專利名稱：一種基于多源信息融合的料面溫度場(chǎng)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源與動(dòng)力工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于多源信息融合的料面溫度場(chǎng)檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一直占據(jù)著非常重要的位置，國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率和鋼鐵需求量之間存在著非常緊密的關(guān)系。據(jù)美國(guó)《世界鋼鐵動(dòng)態(tài)》雜志社的研究，鋼鐵需求量受經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率的影響，如果經(jīng)濟(jì)年增長(zhǎng)率為2%，則鋼鐵需求量沒有多大變化；但是如果經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)為7 %，鋼鐵需求量就可能會(huì)上漲10% t21。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局近年來發(fā)表的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)每年的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率都介于8 9%之間，由此預(yù)測(cè)我國(guó)對(duì)鋼鐵的需求旺盛，市場(chǎng)潛力巨大。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2006年主要工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)粗鋼突破4億噸，達(dá)·到42266萬噸，同比增長(zhǎng)19. 7%,占全球產(chǎn)量的33%以上；生產(chǎn)生鐵40417萬噸，同比增長(zhǎng)19. 7%，占全球產(chǎn)量的46%以上。雖然我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量高，但是鋼鐵業(yè)呈粗放型發(fā)展的特點(diǎn)，鋼鐵工業(yè)噸鋼綜合能耗比世界先進(jìn)水平高15% -20%，資源有效利用率比世界先進(jìn)水平低 20% —40% ο近些年來，隨著冶金技術(shù)，人工智能和建模理論的不斷發(fā)展，高爐生產(chǎn)實(shí)踐的需要，節(jié)能減排和質(zhì)量產(chǎn)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的高爐生產(chǎn)和檢測(cè)方式已經(jīng)很難滿足現(xiàn)在的要求，因此采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合機(jī)理和智能的方法建立高爐生產(chǎn)過程的局部甚至全爐模型，在一定程度上能夠反映高爐的生產(chǎn)狀態(tài)，優(yōu)化高爐生產(chǎn)過程狀態(tài)，指導(dǎo)高爐現(xiàn)場(chǎng)人員操作，對(duì)于提高高爐鐵水產(chǎn)量和質(zhì)量、降低企業(yè)生產(chǎn)成本、減少能源消耗和污染物排放水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力具有十分重要的意義。獲得理想的高爐內(nèi)部溫度場(chǎng)分布是高爐操作的重要目標(biāo)之一，溫度場(chǎng)的分布是影響著高爐爐況，產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量，高爐壽命等根本因素。高爐料面溫度與煤氣流成正相關(guān)系，還可以有效地判斷爐況，例如中心煤氣流過重，會(huì)導(dǎo)致邊緣料速緩慢易產(chǎn)生爐墻結(jié)瘤，焦比增大；中心煤氣流過輕，容易引發(fā)高爐向量，爐料下行不順，常會(huì)發(fā)生懸料等異常爐況；邊緣氣流過重，會(huì)導(dǎo)致爐墻腐蝕嚴(yán)重，煤氣利用率低，料速減慢；邊緣過輕，容易發(fā)生爐墻結(jié)瘤結(jié)厚等異常。但是由于高爐內(nèi)溫度場(chǎng)的分布無法直接檢測(cè)，現(xiàn)有的爐溫檢測(cè)手段主要有在線爐襯熱電偶的溫度、爐壁冷卻軟水溫度，爐喉十字測(cè)溫溫度和上升管溫度，無法直接反映高爐爐內(nèi)料面溫度；采用離線的檢測(cè)手段主要通過檢測(cè)鐵水中硅含量，離線檢測(cè)主要表現(xiàn)為滯后嚴(yán)重，準(zhǔn)確性不高，難以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控，不能指導(dǎo)實(shí)時(shí)操作。因此爐溫的監(jiān)控主要是基于操作人員的經(jīng)驗(yàn)來判斷高爐內(nèi)溫度分布情況，進(jìn)而估計(jì)高爐爐況，但限于操作人員的經(jīng)驗(yàn)很難在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，因此得到的結(jié)論難免片面，而且人為差別大，工作效率低。