基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，步骤1：对荒煤气温度历史数据进行滤波、分割和压缩得到单个结焦周期内离散、有限的样本数据；基于历史样本数据和荒煤气温度变化规律建立炭化室单个结焦周期荒煤气温度分段模型；步骤2：设置时间长度为30分钟的数据窗口，实时采集并处理荒煤气温度数据；步骤3：基于实时采集的样本数据和荒煤气温度模型，首先判断炭化室生产过程所处的阶段，然后分别针对不同阶段利用荒煤气温度模型和实时数据判断炭化室生产状态，实现炭化室生产状态的在线监测，对炭化室焦炭的生产具有重要指导意义。
【专利说明】基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，属于焦炉加热燃烧控制领域。
【背景技术】
[0002]钢铁作为我国国民经济和国防军工发展的重要基础原料和战略物资，已广泛应用于机械、电子、建材、交通、航天、航空、国防军工等各个行业，在国民经济发展中具有十分重要的地位。焦炉是煤化学工业中极为重要的工业炉之一，是生产焦炭的关键设备，焦炭作为原料或燃料广泛用于高炉炼铁、铸造、电石、气化及有色金属冶炼等方面，在钢铁行业中，焦炭质量直接影响着企业产品成本、生产质量，制约着企业经济效益的增长。如何提高焦炭质量对降低焦化企业生产成本和提高经济效益具有非常重要的作用。
[0003]炭化室是生产焦炭的直接设备，炭化室结构封闭，两侧通过炉墙与燃烧室相连，顶部由上升管将结焦过程产生的荒煤气导入集气管。燃烧室煤气燃烧产生的大量热量通过炉墙传递到炭化室，对煤加热，煤经过复杂的物理和化学变化，最终干馏形成焦炭，因此，炭化室热状态直接影响煤的成焦过程。炭化室结焦过程长达18-22个小时不等，且整个过程都是在密闭的炭化室内进行，具有很大的盲目性和不确定性。因此，对炭化室生产过程状态实时监测，掌握焦炭生产情况，对提高焦炭质量和焦化企业节能减排具有重要意义。
[0004]目前，工业现场由有生产经验的工人完全把握焦炉炭化室的生产情况，他们一股根据火落点荒煤气温度颜色变化或者直接根据结焦时间判断焦炭是否成熟，确定是否可以推焦，并没有对炭化室 生产过程状态进行监测。人工判断主观性太强，缺乏可靠性，其次，由于只对炭化室焦炭是否成熟进行判断，一旦前期炭化室生产状态出现问题，如果不采取有效的应对措施，导致后期焦炭生产异常。因此，有必要设计一种基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，该基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法能实现炭化室生产状态的在线监测，对炭化室焦炭的生产具有重要指导意义。
[0006]发明的技术解决方案如下:
[0007]—种基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，包括以下步骤:
[0008]步骤1:基于荒煤气温度历史数据建立炭化室单个结焦周期荒煤气的温度分段模型；
[0009]步骤2:设置时间长度为T分钟的数据窗口，实时采集荒煤气温度数据；
[0010]步骤3:基于实时采集的荒煤气温度数据和温度分段模型，先判断出炭化室生产过程所处的阶段，进而判断炭化室生产状态，实现炭化室生产状态的在线监测。
[0011]步骤I中的荒煤气温度历史数据的获取过程为:[0012](I)荒煤气温度原始数据滤波
[0013]现场荒煤气温度采样时间间隔为I秒；将采样点k之前一分钟内的60个采样数据 = i表示炭化室号，k_j表示采样点；去掉最大值T和最小值
后的平均值作为当前时刻的荒煤气温度，即有:
[0014]
【权利要求】
1.一种基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:基于荒煤气温度历史数据建立炭化室单个结焦周期荒煤气的温度分段模型； 步骤2:设置时间长度为T分钟的数据窗口，实时采集荒煤气温度数据； 步骤3:基于实时采集的荒煤气温度数据和温度分段模型，先判断出炭化室生产过程所处的阶段，进而判断炭化室生产状态，实现炭化室生产状态的在线监测。
2.根据权利要求1所述的基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，其特征在于，步骤I中的荒煤气温度历史数据的获取过程为:(1)荒煤气温度原始数据滤波 现场荒煤气温度米样时间间隔为I秒；将米样点k之前一分钟内的60个米样数据f^_ri = 0,\,.-,55; J = O,I,--,59, i表示炭化室号，k-j表示采样点；去掉最大值最小值 后的平均值作为当前时刻的荒煤气温度，即有:
3.根据权利要求2所述的基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，其特征在于，步骤I中的温度分段模型包括各个炭化室的模型的构建，对每一个炭化室的模型构建过程说明如下: (I)荒煤气温度模型结构 单个结焦周期内荒煤气温度关于采样点的模型为:
4.根据权利要求3所述的基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，其特征在于，步骤2中的实时采集荒煤气温度数据的过程为: 设置时间长度为30分钟的数据窗口，保存当前时刻之前半个小时内的荒煤气温度数据；设置现场采样时间为I秒钟，对采集的数据进行如下处理:D根据
5.根据权利要求4所述的基于荒煤气温度的焦炉炭化室生产状态监测方法，其特征在于，步骤3中包括以下两个步骤: (1)炭化室生产过程阶段判断 基于炭化室荒煤气温度模型，根据数学上求极大值的方法，通过下式计算炭化室荒煤气温度峰值时刻
【文档编号】C10B41/00GK103965924SQ201410179186
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】雷琪, 吴敏, 安剑奇, 曹卫华, 何勇, 陈鑫, 蔡伟 申请人:中南大学