[发明专利]一种基于综合满意度和时滞分析的热风炉空燃比修正方法

说明书

本发明涉及一种基于综合满意度和时滞分析的热风炉空燃比修正方法，属于高炉冶炼工艺技术领域。本发明的技术方案是：搜索拱顶温度与空燃比相关性强而与压力等因素相关性弱的区间，通过综合评价体系，选取综合满意度最优良的空燃比，指导下一燃烧周期生产；利用互相关系数法计算出变量间的时滞。本发明的有益效果是：保证所选取区间温度变化直接受空燃比影响且影响最大，进而保证修正结果更可靠，降低运算量，减少时间复杂度；通过综合评价体系，选取综合满意度最优良的空燃比指导下一燃烧周期生产，可以提高生产效率并降低能耗；利用互相关系数法计算出变量间的时滞，校正数据样本，保证数据更准确，进一步提高空燃比修正结果的有效性。

技术领域

本发明涉及一种基于综合满意度和时滞分析的热风炉空燃比修正方法，属于高炉冶炼工艺技术领域。

背景技术

热风炉是高炉生产的重要设施，作为高炉冶炼过程中一个重要环节，它的作用是通过燃烧煤气与助燃空气，使炉内蓄热室快速蓄热，蓄热完成后将鼓风机吹来的冷风加热成热风传递给高炉，为高炉冶炼提供适宜的高温环境，最终达到提高产量、降低成本等作用。在热风炉工作过程中，对助燃空气与高炉煤气的流量控制十分重要。假设煤气量给定值一定，若空气量不足，则会出现燃烧不充分，拱顶温度提升速度缓慢的问题；若空气量过多，虽然可以保证充分燃烧，但大量的空气会带入过多冷风，同样会导致拱顶温度提升速度缓慢，严重影响蓄热过程。因此，为提高燃烧效率且保证炉温快速上升，需要为热风炉提供合适的空气与煤气流量比值(简称空燃比)。

同时，由于热风炉燃烧过程复杂，在实际运行过程中，影响拱顶温度变化的大部分参数存在一定的时间滞后。假如某一时刻煤气流量增大或减小，引起的拱顶温度变化将发生在一段时间后，可认为当前时刻的煤气流量与一段时间之后的拱顶温度是相对应的，即拱顶温度相对煤气流量滞后一段时间。因此，为保证在大量数据中寻找到合适的空燃比，需要消除时滞等不利因素的影响。

目前对热风炉空燃比优化或修正的研究中，一方面没有考虑除了空燃比之外，其他因素也会对拱顶温度产生影响，即无法保证在调节过程中空燃比是影响拱顶温度的主导因素，因此空燃比优化的可信度不高，优化后无法有效提高燃烧效率且保证炉温快速上升；另一方面，时间滞后的存在严重影响了空燃比优化过程，在序列未对齐(未消除时间滞后)的情况下，优化过程得到的空燃比是原序列对应的空燃比，因此对燃烧效率和炉温的提升是有限的。

发明内容

本发明目的是提供一种基于综合满意度和时滞分析的热风炉空燃比修正方法，搜索拱顶温度与空燃比相关性强而与压力等因素相关性弱的区间，排除压力等因素对温度的影响，保证所选取区间温度变化直接受空燃比影响且影响最大，进而保证修正结果更可靠，降低运算量，减少时间复杂度；通过综合评价体系，保证多个生产目标满足实际工况要求，选取综合满意度最优良的空燃比，下一燃烧周期空燃比设定为该空燃比，预期可以提高生产效率并降低能耗；此外，为提升空燃比优化效果，利用互相关系数法计算出变量间的时滞，校正数据样本，保证数据更准确，进一步提高空燃比修正结果的有效性，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种基于综合满意度和时滞分析的热风炉空燃比修正方法，包含以下步骤：

(1)搜索与空燃比进行相关性分析的数据，搜索空燃比与拱顶温度相关性强，且空气压力和煤气压力与拱顶温度相关性弱的区间；

(2)对步骤(1)搜索出的区间，分析所有变量，根据专家经验得出评价指标，进行综合评价，给出综合满意度，选出满意度最高的区间对应空燃比的均值，作为空燃比修正值，指导下一燃烧周期生产；

(3)以拱顶温度为基础变量，向其他变量中加入时间偏差；

(4)通过互相关函数法确定其他变量与拱顶温度的相关性系数，进而确定滞后时间。

所述步骤(1)中，与空燃比进行相关性分析的数据包括：煤气流量、煤气管道压力、空气流量、空气管道压力和拱顶温度；进行区间搜索时，时间窗的选取等长，且不过大或过小。