基于煤气流量的高炉炉况诊断系统设计及实现

【摘要】： 钢铁工业是我国国民经济重要的基础产业和支柱产业,影响着我国的国内生产总值和国际国内形象。高炉是一个密闭的压力容器,同时是钢铁冶炼过程中的最重要的设备,涟钢6号高炉是一座2200m~3的大型高炉,其产量占涟钢总产量的50%左右,能否及时发现其发生的故障影响着整个涟钢的经济效益,因而保证高炉运行在高产顺行的状态十分重要。但目前国内基本应用专家系统来反映炉况,效果并不理想,因此,本文研究利用煤气流量综合其它因素来更有效的诊断炉况。 高炉煤气流量的变化能准确反映出炉内煤气流的分布状态,对高炉煤气利用、悬料、管道与崩料等异常情况的反映更敏感,煤气流分布状况直接影响高炉煤气热能和化学能的利用效率。本文首先分析高炉煤气流的分布以及布料工艺,通过检测高炉炉顶煤气流量以及高炉其它的检测设备和控制参数,如煤气流量在线检测、冷风流量、热风压力等,通过数学分析计算,找出在各种条件下煤气流量的变化及其变化率的大小、冷风流量、热风压力等与炉况的关系,建立高炉炉顶煤气流量与布料以及悬料,崩料和管道等异常炉况的关系模型。其次采用模糊专家推理机制,按照现场经验建立的高炉炉况诊断推理树,对6号高炉炉况进行诊断。最后,本文采用面向对象的编程语言进行程序设计,利用数据库技术对过程数据和专家规则进行管理。 高炉炉况诊断系统现场运行结果表明,系统设计合理,结构紧凑,对于悬料,崩料和管道等故障炉况的诊断命中率可以达到90%以上。系统可以为高炉的上部调剂及炉顶压力设定提供可靠依据,指导高炉生产,优化高炉操作,保证炉况顺行,从而有效地避免高炉重大事故的发生。 【关键词】：高炉 煤气流量 炉况诊断 模糊推理 专家规则
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 项目研究的背景与意义8-9
• 1.2 炉况诊断系统的任务及国内外研究状况9-11
• 1.3 论文主要研究内容11-12
• 1.4 论文构成12-13
• 第二章 系统总体结构13-24
• 2.1 高炉料面煤气流分布与布料工艺13-17
• 2.1.1 高炉冶炼过程13-14
• 2.1.2 高炉冶炼料面煤气流分布14-15
• 2.1.3 高炉布料对煤气流的影响15-17
• 2.2 系统总体方案17-19
• 2.2.1 系统设计思想17-18
• 2.2.2 系统功能18-19
• 2.3 系统硬件结构与通信方式19-22
• 2.3.1 系统硬件结构19-21
• 2.3.2 通信方式21-22
• 2.4 系统数据流程22-23
• 2.5 小结23-24
• 第三章 高炉煤气流量与炉况诊断24-38
• 3.1 模型总体设计24
• 3.2 数据预处理24-27
• 3.2.1 数据平滑处理24-26
• 3.2.2 特征参数提取26-27
• 3.3 知识库和推理树的建立27-31
• 3.3.1 专家知识获取27-29
• 3.3.2 推理树29-31
• 3.3.3 专家知识表示31
• 3.4 模糊隶属度函数构造31-35
• 3.5 推理机35-37
• 3.5.1 推理机制35-36
• 3.5.2 推理方法36-37
• 3.6 小结37-38
• 第四章 高炉煤气流量与炉况关系系统软件设计38-49
• 4.1 系统软件结构设计38-40
• 4.1.1 系统软件总体结构38-39
• 4.1.2 系统菜单结构39-40
• 4.2 系统软件功能实现40-45
• 4.2.1 应用软件初始化40-41
• 4.2.2 数据库访问41
• 4.2.3 知识库管理模块41-44
• 4.2.4 推理模块44
• 4.2.5 显示模块44-45
• 4.2.6 数据查询模块45
• 4.2.7 数据导出及打印模块45
• 4.3 数据字典45-48
• 4.4 小结48-49
• 第五章 系统应用与结果分析49-58
• 5.1 系统运行界面49-52
• 5.2 系统运行结果分析52-57
• 5.2.1 悬料诊断52-55
• 5.2.2 崩料诊断55-56
• 5.2.3 管道诊断56-57
• 5.3 小结57-58
• 第六章 结论与展望58-60
• 6.1 结论58
• 6.2 展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 攻读学位期间主要的研究成果65

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