高爐是鋼鐵工業(yè)中最為重要的工業(yè)對象之一,也是我國鋼鐵工業(yè)高能耗,高排放的主要來源。面對鋼鐵工業(yè)節(jié)能降耗的嚴峻形勢,高爐煉鐵向高效、低耗、自動化方向發(fā)展勢在必行。高爐噴煤技術是現代高爐煉鐵生產廣泛采用的技術,已成為高爐下部調節(jié)所不可缺少的重要手段之一,以價格低廉的煤粉部分替代價格昂貴且日趨匱乏的焦炭,既降低了高爐煉鐵的焦比,節(jié)約成本,也降低了煉焦生產的能耗與污染。因此,提高噴煤量替代部分焦炭是高爐生產降低能耗、節(jié)約成本的有效措施。目前,高爐冶煉噴煤操作仍采用人工模式,即操作人員根據工藝指標及冶煉知識,憑借積累的經驗決策出噴煤設定值,并根據爐溫、爐況對噴煤量進行增減操作。但由于高爐冶煉過程存在復雜性、滯后性和狀態(tài)多變性,噴煤設定值由爐長人為給定,存在盲目性,粗糙性等問題,無法準確地決策出當前爐況下的最佳噴煤設定值。同時,在高爐冶煉過程中,各單元都是孤立運行的,缺乏協(xié)同優(yōu)化,嚴重影響了大型高爐運行的效率,安全性和可靠性,導致難實現低耗、高產、優(yōu)質的優(yōu)化控制目標。因此,利用高爐冶煉過程的專家知識和過程數據建立運行優(yōu)化控制模型,是冶金與控制領域研究的熱點問題,也是亟待解決的難點問題。針對以上問題... 

【文章來源】：內蒙古科技大學內蒙古自治區(qū)

【文章頁數】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題研究意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 高爐噴煤技術研究現狀
        1.2.2 高爐冶煉過程優(yōu)化決策現狀
    1.3 本文研究內容
2 高爐冶煉問題描述及研究方案
    2.1 高爐冶煉工藝描述
    2.2 噴煤對高爐冶煉過程的影響
    2.3 高爐冶煉過程控制模式及解耦描述
    2.4 高爐噴煤優(yōu)化研究方案
    2.5 本章小結
3 高爐冶煉過程數據分析處理
    3.1 變量選取
    3.2 數據預處理
        3.2.1 異常值檢測
        3.2.2 缺失值修補
        3.2.3 數據歸一化
    3.3 數據降維
        3.3.1 相關性分析原理
        3.3.2 相關性分析應用
    3.4 本章小結
4 噴煤量設定值優(yōu)化模型建立
    4.1 基于K-均值聚類的徑向基神經網絡
    4.2 優(yōu)化目標關聯(lián)模型
    4.3 爐溫預測模型
    4.4 模型評價
    4.5 本章小結
5 基于燃料比最優(yōu)的高爐噴煤量設定值優(yōu)化
    5.1 NSGA-Ⅱ算法原理
    5.2 單目標優(yōu)化及其結果
        5.2.1 基于燃料比最小的單目標優(yōu)化
        5.2.2 基于煤比最大的單目標優(yōu)化
    5.3 多目標優(yōu)化及其結果
    5.4 優(yōu)化結果對比分析
    5.5 本章小結
6 基于DE和 NSGA-Ⅱ混合進化算法的多目標優(yōu)化
    6.1 差分進化算法
    6.2 DE和 NSGA-Ⅱ混合進化算法
    6.3 多目標優(yōu)化及其結果
    6.4 兩種算法優(yōu)化結果對比分析
    6.5 本章小結
結論
參考文獻
在學研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高爐多目標優(yōu)化模型的建立及驗證[J]. 張宗旺,車曉銳,張宏博.  過程工程學報. 2017(01)
[2]基于NSGA-Ⅱ算法的高爐生產配料多目標優(yōu)化模型建立[J]. 華長春,王雅潔,李軍朋,唐英干,盧志剛,關新平.  化工學報. 2016(03)
[3]鋼鐵制造資源優(yōu)化配置研究[J]. 張璋,趙剛,張業(yè)祥,章翔,方成.  冶金自動化. 2015(06)
[4]以損失最小為目標的高爐煉鐵過程優(yōu)化及分析[J]. 劉雄,秦曉勇,陳林根,孫豐瑞.  鋼鐵研究. 2015(04)
[5]分段線性回歸和動態(tài)加權神經網絡融合的高爐料位預測[J]. 蔣朝輝,李晞月,桂衛(wèi)華,謝永芳,陽春華.  控制理論與應用. 2015(06)
[6]沙鋼5800m3高爐的合理噴煤比分析[J]. 雷鳴,張明星,杜屏,邱輝.  鋼鐵. 2015(05)
[7]數據驅動的復雜磨礦過程運行優(yōu)化控制方法[J]. 代偉,柴天佑.  自動化學報. 2014(09)
[8]高爐鐵水溫度的多元時間序列建模和預測[J]. 崔桂梅,李靜,張勇,盧俊慧,馬祥.  鋼鐵研究學報. 2014(04)
[9]一種基于感紅外圖像處理的高爐中心煤氣流分布模式識別方法[J]. 崔桂梅,曹安威,馬祥.  信息與控制. 2014(01)
[10]復雜工業(yè)過程運行優(yōu)化與反饋控制[J]. 柴天佑.  自動化學報. 2013(11)

碩士論文
[1]基于數據驅動的高爐冶煉過程噴煤優(yōu)化[D]. 高翠玲.內蒙古科技大學 2015
[2]基于爐溫趨勢的高爐噴煤量預測研究[D]. 侯佳.內蒙古科技大學 2015
[3]高爐生產多目標優(yōu)化模型及高爐煤氣預測研究[D]. 戶彥飛.天津理工大學 2015
[4]基于數據驅動的高爐冶煉噴煤規(guī)則挖掘[D]. 張軒.內蒙古科技大學 2014
[5]高爐爐況預測和煤氣流分布關系建模方法研究[D]. 杜楠.中南大學 2014
[6]焦爐火道溫度的多目標優(yōu)化與控制方法研究[D]. 李江寧.東北大學 2011
[7]首鋼高爐噴煤自動控制系統(tǒng)的設計與實現[D]. 周德謀.東北大學 2009
[8]重鋼高爐噴煤優(yōu)化與實踐研究[D]. 黎均紅.重慶大學 2007
[9]攀鋼2000m～3高爐風口回旋區(qū)特征的研究[D]. 曾華鋒.重慶大學 2007



本文編號：3171663