基于料面温度场的高炉煤气流分布识别方法

针对高炉内部环境复杂,煤气流分布实时检测困难的问题,本文提出了一种基于料面温度场的高炉煤气流分布的识别方法。首先,充分利用高炉生产过程检测信息建立料面温度场。其次,对高炉中心和边缘煤气流发展水平进行提取,采用模糊C-均值聚类方法对高炉煤气流分布模式进行识别。实验证明：该方法能有效反映高炉煤气流分布状态,有利于指导高炉的布料操作。     

基于分层递阶融合算法的高炉料面煤气流分布软测量方法

高炉能否稳顺、高产和低耗运行与煤气流的分布密切相关, 本文针对料面煤气流分布难以直接检测的问题, 提出了一种基于多源信息分层递阶融合的高炉料面煤气流分布软测量方法. 首先, 将多源信息配准为同一时间和空间的尺度; 然后, 采用数据级融合分别建立能够反映煤气径向和轴向分布的高炉料面温度场模型和高炉布料模型; 最后, 利用模糊决策级融合算法计算出高炉料面煤气流分布状态. 现场数据仿真表明本文的检测方法有效, 能够准确地反映高炉料面的煤气流分布状态, 为高炉操作提供必要的指导.     

高炉煤气流分布过程的多算法融合预测模型

在高炉生产中,准确的预测高炉煤气流分布状况将有助于保证高炉的稳定顺行.针对传统高炉煤气流预测模型的缺陷,本文提出了一种将带遗传因子的自回归移动平均模型(FF-ARMAX)和基于限定记忆的正则化极限学习机(RFMLS-RELM)相结合的高炉煤气流多步预测模型.在数据预处理方面,建立FF-ARMAX模型消除原始数据中的测量误差,同时采用傅里叶变换法消除数据中叠加的环境噪声.最后采用RFMLS-RELM算法进行多步预测,对比试验表明,该算法在应用于煤气流预测时,预测精度更高,适用于对煤气流分布状况的多步预测.多步预测实验结果表明,该模型虽然仍旧无法完全解决预测误差随预测步数的增加而不断叠加的问题,但相较于其他传统预测模型能够实现更好的预测效果和更高的预测精度,为高炉操作人员分析炉况提供了有效的帮助和支持.     

料流轨迹图像中特征半径的分析和提取

本文针对目前高炉布料轨迹测量分析的困难,引入模式识别技术,提出激光栅格物理标定方法,对料流轨迹图像的边缘算法进行对比分析,分析不同算法的图像处理结果,采用非固定探测的方法获得边缘算法的阈值。并根据不同激光波长的料流轨迹成像效果,对图像的特征半径的动态分析,对图像的不同特征点采用不同长度的特征半径分析,得到料流轨迹落点分布和料流宽度信息,重建料流轨迹极坐标分布图,为料流轨迹图像的信息获取提供更精确的数据,实现高炉操作的闭环控制自动化和工业信息化的精确要求。     

基于图像处理的中心煤气流分布识别方法

研究中心煤气流分布准确识别的问题.利用传统算法进行中心煤气流识别,在数据采集的过程中容易受到高炉内复杂环境因素的干扰,导致原料运动规律发生改变,从而无法准确描述料层中物质的运动状态,难以建立准确的机理模型,最终降低了中心煤气流分布识别的准确性.为了避免上述缺陷,提出了一种基于模糊聚类算法的中心煤气流分布识别方法.利用小波空域变换方法,对采集的图像进行滤波处理,从而提高了中心煤气流分布识别的准确性.利用模糊聚类方法,对中心煤气流分布情况进行准确的识别.实验结果表明,利用本文算法进行中心煤气流分布识别,可以极大地提高识别的准确性,从而满足实际冶金生产的需求.     

基于立体视觉的玉米叶片形态测量与三维重建

提出一种基于立体视觉的玉米叶片形态测量和重建的方法。利用双目立体视觉系统获取玉米叶片的两幅图像,通过图像分割技术和边缘检测算法对每幅图像中的玉米叶片进行边缘提取;利用极线约束和彩色图像RGB值对图像进行匹配,计算出叶片边缘的三维坐标,从而恢复叶片的三维边缘;利用对叶片边缘的恢复技术,对叶片曲面进行三维重建;根据恢复的区域点云,可以测出任意两点的空间距离,实现了对叶片的三维测量。试验结果表明,此方法能够很好地恢复玉米叶片的三维信息,为玉米叶片三维形态的无损、快速检测监测提供了新的方法。     

基于分数阶的多向微分算子的高炉料面轮廓自适应检测

高炉料面图像含有丰富的高炉炉况信息,高炉料面轮廓能直接反映料面的凹凸起伏、煤气流分布以及炉况等信息,但高炉料面图像具有对比度低、细节不明显和有强亮斑等特点,使得高炉料面轮廓检测十分困难.本文提出一种新型的高炉料面轮廓检测方法:1）对高炉料面图像进行预处理,增强图像动态范围和图像边缘信息;2）采用分数阶的多向微分算子提取一组料面轮廓可行域;3）用自适应方法确定最佳分数阶阶次,获得可行域中最优的料面轮廓曲线;4）用改进的Canny算子对其进行修正和补偿,得到连续准确的料面轮廓曲线.理论研究和实验结果表明,该方法可准确获取平滑的高炉料面轮廓,对高炉操作人员及时有效调控布料具有很好的参考价值.     

