一种球团燃耗控制方法及装置

摘要

本发明实施例提供了一种球团燃耗控制方法及装置，其中的方法包括：从球团生产过程参数中选取其中n个参数作为预设参数；实时采集所述n个预设参数的参数值；将所述n个预设参数的参数值输入到预设的计算模型中，获得所需燃料值；根据所述所需燃料值实时调节燃料使用量。通过预先建立的计算模型，实现了借助调节一些参数对球团燃料消耗进行有效控制，优化了球团生产，降低了能耗水平。

权利要求

1.一种球团燃耗控制方法，其特征在于，所述方法包括：从球团生产过程参数中选取其中n个参数作为预设参数；

实时采集所述n个预设参数的参数值；

将所述n个预设参数的参数值输入到预设的计算模型中，获得所需燃料值；

根据所述所需燃料值实时调节燃料使用量；

其中，所述计算模型为：

y为所述所需燃料值，yj为第j个预设参数与燃料消耗的相关性方程，wj为yj的权重；

通过如下方式得到所述wj：

获取每个预设参数的m个样本数据，构成m×n矩阵；

根据综合加权系数法及熵权法从所述矩阵得到第一权重；

根据用户的输入得到第二权重；

确定所述第一权重与第二权重的比例系数；

将所述第一权重及所述第二权重按照所述比例系数相加得到wj，j＝1,2...n。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体通过如下方式得到wj：获取每个预设参数xj的m个样本数据，构成m×n矩阵X＝(xij)m×n，其中xij(i＝1,2,

3,...,m；j＝1,2,3,...,n)为预设参数xj的第i个样本数据；

对所述矩阵按照如下规则进行转换：其中I1＝{要求越小越好的预设参数}，I2＝{要求越大越好的预设参数}，I3＝{要求稳定在理想值的预设参数}；

统一预设参数的数量级并消除量纲，将所述矩阵进行如下变换：xij＝100×(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)(i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n)再将所述矩阵的元素进行如下计算：通过

T

得到第一权重β＝(β1,β2,...,βn) ，其中根据用户的输入确定第二权重α＝(α1,α2,...,αn)T，其中确定所述第一权重与第二权重的比例系数μ，其中0≤μ＜1；

通过

wj＝μαj+(1-μ)βj(j＝1,2,...,n)得到wj，其中

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述yj通过如下方式得到：对第j个预设参数与燃料消耗进行相关性分析，通过曲线拟合的方法得出所述相关性方程yj，j＝1,2...n。

4.一种球团燃耗控制装置，其特征在于，所述装置包括：选择模块，用于从球团生产过程参数中选取其中n个参数作为预设参数；

采集模块，用于实时采集所述n个预设参数的参数值；

计算模块，用于将所述n个预设参数的参数值输入到预设的计算模型中，获得所需燃料值；

控制模块，用于根据所述所需燃料值实时调节燃料使用量；

其中，所述计算模型为：

y为所述所需燃料值，yj为第j个预设参数与燃料消耗的相关性方程，wj为yj的权重；

通过如下方式得到所述wj：

获取每个预设参数的m个样本数据，构成m×n矩阵；

根据综合加权系数法及熵权法从所述矩阵得到第一权重；

根据用户的输入得到第二权重；

确定所述第一权重与第二权重的比例系数；

将所述第一权重及所述第二权重按照所述比例系数相加得到wj，j＝1,2...n。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，具体通过如下方式得到wj：获取每个预设参数xj的m个样本数据，构成m×n矩阵X＝(xij)m×n，其中xij(i＝1,2,

3,...,m；j＝1,2,3,...,n)为预设参数xj的第i个样本数据；

对所述矩阵按照如下规则进行转换：其中I1＝{要求越小越好的预设参数}，I2＝{要求越大越好的预设参数}，I3＝{要求稳定在理想值的预设参数}；

统一预设参数的数量级并消除量纲，将所述矩阵进行如下变换：xij＝100×(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)(i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n)再将所述矩阵的元素进行如下计算：通过

得到第一权重β＝(β1,β2,...,βn)T，其中根据用户的输入确定第二权重α＝(α1,α2,...,αn)T，其中确定所述第一权重与第二权重的比例系数μ，其中0≤μ＜1；

