專利名稱：高爐CO₂排放智能優(yōu)化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐節(jié)能減排控制技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種高爐CO2排放智能優(yōu)化控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)是對溫室氣體排放控制影響最大的產(chǎn)業(yè)，其溫室氣體排放主要以CO2排放為主。我國鋼鐵工業(yè)的碳排放中，95%以上的碳排放都來自于能源消耗。利用節(jié)能減排技術(shù)降低CO2排放，最可行也最有效的減排措施是降低工序能耗。高爐煉鐵工序作為鋼鐵生產(chǎn)工序中能耗最高的工序，其能耗比重占全部能耗的50%以上，因此實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)溫室氣體減排的關(guān)鍵在于高爐煉鐵工序的節(jié)能減排。目前，高爐煉鐵實際生產(chǎn)過程中，能耗程度大大高于其設(shè)計能耗，其主要原因在于高爐控制系統(tǒng)的控制只局限于維持生產(chǎn)的正常運行，而 沒有發(fā)揮出優(yōu)化控制的作用。高爐CO2排放涉及的因素比較多，并且沒有合理的數(shù)學(xué)模型，因此在實際生產(chǎn)中也很少把CO2排放指標(biāo)直接作為控制變量結(jié)合在控制方案中。中國專利局2003年公布的《智能控制高爐冶煉的系統(tǒng)》(CN02137569. O)、《一種利用智能控制系統(tǒng)控制高爐冶煉的方法》(CN02137568. I)，可以看出目前高爐的優(yōu)化控制主要是針對能耗、產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行的多目標(biāo)優(yōu)化，通過對不同的優(yōu)化目標(biāo)建立優(yōu)化模型，利用計算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化求解并幫助加強(qiáng)高爐的運行管理與控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的低耗、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。但是這些技術(shù)文件都沒有從優(yōu)化CO2排放的角度建立高爐生產(chǎn)過程CO2排放優(yōu)化模型，也就無法實現(xiàn)高爐生產(chǎn)過程的CO2排放的控制。目前研究高爐CO2排放的計算方法主要有兩類，一類是基于高爐生產(chǎn)過程中碳素平衡，利用高爐的碳素輸入量減去固定碳含量來計算高爐產(chǎn)生的CO2排放量，這種計算方式在計算過程中沒有考慮固定C損失、高爐煤氣回收利用的因素以及產(chǎn)品碳折扣，因此結(jié)果偏高。一類是通過計算高爐生產(chǎn)過程中能量消耗，利用高爐能量消耗轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤消耗，然后利用單位標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的CO2量來計算整體高爐生產(chǎn)過程的CO2排放量，在實際生產(chǎn)過程中，不同鋼廠能源結(jié)構(gòu)不同，并且二次能源利用率也不相同，這樣導(dǎo)致高爐噸鐵的能耗與CO2排放存在變化不一致的情況，因此計算結(jié)果并不能真實反映CO2排放。這些計算方式實際上脫離了高爐實際生產(chǎn)過程，因此無法實現(xiàn)高爐CO2排放的優(yōu)化。目前針對高爐生產(chǎn)過程CO2排放的優(yōu)化建模，主要采取的是過程集成方法。文獻(xiàn)[C.Wang，M.larsson, C. Ryman, et. A model on CO2 emission reduction in integrated steelmakingby optimization methods , Int. J. Energy Res. 2008; 32:1092-1106]和文獻(xiàn)[張綺，姚影輝，蔡九菊，沈峰滿.高爐煉鐵過程多目標(biāo)優(yōu)化模型的研究及應(yīng)用.東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) Vol. 32，No. 2，2011]均提到了采用過程集成的方法實現(xiàn)高爐生產(chǎn)過程CO2排放的優(yōu)化，通過模型的優(yōu)化求解，可以得出高爐生產(chǎn)過程中最小CO2排放時的最優(yōu)化原料組成和產(chǎn)品質(zhì)量。由于這些文獻(xiàn)在建立CO2排放優(yōu)化的模型中，只考慮了輸入、輸出物質(zhì)和能量對CO2排放的影響，因此優(yōu)化結(jié)果只是理想的生產(chǎn)原料組成和生產(chǎn)產(chǎn)品參數(shù)，無法對高爐生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)提供CO2排放優(yōu)化控制參考。因此要想實現(xiàn)高爐CO2排放的準(zhǔn)確計算和優(yōu)化控制，必須要結(jié)合高爐生產(chǎn)工藝，考慮影響高爐煉鐵生產(chǎn)過程CO2排放的各種影響參數(shù)，建立高爐生產(chǎn)過程CO2排放優(yōu)化模型，針對CO2排放最小的優(yōu)化求解，給出高爐生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高爐CO2排放智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，采用先進(jìn)測量技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、過程集成方法和智能控制技術(shù)。首先根據(jù)鋼鐵工業(yè)高爐煉鐵工序的工作特點，研究高爐過程中能量流、物質(zhì)流以及工藝參數(shù)與CO2排放的關(guān)系。采用先進(jìn)測量技術(shù)，獲取相關(guān)控制工藝參數(shù)和原燃料參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)、排放源數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化。