檢測(cè)高爐溫度分布信息的缺失或者不準(zhǔn)確，不僅造成高爐操作判斷失誤，形成高爐事故，也使得閉環(huán)自動(dòng)控制十分困難。因此，研究高爐溫度場(chǎng)分布的檢測(cè)方法及其性能評(píng)估方法，能夠提高判斷爐況的準(zhǔn)確性和效率，及早發(fā)現(xiàn)內(nèi)部溫度場(chǎng)分布的變化狀況，為操作人員預(yù)先采取措施避免異常的發(fā)生提供了寶貴的時(shí)間，而且由于采用統(tǒng)一的檢測(cè)信息評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，可以避免人工操作經(jīng)驗(yàn)差異造成的爐況波動(dòng)，減少爐況波動(dòng)對(duì)高爐正常生產(chǎn)的影響，這對(duì)于高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于多源信息融合的料面溫度場(chǎng)檢測(cè)方法；該方法利用檢測(cè)到的多源信息，包括紅外攝像圖像、雷達(dá)料線、礦焦比、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)壓力和十字測(cè)溫?zé)犭娕紲囟龋弥С窒蛄繖C(jī)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法建立料面溫度場(chǎng)分布模型，對(duì)高爐內(nèi)部冶煉過程實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控，實(shí)時(shí)指導(dǎo)高爐操作，保證高爐的安全平穩(wěn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)聞爐長(zhǎng)壽，優(yōu)質(zhì)，聞廣，低耗。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種基于多源信息融合的高爐料面溫度檢測(cè)方法，包括以下步驟(I)采集建立料面溫度場(chǎng)所需的紅外圖像、雷達(dá)料線、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)壓力、十字測(cè)溫?zé)犭娕紨?shù)據(jù)，并對(duì)多源檢測(cè)信息進(jìn)行時(shí)間配準(zhǔn)；(2)建立基于十字測(cè)溫的料面溫度估計(jì)映射模型，計(jì)算與十字測(cè)溫點(diǎn)對(duì)應(yīng)的料面溫度；建立的基于十字測(cè)溫的料面溫度估計(jì)映射模型如下
權(quán)利要求
1 .一種基于多源信息融合的高爐料面溫度檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)采集建立料面溫度場(chǎng)所需的紅外圖像、雷達(dá)料線、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)壓力、十字測(cè)溫?zé)犭娕紨?shù)據(jù)，并對(duì)多源檢測(cè)信息進(jìn)行時(shí)間配準(zhǔn)； (2)建立基于十字測(cè)溫的料面溫度估計(jì)映射模型，計(jì)算與十字測(cè)溫點(diǎn)對(duì)應(yīng)的料面溫度；建立的基于十字測(cè)溫的料面溫度估計(jì)映射模型如下
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于多源信息融合的高爐料面溫度檢測(cè)方法，針對(duì)高爐內(nèi)部料面溫度無法有效檢測(cè)的問題，利用高爐已有的間接反映料面溫度的多源檢測(cè)信息，包括紅外圖像、料面溫度、礦焦比、熱風(fēng)壓力、熱風(fēng)溫度、雷達(dá)料線多源檢測(cè)信息。采用信息融合技術(shù)、圖像處理技術(shù)、機(jī)理推導(dǎo)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等建立料面溫度場(chǎng)的分布模型，本發(fā)明方法能夠全面準(zhǔn)確的反映高爐內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布，精度高、偏差小，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可視化好等特點(diǎn)；能有效用于檢測(cè)爐內(nèi)溫度變化，并為高爐優(yōu)化控制和爐況診斷等提供準(zhǔn)確的操作指導(dǎo)，保證高爐安全平穩(wěn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗具有很大的幫助，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C21B7/24GK102732660SQ20121022463
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者吳平, 方雄, 楊春節(jié), 林舒, 滕宇, 陳毅夫, 黃龍誠(chéng) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)