通过

wj＝μαj+(1-μ)βj(j＝1,2,...,n)得到wj，其中

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述yj通过如下方式得到：对第j个预设参数与燃料消耗进行相关性分析，通过曲线拟合的装置得出所述相关性方程yj，j＝1,2...n。

说明书

一种球团燃耗控制方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及氧化球团技术，尤其涉及一种球团燃耗控制方法及装置。

背景技术

[0002] 在钢铁工业中，铁矿氧化球团生产技术是当前优化高炉炉料结构的发展方向。生产出来的球团在燃烧时需要消耗大量的煤粉或天然气等燃料，在成本观念越来越深入人心的今天，降低能源消耗已经成为各大钢铁公司降本增效的首当其冲需要解决的问题。

[0003] 通常，球团的生产过程决定了球团的燃烧过程，然而影响球团燃料消耗的球团生产过程参数很多，例如有球团生产规模、作业率、膨润土用量、成品球团矿FeO含量、球团成品矿碱度、成品球抗压强度等等，目前尚未有一种现有技术能够利用球团生产过程参数对球团燃料消耗进行有效的控制。

发明内容

[0004] 为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种球团燃耗控制方法及装置，以实现利用球团生产过程参数对球团燃料消耗进行有效控制。

[0005] 根据本发明实施例的第一方面，提供一种球团燃耗控制方法，所述方法包括：

[0006] 从球团生产过程参数中选取其中n个参数作为预设参数；

[0007] 实时采集所述n个预设参数的参数值；

[0008] 将所述n个预设参数的参数值输入到预设的计算模型中，获得所需燃料值；

[0009] 根据所述所需燃料值实时调节燃料使用量；

[0010] 其中，所述计算模型为：

[0011]

[0012] y为所述所需燃料值，yj为第j个预设参数与燃料消耗的相关性方程，wj为yj的权重。

[0013] 可选的，通过如下方式得到所述wj：

[0014] 获取每个预设参数的m个样本数据，构成m×n矩阵；

[0015] 根据综合加权系数法及熵权法从所述矩阵得到第一权重；

[0016] 根据用户的输入得到第二权重；

[0017] 确定所述第一权重与第二权重的比例系数；

[0018] 将所述第一权重及所述第二权重按照所述比例系数相加得到wj，j＝1,2...n。

[0019] 可选的，具体通过如下方式得到wj：

[0020] 获取每个预设参数xi的m个样本数据，构成m×n矩阵X＝(xij)m×n，其中xij(i＝1,2,3,...,m；j＝1,2,3,...,n)为预设参数xi的第j个样本数据；

[0021] 对所述矩阵按照如下规则进行转换：

[0022]

[0023] 其中I1＝{要求越小越好的预设参数}，I2＝{要求越大越好的预设参数}，I3＝{要求稳定在理想值的预设参数}；

[0024] 统一预设参数的数量级并消除量纲，将所述矩阵进行如下变换：

[0025] xij＝100×(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)(i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n)[0026] 再将所述矩阵的元素进行如下计算：

[0027]

[0028] 通过

[0029]

[0030]

[0031] 得到第一权重β＝(β1,β2,...,βn)T，其中

[0032] 根据 用户的 输入确定第二权重α＝(α1 ,α2 ,...,αn)T ，其中[0033] 确定所述第一权重与第二权重的比例系数μ，其中0≤μ＜1；

[0034] 通过

[0035] wj＝μαj+(1-μ)βj(j＝1,2,...,n)

[0036] 得到wj，其中

[0037] 可选的，所述yj通过如下方式得到：

[0038] 对第j个预设参数与燃料消耗进行相关性分析，通过曲线拟合的方法得出所述相关性方程yj，j＝1,2...n。

[0039] 根据本发明实施例的第二方面，提供一种球团燃耗控制装置，所述装置包括：

[0040] 选择模块，用于从球团生产过程参数中选取其中n个参数作为预设参数；

[0041] 采集模块，用于实时采集所述n个预设参数的参数值；

[0042] 计算模块，用于将所述n个预设参数的参数值输入到预设的计算模型中，获得所需燃料值；

[0043] 控制模块，用于根据所述所需燃料值实时调节燃料使用量；

[0044] 其中，所述计算模型为：

[0045]