利用過程集成方法，分析CO2減排目標(biāo)函數(shù)及其邊界條件，實現(xiàn)以減排為控制目標(biāo)的鋼鐵企業(yè)CO2排放動態(tài)建模。通過鋼鐵企業(yè)CO2排放優(yōu)化模型可以計算高爐生產(chǎn)工序CO2排放并生成排放報告。同時根據(jù)CO2排放量最小為最優(yōu)控制目標(biāo)函數(shù)，對模型進(jìn)行優(yōu)化求解，獲取系統(tǒng)節(jié)能減排的最優(yōu)控制參數(shù)設(shè)定值，實現(xiàn)CO2減排的智能優(yōu)化控制。同時在優(yōu)化過程中實時獲取高爐噸鐵CO2排放報告。 本發(fā)明提出的是針對CO2排放為優(yōu)化目標(biāo)的高爐生產(chǎn)過程優(yōu)化控制系統(tǒng)，與目前的高爐智能控制系統(tǒng)和高爐冶煉專家系統(tǒng)不同之處在于將CO2排放作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將CO2排放指標(biāo)作為控制變量來實現(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化控制。其次建立的計算高爐CO2排放方法采取的是高爐碳素平衡，但是與目前傳統(tǒng)計算碳素平衡方法不同的是在計算過程中考慮了碳損失、高爐煤氣回收以及產(chǎn)品碳折扣，同時也利用了高爐生產(chǎn)過程C02排放實際監(jiān)測數(shù)據(jù)。本專利建立的高爐CO2排放優(yōu)化模型，采取的建模方法與文獻(xiàn)[C. Wang, M.larsson, C. Ryman, et. A model on CO2 emission reduction in integrated steelmakingby optimization methods , Int. J. Energy Res. 2008; 32:1092-1106]和文獻(xiàn)[張琉，姚形輝，蔡九菊，沈峰滿.高爐煉鐵過程多目標(biāo)優(yōu)化模型的研究及應(yīng)用.東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).Vol. 32，No. 2，2011]相同，都釆用過程集成建模方法，但與這些文獻(xiàn)不同之處在于本專利將高爐生產(chǎn)過程中的控制工藝參數(shù)對CO2排放的影響因素加入模型之中，因此能夠提供高爐實際生產(chǎn)過程中CO2排放優(yōu)化控制工藝參數(shù)最優(yōu)值。本發(fā)明包括高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I、上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)6、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)7、高爐生產(chǎn)過程8、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9、CO2排放報表系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)庫11。高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I和數(shù)據(jù)庫11相連，構(gòu)成高爐CO2排放優(yōu)化平臺；生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9分別與高爐生產(chǎn)過程8、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)7、上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)6相連，實時采集高爐煉鐵過程數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)庫11 ;高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I通過網(wǎng)絡(luò)分別與上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)6相連接，上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)6共同與基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)7相連構(gòu)成高爐CO2排放優(yōu)化控制系統(tǒng)，控制高爐生產(chǎn)過程；高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I還與CO2排放報表系統(tǒng)10相連，作為高爐CO2排放評估平臺。所述的高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I中設(shè)立有為高爐CO2排放控制系統(tǒng)提供指導(dǎo)的高爐CO2排放優(yōu)化軟件模塊，實現(xiàn)高爐生產(chǎn)過程CO2排放的優(yōu)化，并提供最優(yōu)化CO2排放時的高爐CO2排放控制系統(tǒng)的控制參數(shù)。所述的高爐CO2排放優(yōu)化軟件模塊包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)接收和存儲模塊12、目標(biāo)函數(shù)參數(shù)系數(shù)計算模塊13、約束條件計算模塊14、C02排放優(yōu)化問題求解模塊15、參數(shù)輸出模塊16。其特征在于生產(chǎn)數(shù)據(jù)接收和存儲模塊12和目標(biāo)函數(shù)參數(shù)系數(shù)計算模塊13、約束條件計算模塊14連接；目標(biāo)函數(shù)參數(shù)系數(shù)計算模塊13、約束條件計算模塊14共同與CO2排放優(yōu)化問題求解模塊15相連，CO2排放優(yōu)化問題求解模塊15與參數(shù)輸出模塊16相連。生產(chǎn)數(shù)據(jù)接收和存儲模塊12負(fù)責(zé)接收來自數(shù)據(jù)庫11中高爐煉鐵生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和歸一化，目標(biāo)函數(shù)參數(shù)系數(shù)計算模塊13和約束條件計算模塊14根據(jù)經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)，計算得出參數(shù)系數(shù)和約束條件，CO2排放優(yōu)化問題求解模塊15求解由參數(shù)、參數(shù)系數(shù)和約束條件構(gòu)成的目標(biāo)函數(shù)和約束條件方程，得到以CO2排放最小為最優(yōu)化的參數(shù)優(yōu)化值，并通過參數(shù)輸出模塊16輸出。