高爐煉鐵工業(yè)代謝網(wǎng)絡(luò)通量預(yù)測及仿真研究
發(fā)布時間:2021-09-05 18:29
在當(dāng)前資源日益緊張、環(huán)境壓力倍增、環(huán)保政策不斷收緊的形勢下,鋼鐵企業(yè)要實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo),進(jìn)一步的提升企業(yè)的核心競爭力以適應(yīng)社會的發(fā)展。要實現(xiàn)節(jié)能減排,必須要清晰企業(yè)生產(chǎn)中物流的變化。目前的高爐煉鐵工藝在建模的過程中,主要考慮的是高爐的順行和溫度的控制,較少的考慮工業(yè)代謝物的變化、反應(yīng)情況,對其中的污染物的考慮也不多,因此需要構(gòu)建更加全面的高爐模型。通過對高爐內(nèi)部物質(zhì)的運行情況分析,構(gòu)建工業(yè)代謝網(wǎng)絡(luò),由于代謝網(wǎng)絡(luò)屬于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),在求解上比較復(fù)雜,而人工智能研究中的多智能體對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的求解具有很好的優(yōu)勢,因此在代謝工程中建立起通量預(yù)測模型,在S系統(tǒng)方程基礎(chǔ)上構(gòu)建交互關(guān)系,搭建多智能體仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)不再是根據(jù)以往的黑箱模型,而是更加全面的考慮其中反應(yīng)過程的建模方法,通過仿真,可以預(yù)測高爐物料的濃度以及反應(yīng)的速度,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的調(diào)控,在保證高爐順行的前提下,提高生產(chǎn)效率,降低能源物質(zhì)的消耗,減少污染物的生成排放,實現(xiàn)綠色高效發(fā)展。首先,闡明了代謝理論在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用基礎(chǔ),證明了其在工業(yè)系統(tǒng)中的可行性,通過對高爐煉鐵過程的工藝流程分析,建立起完整的代謝網(wǎng)絡(luò),并在此基礎(chǔ)上建立通量預(yù)...
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
生鐵產(chǎn)量(單位:萬噸)
?晌?刖幻浩??饈卑刖幻浩?ü?浩?芙?氳矯浩?換?低持校??芯??荊?之后成為凈化煤氣。凈化煤氣通過凈化煤氣管道輸送到各用戶。渣處理系統(tǒng)主要是對高爐產(chǎn)生的爐渣進(jìn)行處理,把液態(tài)的爐渣經(jīng)過處理制成干渣和水渣,這里干渣一般用作建筑的骨料,水渣可輸送給水泥廠作為生產(chǎn)水泥的原料。3.1.2高爐模型確定了本研究的對象主體是高爐煉鐵系統(tǒng),這里需要對高爐模型進(jìn)行建立,將高爐內(nèi)部分區(qū)域,化為為五個帶區(qū)域。高爐煉鐵過程中,高爐內(nèi)部的主要分布情況大致可分為五個區(qū)域,塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、渣鐵帶以及風(fēng)口帶見圖3.3。塊狀帶的溫度主要為800℃以下,物料從爐頂進(jìn)入爐內(nèi),在這一區(qū)域主要以固態(tài)形式存在,發(fā)生少量的還原反應(yīng)。軟熔帶的溫度主要為800℃-1000℃,這一區(qū)域,固態(tài)的物質(zhì)逐步熔化向下進(jìn)入滴落帶,在此期間發(fā)生大量的固液反應(yīng)。滴落帶以及渣鐵帶的溫度主要為1000℃以上,在這里完成造渣等反應(yīng),之后通過渣鐵帶,輸出爐渣和生鐵。風(fēng)口帶主要是鼓入加熱后的氧氣、氮氣等氣體。圖3.3高爐內(nèi)部分布情況
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文32a)迭代10次適應(yīng)度曲線b)迭代15次適應(yīng)度曲線c)迭代20次適應(yīng)度曲線d)迭代30次適應(yīng)度曲線圖3.5不同迭代次數(shù)的適應(yīng)度曲線適應(yīng)度曲線表示實際值與理論值差值的絕對值的平方和,其值越小表示適應(yīng)度越好,擬合的效果越好。從上圖可見適應(yīng)度在迭代20次以后趨于穩(wěn)定,在此基礎(chǔ)上,對擬合出的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整,之后再進(jìn)行迭代10次,得到圖3.5(d),因此這里選擇第20次迭代的參數(shù)數(shù)組作為擬合結(jié)果。結(jié)果如圖3.6所示。
本文編號:3385864
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
生鐵產(chǎn)量(單位:萬噸)
?晌?刖幻浩??饈卑刖幻浩?ü?浩?芙?氳矯浩?換?低持校??芯??荊?之后成為凈化煤氣。凈化煤氣通過凈化煤氣管道輸送到各用戶。渣處理系統(tǒng)主要是對高爐產(chǎn)生的爐渣進(jìn)行處理,把液態(tài)的爐渣經(jīng)過處理制成干渣和水渣,這里干渣一般用作建筑的骨料,水渣可輸送給水泥廠作為生產(chǎn)水泥的原料。3.1.2高爐模型確定了本研究的對象主體是高爐煉鐵系統(tǒng),這里需要對高爐模型進(jìn)行建立,將高爐內(nèi)部分區(qū)域,化為為五個帶區(qū)域。高爐煉鐵過程中,高爐內(nèi)部的主要分布情況大致可分為五個區(qū)域,塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、渣鐵帶以及風(fēng)口帶見圖3.3。塊狀帶的溫度主要為800℃以下,物料從爐頂進(jìn)入爐內(nèi),在這一區(qū)域主要以固態(tài)形式存在,發(fā)生少量的還原反應(yīng)。軟熔帶的溫度主要為800℃-1000℃,這一區(qū)域,固態(tài)的物質(zhì)逐步熔化向下進(jìn)入滴落帶,在此期間發(fā)生大量的固液反應(yīng)。滴落帶以及渣鐵帶的溫度主要為1000℃以上,在這里完成造渣等反應(yīng),之后通過渣鐵帶,輸出爐渣和生鐵。風(fēng)口帶主要是鼓入加熱后的氧氣、氮氣等氣體。圖3.3高爐內(nèi)部分布情況
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文32a)迭代10次適應(yīng)度曲線b)迭代15次適應(yīng)度曲線c)迭代20次適應(yīng)度曲線d)迭代30次適應(yīng)度曲線圖3.5不同迭代次數(shù)的適應(yīng)度曲線適應(yīng)度曲線表示實際值與理論值差值的絕對值的平方和,其值越小表示適應(yīng)度越好,擬合的效果越好。從上圖可見適應(yīng)度在迭代20次以后趨于穩(wěn)定,在此基礎(chǔ)上,對擬合出的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整,之后再進(jìn)行迭代10次,得到圖3.5(d),因此這里選擇第20次迭代的參數(shù)數(shù)組作為擬合結(jié)果。結(jié)果如圖3.6所示。
本文編號:3385864
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