基于高炉炉况评价和反馈补偿的喷煤量决策优化

高炉炼铁过程操作者根据炉况设定喷煤量,针对在增减量的大小和时机上存在盲目性、粗糙性、滞后性难题,将高炉冶炼机理与专家经验、过程信息相结合,建立基于煤气流分布和炉缸热状态评价的喷煤反馈补偿模型.首先,分析提取表征高炉煤气流分布和炉缸热状态的重要参数,利用熵权法确定评价模型的输入参数权重,依据专家经验与数据统计分析相结合的方法划分参数等级,分别建立煤气流分布和基于炉温预测的炉缸热状态评价模型;其次,建立与炉缸热状态和煤气流分布相适应的喷煤量反馈补偿模型,消除喷煤设定值不确定性、滞后性影响,提高煤粉的燃烧效率,实时、准确地为现场操作人员提供喷煤设定值.     

高炉温度场的红外图像识别检测方法及应用

针对高炉炉内温度场的分布及高炉布料的情况,提出了一种基于红外图像处理的高炉温度场检测方法。它通过红外图像处理来建立温度场分布模型,结合十字测温进行温度定标,实现了高炉温度场分布在线监视,为指导高炉布料提供了一种有效的途径。基于图像处理的温度检测技术具有非接触、低成本、易维护、实时性的特点,使其在冶金、建材、热电厂等场合有着广泛的应用前景。     

无料钟高炉布料模型的研究与应用

针对高炉炉内料面的分布特征．通过分析和考虑无料钟高炉布料的影响因素及其特点，结合数学知识和计算机技术，建立了无料钟高炉布料模型。该模型在某钢铁企业的450m^3小型高炉中得到了实际应用，实现了无料钟高炉布料过程的实时监视，指导操作工对炉料分布进行合理调整，从而提高了料柱的透气性指数．降低了焦比，改善了高炉冶炼状况。这对实时了解高炉炉内料面的分布情况，指导高炉的优化操作具有十分重要的意义。     

基于线性规划的智能炼铁配料系统

以钢铁企业炼铁生产参数为研究资料,实现高炉炼铁配料优化、炼铁数据和三维模型的多元化展示.本文主要研究在Qt平台下设计研发了跨平台的智能炼铁配料系统,采用线性规划的方法建立炼铁配料的数学模型,利用单纯形法求解达到成本最优,以及利用FFmpeg库实现高炉数模动画的播放和OpenGL实现高炉三维模型的动态展示.本文首先介绍了系统利用到的一些相关技术,其次对系统的数据提取、更新、优化算法的设计进行了分析,最后对配料优化、数据的二维展示、三维模型的动态展示的实现和测试进行了介绍.     

旋风除尘器流场仿真分析

为分析旋风除尘器的速度场和分离效率,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法研究典型的旋风除尘器的强旋流场.用ANSYS Workbench提供的Geometry和Mesh软件进行三维几何建模和非结构网格划分,以高炉煤气的除尘为例进行流场仿真.湍流模拟采用雷诺应力模型,分离效率预测采用基于拉格朗日方法的离散相模型(Discrete Phase Model,DPM).通过分析压力场和速度场的分布,得到旋风除尘器中的内、外旋流结构;该结构并非完全稳定,涡轴存在一定的摆动.仿真结果表明选用的旋风除尘器模型对高炉煤气有良好的除尘效率.     

基于数据驱动的高炉料面优化决策模型研究

高炉炼铁是一个典型的高能耗、高排放、高污染的工业环节.合理的炉料分布能够形成更加合理的煤气流分布,使得炉内的化学反应更加充分,对高炉长期稳顺运行和节能减排具有重要作用.本文针对基于经验的料面形状决策不能根据炉况变化做出准确和及时的调控的缺陷,提出了基于数据驱动的高炉料面形状优化决策模型.首先,基于现场采集的数据,在考虑高炉生产实际情况约束和变量上下限约束的情况下,建立了以煤气利用率为评价函数的料面优化模型.然后,为了提高模型的精度和决策性能,提出了一种误差补偿超限学习机(extreme learning machine,ELM)方法用于建立料面优化过程模型,以减少模型与实际生产过程之间的误差.在此基础上,采用带有约束条件的自适应粒子群算法对模型进行求解.最后,通过仿真实验验证了所建模型和优化方法的有效性,实验结果表明所构建的高炉料面优化决策模型能够及时根据生产情况的变化给出合理的料面形状,满足现场生产的需求,使高炉高效稳定运行.     

高炉料面的分类与案例匹配算法

本文基于改进的k-means算法及分级案例库匹配技术提出一种研究高炉料面和煤气流关系的方法.为了获取煤气流分布情况,首先提出了改进的基于新型有效性指标评价的k-means算法,并将该算法与其它多种算法进行比较,证明了该方法的高效性和准确性.继而在此基础上提出了案例库匹配技术,从而获得与当前料面最为匹配的历史料面.最后,将匹配算法与改进的灰色相似性匹配算法和欧式近邻匹配算法进行比较.结果表明,分级匹配算法具有更高的分辨率和效率.在多次试验中匹配准确率高达92.5%,比其他几种算法更加准确,更适合研究料面与煤气流关系,指导布料操作.     

基于V形内锥式节流装置测量高炉煤气的研究

在冶金工业中,高炉煤气等含杂质煤气的测量相当普遍。高炉煤气流量测量是个难度较高的课题。由于高炉煤气具有管径大、流速低、粉尘大、易堵塞等特点,其流量用常规装置测量效果不尽理想。为此,提出了采用V形内锥式气体流量计来测量高炉煤气,着重介绍了V锥形流量计的测量原理、基本装置和应用于高炉煤气流量测量的突出优点,并根据高炉煤气的化学性质,进一步分析了其对测量准确度的影响,从而确定此流量计在高炉煤气流量测量上的可行性。此流量计在高炉煤气流量测量中有着重要作用。