[0046] y为所述所需燃料值，yj为第j个预设参数与燃料消耗的相关性方程，wj为yj的权重。

[0047] 可选的，通过如下方式得到所述wj：

[0048] 获取每个预设参数的m个样本数据，构成m×n矩阵；

[0049] 根据综合加权系数法及熵权法从所述矩阵得到第一权重；

[0050] 根据用户的输入得到第二权重；

[0051] 确定所述第一权重与第二权重的比例系数；

[0052] 将所述第一权重及所述第二权重按照所述比例系数相加得到wj，j＝1,2...n。

[0053] 可选的，具体通过如下方式得到wj：

[0054] 获取每个预设参数xi的m个样本数据，构成m×n矩阵X＝(xij)m×n，其中xij(i＝1,2,3,...,m；j＝1,2,3,...,n)为预设参数xi的第j个样本数据；

[0055] 对所述矩阵按照如下规则进行转换：

[0056]

[0057] 其中I1＝{要求越小越好的预设参数}，I2＝{要求越大越好的预设参数}，I3＝{要求稳定在理想值的预设参数}；

[0058] 统一预设参数的数量级并消除量纲，将所述矩阵进行如下变换：

[0059] xij＝100×(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)(i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n)[0060] 再将所述矩阵的元素进行如下计算：

[0061]

[0062] 通过

[0063]

[0064]

[0065] 得到第一权重β＝(β1,β2,...,βn)T，其中

[0066] 根据 用户的 输入确定第二权重α＝(α1 ,α2 ,...,αn)T ，其中[0067] 确定所述第一权重与第二权重的比例系数μ，其中0≤μ＜1；

[0068] 通过

[0069] wj＝μαj+(1-μ)βj(j＝1,2,...,n)

[0070] 得到wj，其中

[0071] 可选的，所述yj通过如下方式得到：

[0072] 对第j个预设参数与燃料消耗进行相关性分析，通过曲线拟合的装置得出所述相关性方程yj，j＝1,2...n。

[0073] 本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

[0074] 在本发明实施例中，通过预先建立的计算模型，实现了借助调节一些参数对球团燃料消耗进行有效控制，优化了球团生产，降低了能耗水平。

[0075] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

[0076] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

[0077] 图1是根据一示例性实施例示出的一种球团燃耗控制方法的流程图；

[0078] 图2是根据一示例性实施例示出的系统原理图；

[0079] 图3是根据一示例性实施例示出的一种球团燃耗控制方法的流程图；

[0080] 图4是根据一示例性实施例示出的一种球团燃耗控制装置的示意图。

具体实施方式

[0081] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

[0082] 图1是根据一示例性实施例示出的一种球团燃耗控制方法的流程图。参见图1所示，该方法包括：

[0083] S101，从球团生产过程参数中选取其中n个参数作为预设参数。其中n为自然数。

[0084] S102，实时采集所述n个预设参数的参数值。

[0085] S103，将所述n个预设参数的参数值输入到预设的计算模型中，获得所需燃料值。

[0086] S104，根据所述所需燃料值实时调节燃料使用量。

[0087] 其中，所述计算模型为：

[0088]

[0089] y为所述所需燃料值，yj为第j个预设参数与燃料消耗的相关性方程，wj为yj的权重。

[0090] 作为示例，所述yj可以通过如下方式得到：

[0091] 对第j个预设参数与燃料消耗进行相关性分析，通过曲线拟合的方法得出所述相关性方程yj，j＝1,2...n。

[0092] 球团生产过程参数(以下称为候选参数)可能会有很多，例如有球团生产规模、作业率、膨润土用量、成品球团矿FeO含量、球团成品矿碱度、成品球抗压强度等等。为了进行筛选，可以对这些候选参数与球团燃料消耗分别进行相关性研究分析，得出各个候选参数对球团燃料消耗影响的相关性方程。

