【摘要】：燒結(jié)礦是高爐煉鐵的重要原料之一,由粉狀含鐵原料燒結(jié)生成。燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程具有大滯后性、強(qiáng)耦合性、非線性等的特點(diǎn)。燒結(jié)工藝中,燒結(jié)終點(diǎn)是工藝參數(shù)調(diào)整的重要依據(jù),但由于現(xiàn)場(chǎng)工藝復(fù)雜,生產(chǎn)條件惡劣,涉及參數(shù)多,沒(méi)有相關(guān)儀器可以直接測(cè)得燒結(jié)終點(diǎn)的具體位置。傳統(tǒng)的燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型都是基于水分、風(fēng)量、料層厚度等參數(shù),應(yīng)用支持向量機(jī)回歸或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立,存在預(yù)測(cè)精度不夠、時(shí)間較長(zhǎng)、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)。針對(duì)上述燒結(jié)過(guò)程存在的問(wèn)題,提出基于燒結(jié)生產(chǎn)排放煙氣定量分析的燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)方法,通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)并分析燒結(jié)過(guò)程中排放的SO_2、O_2、NO_x氣體的濃度,采用隨機(jī)森林算法,建立燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)終點(diǎn)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。主要研究工作如下:1.構(gòu)建排放煙氣連續(xù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于某鋼廠450m~2燒結(jié)機(jī)的工藝流程,構(gòu)建燒結(jié)排放煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在大煙道除塵器的取氣孔處設(shè)置煙氣分析采樣探頭,并通過(guò)氣體分析儀、煙氣流量檢測(cè)儀實(shí)時(shí)在線分析包括SO_2、O_2、NO_x氣體在內(nèi)的濃度、流量、溫度等參數(shù),實(shí)現(xiàn)燒結(jié)煙氣的實(shí)時(shí)在線分析,為后續(xù)分析和建模提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2.排放煙氣數(shù)據(jù)預(yù)處理采集得到18210組數(shù)據(jù),采用小波分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行消噪處理,采用箱型圖法剔除7478組異常數(shù)值,最后剩余10732組數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,預(yù)處理過(guò)程提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量,為數(shù)據(jù)信息的挖掘和提取提供基礎(chǔ)。3.基于隨機(jī)森林算法和排放煙氣建立了燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型應(yīng)用關(guān)聯(lián)熱圖和平行坐標(biāo)法評(píng)估了各參數(shù)的重要性,確定了SO_2、O_2、NO_x氣體的濃度以及煙氣溫度和壓強(qiáng)作為建模數(shù)據(jù),然后劃分訓(xùn)練樣本和檢驗(yàn)樣本數(shù)據(jù),以SO_2、O_2、NO_x的濃度、溫度、壓力等參數(shù)作為輸入,以其相應(yīng)過(guò)程燒結(jié)終點(diǎn)為輸出,采用隨機(jī)森林算法,建立了基于排放煙氣的燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型;通過(guò)均方誤差分析,對(duì)決策樹(shù)數(shù)量、特征變量等模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,完成了燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建。應(yīng)用已確定燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型對(duì)2683組測(cè)試集數(shù)據(jù)進(jìn)行燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè),結(jié)果表明,相較同等數(shù)據(jù)建立的支持向量機(jī)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的燒結(jié)終點(diǎn)模型,基于隨機(jī)森林算法建立的燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型具有更高的預(yù)測(cè)精度和更高的處理效率,分別為96.95%和16.77s;此外,相較于傳統(tǒng)的利用水分、料層厚度、風(fēng)量等參數(shù)建立的模型,隨機(jī)森林模型的預(yù)測(cè)精度至少提高0.0171�；谂欧艧煔獾臒Y(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)為提高燒結(jié)終點(diǎn)的預(yù)測(cè)精度,改善燒結(jié)礦的生成效率提供了一種新的解決方法。
【圖文】：

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文表 3-1 燒結(jié)煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要裝置Table3-1 Main devices of the continuous emission monitoring system序號(hào) 名稱 規(guī)格型號(hào)氣體分析系統(tǒng)SMC-9021分析儀 SO2/NOx/O2S710采樣探頭及控制器 SMB-202煙氣預(yù)處理裝置 SMB-201伴熱管線 SMB-203專用工具氣瓶減壓閥 不銹鋼氣瓶減壓閥 銅探頭過(guò)濾器濾芯 陶瓷保護(hù)過(guò)濾器濾芯 BGL

