高炉操作人员来讲，根本无法定量定性判断当前炉内气流分布处于何种状态，也未对气流分布状态做分类评定，即无法实现在高炉气流分布波动或失常之前进行预警及控制。所以，目前这种方式难以达到高炉操作人员对高炉炉内气流分布监控的要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高炉炉内气流分布控制方法、装置、存储介质及电子终端，用于解决现有技术的缺陷。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高炉炉内气流分布控制方法，所述控制方法包括：
实时获取炉内气流分布参数；
基于实时获取的炉内气流分布参数确定炉内气流分布参数对应的评价分；
确定实时获取的炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重；
根据炉内气流分布参数对应的评价分和对应的权重得到炉内气流分布状态评价分；
根据所述炉内气流分布状态评价分得到炉内气流分布诊断结果；
根据所述炉内气流分布诊断结果对炉况进行实时调节。
可选地，所述炉内气流分布参数包括：煤气利用率、煤气利用率偏差、边缘气流指数、边缘气流指数偏差、中心气流指数、中心气流指数偏差、炉顶中心温度、炉顶边缘四点温度、中心气流指数/边缘气流指数、中心气流指数/边缘气流指数比值偏差、冷却壁温度、炉顶温度偏差、料速偏差、料线偏差、风量偏差、风压偏差、全压差、鼓风动能偏差、鼓风湿度、炉腹煤气指数。
可选地，所述炉内气流分布诊断结果包括非常稳定、稳定、不稳定和异常。
可选地，所述炉内气流分布状态评价分P计算方法为：
Figure BDA0002288522390000021
其中pi表示第i项炉内气流分布参数的评价分，qi表示第i项炉内气流分布参数的权重。
可选地，该方法还包括对炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重进行等级划分。
可选地，所述对炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重包括四个等级。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高炉炉内气流分布控制装置，所述控制装置包括：
参数获取模块，用于实时获取炉内气流分布参数；
评价分获取模块，用于基于实时获取的炉内气流分布参数确定炉内气流分布参数对应的评价分；
权重确定模块，用于确定实时获取的炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重；
评价参数获取模块，用于根据炉内气流分布参数对应的评价分和对应的权重得到炉内气流分布状态评价分；
诊断结果获取模块，用于根据所述炉内气流分布状态评价分得到炉内气流分布诊断结果；
调节模块，用于根据所述炉内气流分布诊断结果对炉况进行实时调节。
可选地，所述炉内气流分布参数包括：煤气利用率、煤气利用率偏差、边缘气流指数、边缘气流指数偏差、中心气流指数、中心气流指数偏差、炉顶中心温度、炉顶边缘四点温度、中心气流指数/边缘气流指数、中心气流指数/边缘气流指数比值偏差、冷却壁温度、炉顶温度偏差、料速偏差、料线偏差、风量偏差、风压偏差、全压差、鼓风动能偏差、鼓风湿度、炉腹煤气指数。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种存储介质，存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述的方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述的方法。
如上所述，本发明的一种高炉炉内气流分布控制方法、装置、存储介质及电子终端，具有以下有益效果：
高炉操作人员可以依靠一种高炉炉内气流分布监控方法，定量评估高炉气流分布状态，并在高炉气流分布异常之前进行预警与调剂，确保高炉炉内气流分布均匀稳定，并在此基础上，合理的制定预警方式和对策，及时应对炉内气流分布的变化。
附图说明
图1为本发明一实施例一种高炉炉内气流分布控制方法的流程图；
图2为根据本发明进行监控的高炉炉内气流分布诊断结果画面；
图3为根据本发明进行监控的高炉炉内气流分布参数的评分画面；
图4为本发明一实施例一种高炉炉内气流分布控制装置的框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种高炉炉内气流分布控制方法，用于对炉内气流分布进行控制。因此，要确定哪些因素能够影响炉内气流分布，可以通过分析长期稳定运行的高炉，确定能够表征高炉稳定运行的炉内气流分布参数。在本实施例中，通过分析一共确定了25个能够影响炉内气流分布的参数，包括煤气利用率、煤气利用率偏差、边缘气流指数、边缘气流指数偏差、中心气流指数、中心气流指数偏差、炉顶中心温度、炉顶边缘四点温度、中心气流指数/边缘气流指数、中心气流指数/边缘气流指数比值偏差、冷却壁温度、炉顶温度偏差、料速偏差、料线偏差、风量偏差、风压偏差、全压差、鼓风动能偏差、鼓风湿度、炉腹煤气指数。