[0093] 如果发现某候选参数对球团燃料消耗影响显著，则将该参数加入到预设参数之列，并记录该参数与燃料消耗的相关性方程yj，反之则排除该候选参数。

[0094] 图2是根据一示例性实施例示出的系统原理图。参见图2所示：

[0095] 采样单元：负责对候选参数的采样，供相关性分析单元和模型计算单元使用；

[0096] 相关性分析单元：从数据库中读取各个候选参数的采样数据，将候选参数和球团燃料消耗进行相关性分析，判断是否有影响，影响是否显著，根据影响程度将选定的候选参数作为预设参数传给建模计算单元；

[0097] 建模计算单元：从数据库中读取各个预设参数的采样数据，通过综合加权系数法对相关性分析单元确定出的预设参数进行计算并建立优化数学模型，将模型及模型参数输出给优化模型单元，建模计算单元不断对采样数据进行计算，不断更新优化模型中的模型参数，模型一旦建立，将不做更改，只是根据更新的采样数据，重新计算模型参数，并更新优化模型参数；

[0098] 优化模型单元：模型及模型参数从建模计算单元计算而来，模型建立起来后，根据实时生产过程参数的跟踪、计算、评估，根据 计算得出球团燃料消耗y值，给出球团燃料优化指导值，输出给控制单元；

[0099] 控制单元：负责对球团燃料的控制调节，将球团燃料优化指导值传递给控制器，以完成对球团喷煤量和喷气量的控制。

[0100] 参见图3所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，可以通过如下方式得到所述wj：

[0101] S301，获取每个预设参数的m个样本数据，构成m×n矩阵；

[0102] S302，根据综合加权系数法及熵权法从所述矩阵得到第一权重；

[0103] S303，根据用户的输入得到第二权重；

[0104] S304，确定所述第一权重与第二权重的比例系数；

[0105] S305，将所述第一权重及所述第二权重按照所述比例系数相加得到wj，j＝1,2...n。

[0106] 进一步的，在本实施例或本发明其他某些实施例中，具体可以通过如下步骤1)～8)得到wj：

[0107] 1)获取每个预设参数xi的m个样本数据，构成m×n矩阵X＝(xij)m×n，其中xij(i＝1,2,3,...,m；j＝1,2,3,...,n)为预设参数xi的第j个样本数据。

[0108] 作为示例，在某场景下，预设参数包括(即x1、x2、x3、x4、x5、x6)：

[0109] Tag_QTSCGM：球团厂生产规模(万t)；

[0110] Tag_ZYL：球团厂作业率(％)；

[0111] Tag_PRTYL：膨润土使用量(kg/t球团矿)；

[0112] Tag_FeO：球团成品矿FeO含量(％)；

[0113] Tag_R：球团成品矿碱度(倍)；

[0114] Tag_KYQD：成品球抗压强度(N/个)。

[0115] 采集到的样本如下表1所示：

[0116] 表1

[0117]

[0118] 则建立的矩阵为

[0119]

[0120] 2)对所述矩阵按照如下规则进行转换：

[0121]

[0122] 其中I1＝{要求越小越好的预设参数}，I2＝{要求越大越好的预设参数}，I3＝{要求稳定在理想值的预设参数}。xjmin＝min{xij|j＝1,2,...,n},xjmax＝max{xij|j＝1,2,...,n}。

[0123] 承接上例，转换后的矩阵变为

[0124]

[0125] 3)统一预设参数的数量级并消除量纲，将所述矩阵进行如下变换：

[0126] xij＝100×(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)(i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n)。

[0127] 承接上例，转换后的矩阵变为

[0128]

[0129] 4)将所述矩阵的元素进行如下计算：

[0130]

[0131] 承接上例，通过上面公式得到

[0132]

[0133] 5)通过

[0134]

[0135]

[0136] 得到第一权重β＝(β1,β2,...,βn)T，其中

[0137] 注意当xij＝0时，规定xijlnxij＝0(i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n)。