其高爐CO2排放優(yōu)化軟件模塊建立的高爐CO2排放優(yōu)化模型，需要對影響CO2排放 的原燃料參數(shù)、操作參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)等數(shù)據(jù)，進(jìn)行歸一化，并計算參數(shù)對CO2排放影響系數(shù)，建立高爐CO2排放優(yōu)化模型。該模型主要功能包括,通過實時獲取高爐生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和控制參數(shù)數(shù)據(jù)，計算CO2排放，建立CO2排放最小的優(yōu)化目標(biāo)，以生產(chǎn)物質(zhì)能量平衡和工藝為約束條件，求解最優(yōu)化數(shù)值解，為控制系統(tǒng)提供實時最優(yōu)設(shè)定值。 建立CO2排放優(yōu)化模型公式如下
minECiXi
i式中X表示所選影響高爐生產(chǎn)過程中CO2排放的影響因素變量，包括原燃料參數(shù)、控制工藝參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)、其他參數(shù)，Xi表示第i個變量；C表示高爐生產(chǎn)過程中影響CO2的變量的影響因子，Ci表示變量Xi的影響因子。針對典型高爐煉鐵工序，原燃料參數(shù)選為燒結(jié)礦用量X1、球團(tuán)礦用量X2、生礦I (天然礦)用量X3、生礦2 (混合礦)用量X4、焦炭用量X5、噴煤量X6、焦?fàn)t煤氣消耗量X7、高爐煤氣消耗量X8 ;控制工藝參數(shù)選為鼓風(fēng)參數(shù)(風(fēng)量X9、風(fēng)溫Xltl、風(fēng)濕xn、富氧率x12)、爐洛堿度X13、裝料水分X14、煤氣中CO2含量X15 ;產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)高爐煤氣發(fā)生量X16、爐洛量X17、粉塵量X18、生鐵含F(xiàn)e量X19、生鐵含C量x2(l、生鐵含Si量X21、生鐵含Mn量X22、生鐵含P量X23、生鐵含S量X24 ;其他參數(shù)高爐煤氣回收量x25、CO2排放捕集量x26。其中各參數(shù)變量的CO2排放影響因子表現(xiàn)為原料CO2排放影響因子=原料含C量X44/12 ;燃料CO2排放影響因子=(副產(chǎn)煤氣中除CO2外各含碳組分)X44X 10/22. 4 ;生鐵CO2排放影響因子=生鐵含C量X UX44/12 ;粉塵CO2排放影響因子=粉塵含C量X44/12 ；C02捕集量排放影響因子=-I ;其余參數(shù)的CO2排放影響因子為固定值，根據(jù)高爐生產(chǎn)物料、熱平衡以及實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)推出。目標(biāo)函數(shù)的約束條件為—
i式中Auj表示第j個約束條件時Xi的系數(shù)，為目標(biāo)的約束值。約束條件可分為平衡約束和工藝約束，具體約束條件為平衡約束包括(渣量平衡、高爐煤氣發(fā)生量、高爐熱平衡、元素(Fe、C、S、P)平衡、物料平衡);工藝約束包括(爐渣堿度約束、爐渣MgO含量約束、生鐵(C、Si )含量約束、爐渣量約束、噴出煤粉量約束、爐頂溫度約束)。
所述的高爐CO2排放優(yōu)化控制系統(tǒng)是利用高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I提供的最優(yōu)化操作參數(shù)，針對高爐CO2排放建立相應(yīng)的控制系統(tǒng)上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)
3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)6。高爐CO2排放優(yōu)化控制系統(tǒng)對應(yīng)的基礎(chǔ)自動化控制包括裝料順序控制、批重/配比/負(fù)荷/堿度控制、焦炭水分補正控制，料線控制、鼓風(fēng)量控制、風(fēng)溫控制、風(fēng)壓控制、富氧控制、蒸汽加濕控制、噴煤量控制、噴煤速率控制、壓力控制。所述的CO2排放報表系統(tǒng)10主要為高爐實際生產(chǎn)提供實時CO2排放數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的優(yōu)化評估。


圖I是高爐CO2排放智能優(yōu)化控制系統(tǒng)組成示意圖，圖中高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)
I、上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)6、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)7、高爐生產(chǎn)過程8、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9、C02排放報表系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)庫11。圖2是高爐CO2排放優(yōu)化軟件模塊示意圖。圖中生產(chǎn)數(shù)據(jù)接收和存儲模塊12、目標(biāo)函數(shù)參數(shù)計算模塊13、約束條件計算模塊14、C02排放優(yōu)化問題求解模塊15、參數(shù)輸出模塊16。
