[01733486]大型焦炉炼焦生产过程智能优化控制系统

随着钢铁工业的高速发展，钢铁企业对焦炭的质量产量提出了更高的要求。通过有效应用智能优化控制技术，进行深入的应用研究，建立大型焦炉炼焦生产过程智能优化控制系统，对于提高焦炭质量和产量、保证焦炉稳顺生产、节约能源消耗，真正实现炼焦生产绿色自动化，增强企业竞争力具有重要的意义。 项目应用软测量技术、智能控制与优化技术、优化调度技术、协调优化技术、集中监视技术，深入研究了炼焦配煤智能优化与控制、焦炉加热燃烧过程智能优化控制、焦炉作业计划与优化调度、炼焦生产过程协调优化与集中监视，建立了“大型焦炉炼焦生产智能优化控制系统”，为炼焦生产全流程优化控制提供一种先进可行的解决方案。 项目主要技术特点如下： (1)提出一种面向大型焦炉炼焦生产过程的智能优化控制系统解决方案，建立了包括协调监控级、优化控制级和基础自动化级的智能优化控制结构。 (2)提出一种基于质量预测模型的炼焦配煤多目标智能优化方法。通过建立配合煤质量线性回归预测模型和焦炭质量神经网络预测模型，开发基于模拟退火算法的炼焦配煤多目标优化方法，获得最优的配煤方案。 (3)提出一种基于蓄顶温度数据的低成本焦炉火道温度软测量技术。应用专家规则对建立的线性回归集成模型和监督式分布神经网络模型的输出进行协调，获得焦炉火道温度的实时软测量值，具有低成本、易维护、高精度的特点。 (4)提出一种基于复杂工况判断的焦炉加热燃烧过程智能优化控制方法。将焦炉加热燃烧过程控制问题分解为多个工况下的控制问题，分别设计以煤气流量和吸力控制为内环、焦炉火道温度为控制外环的串级智能控制算法，以及进行算法的模糊软切换，从而实现不同工况下的焦炉火道温度优化控制。 (5)提出一种面向多座焦炉作业的协同计划与优化调度方法。建立正常工况与异常工况下的优化调度模型，获得最优的推焦计划，从而达到了减少机械磨损、保证多座焦炉炼焦生产稳顺进行的目的。 (6)提出一种面向炼焦生产全流程的智能协调优化与实时集中监视技术。建立焦炉火道温度设定的智能集成模型，动态调整火道温度的设定值，实现炼焦生产全流程的智能协调优化。对炼焦配煤过程、焦炉加热燃烧过程和焦炉作业计划进行实时集中监视。 (7)建立了大型焦炉炼焦生产过程智能优化控制系统，在湖南华菱涟源钢铁有限公司焦化厂进行了应用，实现了炼焦配煤智能优化与控制、焦炉加热燃烧过程智能优化控制、焦炉作业计划与优化调度、炼焦生产过程协调优化与集中监视，达到提高焦炭质量、降低能源消耗、减少环境污染的目标。 系统投入实际运行后，各项主要技术指标达到了预期目标。焦炭质量预测准确率达到90%以上，有效地降低了配煤生产成本；实现了火道温度的在线软测量和优化控制，焦炉火道温度波动范围从±25℃下降到±10℃，满足了实际生产的需要；焦炉均匀系数与安定系数均有明显的提高，达到实际生产的要求；实现了炼焦过程的智能协调优化与实时集中监视，达到了炼焦生产过程的优化运行，有效地帮助焦炉技术人员实时了解运行情况。 系统实际应用表明：系统设计合理，技术先进，功能齐全，性能稳定，运行可靠，抗干扰能力强，各项主要技术指标达到了预期目标，创造了显著的经济效益和社会效益，项目整体水平达到了国际先进水平。该项目的研究成功，对钢铁工业的稳定生产和持续发展起到了巨大的推动作用。