[0138] 第一权重也可称为客观权重。

[0139] 承接上例，可得到

[0140] β＝(0.063 0.155 0.078 0.199 0.118 0.172 0.215)T

[0141] 6)根据用户的输入确定第二权重α＝(α1 ,α2 ,...,αn)T，其中[0142] 第二权重也可称为主观权重，主观权重的确定可以根据球团生产过程历史数据挖掘和分析得来。

[0143] 承接上例，用户确定出

[0144] α＝(0.1 0.05 0.1 0.15 0.1 0.2 0.3)T

[0145] 7)确定所述第一权重与第二权重的比例系数μ，其中0≤μ＜1。

[0146] 比例系数μ也可称为偏好系数，它反映了分析者对主观权重和客观权重的不同重视程度，根据具体需要进行设定。

[0147] 8)通过

[0148] wj＝μαj+(1-μ)βj(j＝1,2,...,n)

[0149] 得到wj，其中

[0150] wj又可称为综合权重。

[0151] 承接上例，若μ＝0.6，则可得

[0152] w＝(0.085 0.092 0.091 0.170 0.107 0.189 0.266)T。

[0153] 这样，得到了w之后，将w及各yi代入 最终可得到计算模型。

[0154] 例如，假设在另一场景下拟合出的相关性方程为y1＝0.0006x2-0.25x+46.4，y2＝-4.5x2+27.5x+6.6，并算得w1＝0.17，w2＝0.83，则可得计算模型

[0155] y＝w1y1+w2y2＝0.17(0.0006x2-0.25x+46.4)+0.83(-4.5x2+27.5x+6.6)[0156] 图4是根据一示例性实施例示出的一种球团燃耗控制装置的示意图。参见图4所示，装置400可以包括：

[0157] 选择模块401，用于从球团生产过程参数中选取其中n个参数作为预设参数；

[0158] 采集模块402，用于实时采集所述n个预设参数的参数值；

[0159] 计算模块403，用于将所述n个预设参数的参数值输入到预设的计算模型中，获得所需燃料值；

[0160] 控制模块404，用于根据所述所需燃料值实时调节燃料使用量；

[0161] 其中，所述计算模型为：

[0162]

[0163] y为所述所需燃料值，yj为第j个预设参数与燃料消耗的相关性方程，wj为yj的权重。

[0164] 在本实施例或本发明其他某些实施例中，可以通过如下方式得到所述wj：

[0165] 获取每个预设参数的m个样本数据，构成m×n矩阵；

[0166] 根据综合加权系数法及熵权法从所述矩阵得到第一权重；

[0167] 根据用户的输入得到第二权重；

[0168] 确定所述第一权重与第二权重的比例系数；

[0169] 将所述第一权重及所述第二权重按照所述比例系数相加得到wj，j＝1,2...n。

[0170] 在本实施例或本发明其他某些实施例中，具体可以通过如下方式得到wj：

[0171] 获取每个预设参数xi的m个样本数据，构成m×n矩阵X＝(xij)m×n，其中xij(i＝1,2,3,...,m；j＝1,2,3,...,n)为预设参数xi的第j个样本数据；

[0172] 对所述矩阵按照如下规则进行转换：

[0173]

[0174] 其中I1＝{要求越小越好的预设参数}，I2＝{要求越大越好的预设参数}，I3＝{要求稳定在理想值的预设参数}；

[0175] 统一预设参数的数量级并消除量纲，将所述矩阵进行如下变换：

[0176] xij＝100×(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)(i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n)[0177] 再将所述矩阵的元素进行如下计算：

[0178]

[0179] 通过

[0180]

[0181]

[0182] 得到第一权重β＝(β1,β2,...,βn)T，其中

[0183] 根据 用户的 输入确定第二权重α＝(α1 ,α2 ,...,αn)T ，其中[0184] 确定所述第一权重与第二权重的比例系数μ，其中0≤μ＜1；

[0185] 通过

[0186] wj＝μαj+(1-μ)βj(j＝1,2,...,n)

[0187] 得到wj，其中

[0188] 在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述yj通过如下方式得到：

[0189] 对第j个预设参数与燃料消耗进行相关性分析，通过曲线拟合的装置得出所述相关性方程yj，j＝1,2...n。

[0190] 关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

[0191] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

[0192] 应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。