(2)最大料層厚度為 700mm；(3)燒結(jié)點(diǎn)火溫度一般控制在 1000℃-1100℃之間；(3)總裝機(jī)容量 41141KW。該鋼廠采用自動(dòng)配料、生石灰熱水消化系統(tǒng)、混合料添加水自動(dòng)控制系統(tǒng)、小球燒結(jié)技術(shù)、燃料分加技術(shù)、燒結(jié)智能專家系統(tǒng)、蒸汽預(yù)熱物料和一、二次混合加熱水、熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)、配置鋪底料工藝、成品系統(tǒng)采用三次篩分的三系統(tǒng)作業(yè)流程等先進(jìn)工藝技術(shù)。燒結(jié)機(jī)區(qū)域有 6 臺(tái)大型電除塵器，整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域環(huán)保達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電，在國(guó)內(nèi)率先采用活性炭進(jìn)行燒結(jié)煙氣脫硫脫硝，同時(shí)去除處二惡英、脫重金屬、粉塵等多種有害物質(zhì)，脫硫效率達(dá)到 95％。正常工況下，從臺(tái)車布料到燒結(jié)礦在機(jī)尾卸下，，大約需要 40min。一般情況下，從機(jī)頭開(kāi)始至尾部發(fā)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)異常需要 30分鐘以上，因此，一般燒結(jié)終點(diǎn)的調(diào)整周期都在 1 小時(shí)以上，也存在較大的滯后性�；谠撲搹S 450m2燒結(jié)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)工藝狀況，實(shí)驗(yàn)基于 SMC-9021 燒結(jié)煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)其燒結(jié)過(guò)程中的煙氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為期 2 個(gè)多月。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TF046.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王子兵;常建;趙濤;張遵乾;張浩;張玉柱;秦萬(wàn)闊;;基于反應(yīng)帶觸底映像的燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)報(bào)模型[J];燒結(jié)球團(tuán);2016年06期

2 丁園;王斌;鄢進(jìn)沖;潘f*;;基于二維區(qū)間自回歸模型的燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)[J];燒結(jié)球團(tuán);2017年03期

3 王波;谷林波;田偉;;利用風(fēng)箱溫度對(duì)燒結(jié)終點(diǎn)的模糊控制[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2011年23期

4 李明河,孫雁飛;燒結(jié)終點(diǎn)模糊控制應(yīng)用探討[J];安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年03期

5 恩毓田,張金良,楊為民,魏立峰;燒結(jié)終點(diǎn)控制[J];控制與決策;1987年04期

6 鄭鹿鳴;燒結(jié)終點(diǎn)微機(jī)控制系統(tǒng)的原理及其數(shù)學(xué)模型[J];冶金自動(dòng)化;1989年06期

7 何明杰;何天明;曾成勇;;杭鋼2×105m~2燒結(jié)終點(diǎn)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J];浙江冶金;2015年04期

8 劉增環(huán);鄭軍虎;董軍;;燒結(jié)終點(diǎn)的優(yōu)化控制[J];自動(dòng)化與儀表;2013年04期

9 李屹;王瑩;;基于機(jī)器視覺(jué)的燒結(jié)終點(diǎn)識(shí)別方法研究[J];冶金自動(dòng)化;2012年06期

10 沈繼華;陳立山;王斌;;燒結(jié)終點(diǎn)微機(jī)閉環(huán)控制[J];江蘇冶金;1990年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前8條

1 何明杰;何天明;曾成勇;;杭鋼2×105m~2燒結(jié)終點(diǎn)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用[A];2015年第三屆煉鐵對(duì)標(biāo)、節(jié)能降本及相關(guān)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2015年

2 周衛(wèi);彭憲建;;首鋼燒結(jié)終點(diǎn)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用[A];全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2009年會(huì)論文集[C];2009年

3 張輝;周明順;夏鐵玉;謝永清;劉帥;翟立委;劉杰;徐禮兵;;解決燒結(jié)機(jī)箅條糊堵問(wèn)題的生產(chǎn)實(shí)踐[A];第十屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)暨第六屆寶鋼學(xué)術(shù)年會(huì)論文集II[C];2015年