在确定了能够影响炉内气流分布参数后，依据各个气流分布参数对高炉炉况的影响程度给出权重，将高炉炉内气流分布参数权重进行等级划分。对炉内气流参数权重的等级划分可以根据不同的需要进行选择。在本实施例中将高炉炉内气分布参数权重分为四个等级，依次为10、7、4和2。
本发明是对炉内气流分布进行控制，在气流分布出现异常的情况下，对气流分布参数进行调节。因此，需要明确炉内气流分布的状态，炉内气流分布状态可以根据不同的需求进行设置。在本实施例中，将炉内气流分布状态划分为四个等级，包括非常稳定、稳定、不稳定和异常。炉内气流分布状态的四个等级反应了高炉炉内气流四种分布状态，包括非常稳定气流分布状态、稳定气流分布状态、不稳定气流分布状态和异常气流分布状态。
如图1所示，具体地控制方法包括：
S11实时获取炉内气流分布参数；
其中，炉内气流分布参数可以在高炉现场仪表检测设备基础上，借助PLC自动化控制系统和OPC接口完成高炉气流分布参数实时采集。
S12基于实时获取的炉内气流分布参数确定炉内气流分布参数对应的评价分；
其中，炉内气流分布参数对应的评价分是预先进行设定，比如预先设定炉内气流分布参数的范围为a～b，其相应的评价分为c～d。需要说明的是：若气流分布参数的范围a～b内包括了m个数值，相应的其评价分c～d内也应该包括m个数值。
若实时获取的炉内气流分布参数为a1,a1在a～b之间，则评价分为c～d中的一个确定的值，比如c1,c1在c～d之间。
由于本实施例包括了25个炉内气流分布参数，因此，针对不同的参数要设置不同的范围。而且不同的高炉具有差异性，因此，参数判别范围针对不同高炉需要分别确定。以下以具体的数值，以煤气利用率n进行说明。
若n>49，则相应的评价分为85～100；若47.5<n<49，则评价分为70～85；若46<n<47.5，则评价分为35～70；若n<46，则评价分为0～35。
需要说明的是，由于n>49包括了y种可能，那么其评价分85～100之间也应该包括y个数值，每一种可能对应于一个评价分。比如，若检测到n＝50，其评价分为86；若检测到n＝51，则其评价分为87；若检测到n＝52，其评价为88。
S13确定实时获取的炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重；
在前述步骤中已经根据高炉运行稳定时各个气流分布参数对高炉炉况的影响给出了权重，并对权重进行了分级。因此，将实时获取的炉内气流分布参数与前述步骤确定的高炉运行稳定时的炉内气分布参数进行匹配，确定当前的权重。
S14根据炉内气流分布参数对应的评价分和对应的权重得到炉内气流分布状态评价分；
其中，炉内气流分布状态评价分就是用于评价高炉是否运行稳定，在本实施例中，用P表示炉内气流分布状态评价分，则其中pi表示第i项炉内气流分布参数的评价分，qi表示第i项炉内气流分布参数的权重，i＝1,2,...,N。在本实施例中，N＝25。
具体地，P＝(A1*D1+A2*D2+……+A25*D25)
A1:表示第1项在所有25项中的权重占比，A1＝权重1/总的权重值；
D1:表示第1项参数数值对应的百分得分；
A2:表示第2项在所有25项中的权重占比，A2＝权重2/总的权重值；
D2:表示第2项参数数值对应的百分得分；
A25:表示第25项在所有25项中的权重占比，A25＝权重25/总的权重值；
D25:表示第25项参数数值对应的百分得分。
在一实施例中，由于将高炉炉内气分布参数权重分为10、7、4和2四个等级。因此，在具体计算时，内气流分布参数的权重可以有4个。
S15根据所述炉内气流分布状态评价分得到炉内气流分布诊断结果；
在本实施例中，预先设定了炉内气流分布诊断结果，包括了非常稳定、稳定、不稳定和异常。同时对这四个等级设定了相应的分数段：非常稳定分数大于或等于85分、稳定分数大于等于70且小于85分、不稳定大于等于35且小于70分、异常小于或等于35分。
因此，根据炉内气流分布状态评价分就可得到炉内气流分布诊数结果。比如，炉内气流分布状态评价分为50分，那么其诊断结果就为不稳定，那么就要根据此时的状态对炉内气流分布参数进行调节。
由于本实施例包括了25个炉内气流分布参数，其中部分参数通过小时内的分钟平均值表征，部分参数通过小时内的分钟偏差进行表征，部分参数通过参数之间的小时偏差进行表征，因此，本实施例获得了小时炉内气流分布状态评价分。
S16根据所述炉内气流分布诊断结果对炉况进行实时调节。同时，对于炉内气流分布诊断结果为进行显示，对诊断结果为不稳定或异常的，发出报警提示，同时对气流分布参数的异常值进行显示，对异常情况进行预警。
需要说明的是，在本实施例中，S11～S16只是步骤的序号，并不对具体的先后顺序进行限定，本领域技术人员可以根据需要对实施步骤的先后进行选择。
在对炉内气流分布参数进行调节时，可以直接调节相应的控制炉内气流分布参数的装置，也可以调节其他装置来对炉内气流分布参数进行影响。
通过生产实践，本发明能通过高炉炉内气流分布参数监控来对高炉炉内气流分布状态进行定量判断，做出及时准确的预警方式，保证确保高炉炉内气流分布均匀稳定，降低了异常气流分布的出现的概率，高炉日产量提升了200t左右，燃料比降低了10kg/t左右，实现了高炉降本增效、节能减排的目的。