具體實施例方式本發(fā)明的一種高爐CO2排放智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，由高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I、上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)6、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)7、高爐生產(chǎn)過程8、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9、C02排放報表系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)庫11組成；其特征在于高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I和數(shù)據(jù)庫11，構(gòu)成高爐CO2減排優(yōu)化平臺；生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9與高爐生產(chǎn)過程8、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)7、上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)相連6，實時采集高爐煉鐵過程信息和參數(shù)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)傳入數(shù)據(jù)庫；高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I通過網(wǎng)絡(luò)連接上料控制系統(tǒng)2、高爐本體控制系統(tǒng)3、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)4、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)5、噴煤控制系統(tǒng)6，各控制系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)7相連構(gòu)成高爐CO2排放優(yōu)化控制系統(tǒng)，控制高爐生產(chǎn)過程8 ;高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I還與CO2排放報表系統(tǒng)10相連，作為高爐CO2排放評估平臺。生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9裝備于高爐控制系統(tǒng)、高爐本體中，獲取高爐煉鐵生產(chǎn)過程中的控制系統(tǒng)工藝參數(shù)、原燃料參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)，并將采集的參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫
II。高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I從數(shù)據(jù)庫11中提取所需的參數(shù)信息，具體參數(shù)類型由高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)I設(shè)立的高爐CO2排放優(yōu)化軟件模塊所確定。高爐CO2排放優(yōu)化控制系統(tǒng)建立的高爐CO2排放優(yōu)化模型，如下所示
min 'CO2排放優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)廠'
其中X表示所選影響高爐生產(chǎn)過程中CO2排放的影響因素變量，包括原燃料參數(shù)、控制工藝參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)、其他參數(shù)，Xi表示第i個變量；C表示高爐生產(chǎn)過程中影響CO2的變量的影響因子，Ci表示變量Xi的影響因子。針對典型高爐煉鐵工序，原燃料參數(shù)選為燒結(jié)礦用量X1、球團(tuán)礦用量X2、生礦I (天然礦)用量X3、生礦2 (混合礦)用量X4、焦炭用量X5、噴煤量X6、焦?fàn)t煤氣消耗量X7、高爐煤氣消耗量X8 ;控制工藝參數(shù)選為鼓風(fēng)參數(shù)(風(fēng)量X9、風(fēng)溫Xltl、風(fēng)濕xn、富氧率x12)、爐洛堿度X13、裝料水分X14、煤氣中CO2含量X15 ;產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)高爐煤氣發(fā)生量X16、爐洛量X17、粉塵量X18、生鐵含F(xiàn)e量X19、生鐵含C量x2(l、生鐵含Si量X21、生鐵含Mn量X22、生鐵含P量X23、生鐵含S量X24 ;其他參數(shù)高爐煤氣回收量x25、CO2排放捕集量x26。其中各參數(shù)變量的CO2排放影響因子表現(xiàn)為原料CO2排放影響因子=原料含C量X44/12 ;燃料CO2排放影響因子=(副產(chǎn)煤氣中除CO2外各含碳組分)X44X 10/22. 4 ;生鐵CO2排放影響因子=含C量X UX44/12 ;粉塵CO2排放影響因子=粉塵含C量X44/12 ;C02捕集量排放影響因子=一 I ;其余參數(shù)的CO2排放影響因子為固定值，根據(jù)高爐生產(chǎn)物料、熱平衡以及實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)推出。

目標(biāo)函數(shù)的約束條件為
權(quán)利要求
1.一種高爐CO2排放智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)(I)、上料控制系統(tǒng)(2)、高爐本體控制系統(tǒng)(3)、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)(4)、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)(5)、噴煤控制系統(tǒng)(6 )、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)(7 )、高爐生產(chǎn)過程(8 )、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(9 )、CO2排放報表系統(tǒng)(10)、數(shù)據(jù)庫(11);其特征在于，高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)(I)和數(shù)據(jù)庫(11)相連，構(gòu)成高爐CO2減排優(yōu)化平臺；生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(9)分別與高爐生產(chǎn)過程(8)、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)(7)、上料控制系統(tǒng)(2)、高爐本體控制系統(tǒng)(3)、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)(4)、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)(5)、噴煤控制系統(tǒng)(6)相連，實時采集高爐煉鐵過程數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)庫(11);高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)(I)通過網(wǎng)絡(luò)分別與上料控制系統(tǒng)(2)、高爐本體控制系統(tǒng)(3)、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)(4)、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)(5)、噴煤控制系統(tǒng)(6)相連接，上料控制系統(tǒng)(2)、高爐本體控制系統(tǒng)(3)、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)(4)、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)(5)、噴煤控制系統(tǒng)(6)共同與基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)(7)相連構(gòu)成高爐CO2排放優(yōu)化控制系統(tǒng)，控制高爐生產(chǎn)過程；高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)(I)還與CO2排放報表系統(tǒng)(10)相連，作為高爐CO2排放評估平臺； 高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)(I)中設(shè)立有為高爐CO2排放控制系統(tǒng)提供指導(dǎo)的高爐CO2排放優(yōu)化軟件模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐CO2排放智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的CO2排放優(yōu)化軟件模塊包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)接收和存儲模塊(12)、目標(biāo)函數(shù)參數(shù)系數(shù)計算模塊(13)、約束條件計算模塊(14)、CO2排放優(yōu)化問題求解模塊(15)、參數(shù)輸出模塊(16);生產(chǎn)數(shù)據(jù)接收和存儲模塊(12)和目標(biāo)函數(shù)參數(shù)系數(shù)計算模塊(13)、約束條件參數(shù)計算模塊(14)連接；目標(biāo)函數(shù)參數(shù)系數(shù)計算模塊(13)、約束條件計算模塊(14)共同與CO2排放優(yōu)化問題求解模塊(15)相連、CO2排放優(yōu)化問題求解模塊(15)與參數(shù)輸出模塊(16)相連；生產(chǎn)數(shù)據(jù)接收和存儲模塊(12)負(fù)責(zé)接收來自數(shù)據(jù)庫(11)中高爐煉鐵生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和歸一化，目標(biāo)函數(shù)參數(shù)系數(shù)計算模塊(13)和約束條件計算模塊(14)根據(jù)經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)，計算得出參數(shù)系數(shù)和約束條件，CO2排放優(yōu)化問題求解模塊(15)求解由參數(shù)、參數(shù)系數(shù)和約束條件構(gòu)成的目標(biāo)函數(shù)和約束條件方程，得到以CO2排放最小為最優(yōu)化的參數(shù)優(yōu)化值，并通過參數(shù)輸出模塊(16)輸出。
全文摘要
一種高爐CO2排放智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，屬于高爐節(jié)能減排控制技術(shù)領(lǐng)域。高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)、上料控制系統(tǒng)、高爐本體控制系統(tǒng)、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)、噴煤控制系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)、高爐生產(chǎn)過程、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、CO2排放報表系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫。高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)和數(shù)據(jù)庫相連，構(gòu)成高爐CO2排放優(yōu)化平臺。上料控制系統(tǒng)、高爐本體控制系統(tǒng)、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)、高爐鼓風(fēng)控制系統(tǒng)、噴煤控制系統(tǒng)共同與基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)相連構(gòu)成高爐CO2排放優(yōu)化控制系統(tǒng)；高爐CO2排放優(yōu)化計算機(jī)還與CO2排放報表系統(tǒng)相連，作為高爐CO2排放評估平臺。CO2減排優(yōu)化計算機(jī)獲取數(shù)據(jù)庫中高爐生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，計算求解CO2減排優(yōu)化模型，達(dá)到CO2減排優(yōu)化。
文檔編號C21B5/00GK102703626SQ201210204448
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月16日
發(fā)明者于立業(yè), 吳少波, 孫彥廣, 張云貴, 李潘, 楊小軍 申請人:冶金自動化研究設(shè)計院