4 陳宇新;;本鋼北營(yíng)400m~2燒結(jié)優(yōu)化操作與技術(shù)改進(jìn)[A];2017第五屆煉鐵對(duì)標(biāo)、節(jié)能降本及新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2017年

5 陳宇新;;本鋼北營(yíng)400m~2燒結(jié)優(yōu)化操作與技術(shù)改進(jìn)[A];2017年全國(guó)高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2017年

6 曹俊;趙保祥;孫麗明;;唐鋼2~#燒結(jié)機(jī)擴(kuò)容改造的生產(chǎn)實(shí)踐[A];河北冶金學(xué)會(huì)煉鐵技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

7 高新洲;扈恩征;;優(yōu)化燒結(jié)生產(chǎn)組織的探討[A];2008年全國(guó)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨煉鐵年會(huì)文集（上冊(cè)）[C];2008年

8 江重國(guó);李福進(jìn);勾建哲;;DCS控制系統(tǒng)在燒結(jié)生產(chǎn)中的應(yīng)用[A];2011第十六屆全國(guó)自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)年會(huì)專輯[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 周衛(wèi) 云東;雙模式燒結(jié)終點(diǎn)智能控制系統(tǒng)在柳鋼的應(yīng)用[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2018年

2 尹剛 張素平;萊鋼燒結(jié)終點(diǎn)模糊控制技術(shù)獲突破[N];中國(guó)冶金報(bào);2008年

3 齊瑞普 祁衛(wèi)新;首礦燒結(jié)廠主機(jī)全部實(shí)現(xiàn)燒結(jié)終點(diǎn)智能控制[N];中國(guó)冶金報(bào);2008年

4 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 陳柳兵 通訊員 董世梅;“火車頭”拉動(dòng)，創(chuàng)新創(chuàng)效[N];中國(guó)冶金報(bào);2017年

5 張輝 周明順 夏鐵玉 劉帥 翟立委 劉杰 徐禮兵;追根溯源，不讓箅條糊住效益[N];中國(guó)冶金報(bào);2016年

6 本報(bào)通訊員 于文杰;創(chuàng)新八雄創(chuàng)效記[N];中國(guó)冶金報(bào);2015年

7 許滿興;點(diǎn)好火是確保燒結(jié)產(chǎn)量、質(zhì)量的關(guān)鍵操作[N];中國(guó)冶金報(bào);2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 陳許玲;燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)集成優(yōu)化控制指導(dǎo)系統(tǒng)的研究[D];中南大學(xué);2006年

2 向齊良;基于燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)的燒結(jié)過(guò)程智能控制系統(tǒng)及應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2008年

3 李桃;燒結(jié)過(guò)程智能實(shí)時(shí)操作指導(dǎo)系統(tǒng)的研究[D];中南大學(xué);2000年

4 吳曉峰;基于支持向量機(jī)的燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)報(bào)與控制研究[D];上海大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 吳連軍;基于排放煙氣分析的燒結(jié)礦燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)研究[D];太原理工大學(xué);2019年

2 魏玉龍;燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型與控制方法研究[D];東北大學(xué);2015年

3 高廣宇;燒結(jié)過(guò)程燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)報(bào)模型研究[D];東北大學(xué);2014年

4 單丁;基于性能評(píng)價(jià)的燒結(jié)終點(diǎn)控制策略與應(yīng)用[D];中南大學(xué);2012年

5 廖環(huán)宇;燒結(jié)過(guò)程燒結(jié)終點(diǎn)智能控制策略及工業(yè)應(yīng)用[D];中南大學(xué);2010年

6 歐佩紅;217m~2燒結(jié)機(jī)燒結(jié)終點(diǎn)優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D];中南大學(xué);2008年

7 張強(qiáng);燒結(jié)終點(diǎn)模糊控制研究與應(yīng)用[D];山東大學(xué);2010年

8 鄭紅燕;基于模糊滿意度的燒結(jié)終點(diǎn)智能優(yōu)化控制策略研究及應(yīng)用[D];中南大學(xué);2007年

9 蔡泉;鐵礦石燒結(jié)過(guò)程終點(diǎn)控制方法研究與應(yīng)用[D];東北大學(xué);2013年

10 崔凱;面向綜合生產(chǎn)目標(biāo)的鉛鋅燒結(jié)過(guò)程優(yōu)化方法研究[D];中南大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2656048