高炉操作人员可以依靠一种高炉炉内气流分布监控方法，定量评估高炉气流分布状态，并在高炉气流分布异常之前进行预警与调剂，确保高炉炉内气流分布均匀稳定，并在此基础上，合理的制定预警方式和对策，及时应对炉内气流分布的变化。
如图4所示，一种高炉炉内气流分布控制装置，所述控制装置包括：
参数获取模块11，用于实时获取炉内气流分布参数；
评价分获取模块12，用于基于实时获取的炉内气流分布参数确定炉内气流分布参数对应的评价分；
权重确定模块13，用于确定实时获取的炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重；
评价参数获取模块14，用于根据炉内气流分布参数对应的评价分和对应的权重得到炉内气流分布状态评价分；
诊断结果获取模块15，用于根据所述炉内气流分布状态评价分得到炉内气流分布诊断结果；
调节模块16，用于根据所述炉内气流分布诊断结果对炉况进行实时调节。
于一实施例中，所述炉内气流分布参数包括：煤气利用率、煤气利用率偏差、边缘气流指数、边缘气流指数偏差、中心气流指数、中心气流指数偏差、炉顶中心温度、炉顶边缘四点温度、中心气流指数/边缘气流指数、中心气流指数/边缘气流指数比值偏差、冷却壁温度、炉顶温度偏差、料速偏差、料线偏差、风量偏差、风压偏差、全压差、鼓风动能偏差、鼓风湿度、炉腹煤气指数。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例的内容请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器((RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种高炉炉内气流分布控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
实时获取炉内气流分布参数；
基于实时获取的炉内气流分布参数确定炉内气流分布参数对应的评价分；
确定实时获取的炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重；
根据炉内气流分布参数对应的评价分和对应的权重得到炉内气流分布状态评价分；
根据所述炉内气流分布状态评价分得到炉内气流分布诊断结果；
根据所述炉内气流分布诊断结果对炉况进行实时调节。
2.根据权利要求1所述的高炉炉内气流分布控制方法，其特征在于，所述炉内气流分布参数包括：煤气利用率、煤气利用率偏差、边缘气流指数、边缘气流指数偏差、中心气流指数、中心气流指数偏差、炉顶中心温度、炉顶边缘四点温度、中心气流指数/边缘气流指数、中心气流指数/边缘气流指数比值偏差、冷却壁温度、炉顶温度偏差、料速偏差、料线偏差、风量偏差、风压偏差、全压差、鼓风动能偏差、鼓风湿度、炉腹煤气指数。
3.根据权利要求1所述的高炉炉内气流分布控制方法，其特征在于，所述炉内气流分布诊断结果包括非常稳定、稳定、不稳定和异常。
4.根据权利要求1所述的高炉炉内气流分布控制方法，其特征在于，所述炉内气流分布状态评价分计算方法为：
Figure FDA0002288522380000011
其中pi表示第i项炉内气流分布参数的评价分，qi表示第i项炉内气流分布参数的权重。
5.根据权利要求1所述的高炉炉内气流分布控制方法，其特征在于，该方法还包括对炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重进行等级划分。
6.根据权利要求5所述的高炉炉内气流分布控制方法，其特征在于，所述对炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重包括四个等级。
7.一种高炉炉内气流分布控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
参数获取模块，用于实时获取炉内气流分布参数；
评价分获取模块，用于基于实时获取的炉内气流分布参数确定炉内气流分布参数对应的评价分；
权重确定模块，用于确定实时获取的炉内气流分布参数对高炉炉况影响程度的权重；
评价参数获取模块，用于根据炉内气流分布参数对应的评价分和对应的权重得到炉内气流分布状态评价分；
诊断结果获取模块，用于根据所述炉内气流分布状态评价分得到炉内气流分布诊断结果；
调节模块，用于根据所述炉内气流分布诊断结果对炉况进行实时调节。
8.根据权利要求7所述的高炉炉内气流分布控制装置，其特征在于，所述炉内气流分布参数包括：煤气利用率、煤气利用率偏差、边缘气流指数、边缘气流指数偏差、中心气流指数、中心气流指数偏差、炉顶中心温度、炉顶边缘四点温度、中心气流指数/边缘气流指数、中心气流指数/边缘气流指数比值偏差、冷却壁温度、炉顶温度偏差、料速偏差、料线偏差、风量偏差、风压偏差、全压差、鼓风动能偏差、鼓风湿度、炉腹煤气指数。
9.一种存储介质，存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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