一种高炉局部结瘤检测方法、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种高炉局部结瘤检测方法、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.高炉运作时炉料从炉顶进入高炉，煤气流自下而上，在高温下混同焦炭燃烧将炉料转换为铁水，铁水自上而下逐渐滴落。但在某种条件下，如炉壁附近温度频繁大范围波动、炉料粉末多、炉壁碱度升高等，会导致炉料、溶剂等物质粘附在炉壁上，随着时间的累积形成瘤状物。炉瘤可能分布在炉壁某一侧，也可能呈环状严重破坏高炉炉壁形状，结瘤处炉料下降缓慢，煤气流上升不畅，导致悬料、崩料发生，影响正常生产甚至缩短高炉正常使用寿命。而且由于高炉结构封闭，以及运作的特殊性，处理炉瘤十分麻烦且具有一定风险，因此，结瘤重在预防，及时发现及时处理，避免积重难返。对炉厚进行实时监测，分析各部位厚度变化趋势，发现过度结厚部位并对其进行合并，可以较早发现局部结瘤，据此及时采取处理措施，保障安全生产。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种高炉局部结瘤检测方法、电子设备及存储介质，该方法能够较早发现结瘤部位，并能据此及时采取处理措施，保障安全生产。
4.为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种高炉局部结瘤检测方法，包括以下步骤：
5.步骤s1、获取一定时间内的炉壁各部位厚度的历史数据，所述历史数据为时间序列数据；
6.步骤s2、对炉壁各部位厚度的历史数据进行滤波处理，生成炉壁各部位的第二时间序列数据；
7.步骤s3、分析炉壁各部位的第二时间序列数据，判断是否发生结瘤；
8.步骤s4、对发生结瘤的部位进行分析，当满足合并条件时进行合并。
9.进一步的，所述步骤s2中的滤波处理为采用滑动窗口滤波算法对炉壁厚度的历史数据进行滤波，具体包括：
10.(1)设历史数据集合为x{x1，x2，x3，
…
，xn}，设置窗口队列，长度为k；
11.(2)取x前k个数据输入窗口队列，并计算滤波后的数据为
[0012][0013]
(3)窗口向后移动一位，更新窗口队列，更新后为{x2，x3，
…
，x
k+1
}，再次依上式计算滤波后的数值；
[0014]
(4)继续向后移动窗口，直至到达集合x末位，生成第二时间序列数据y{y1，y2，y3，
…
}。
[0015]
进一步的，为保持滤波前后数据长度的一致性，所述第二时间序列数据y表示为{y1，y2，y3，
…
，y
n-k+1
，y
n-k+2
，
…
，yn}，其中，y1到y
n-k+1
是通过滤波获得，y
n-k+2
＝x
n-k+2
，
…
，yn＝xn。
[0016]
进一步的，所述步骤s3中判断是否发生结瘤的方法具体为：
[0017]
(1)设定厚度变化阈值为δ，厚度阈值为δ
t
，设定时间周期为t；
[0018]
(2)遍历第二时间序列数据，设两相邻的数据为ym、y
m+1
，若ym≥δ
t
[0019]
且
[0020]
|y
m+1-ym|＜δ
[0021]
则m时刻暂定为结瘤起点；
[0022]
(3)从结瘤起点向后查找，直至满足
[0023]
|y
m+j-y
m+j+1
|≥δ
[0024]
则认为m+j+1时刻为结瘤终点；
[0025]
(4)若存在
[0026]
(j+1)δt≥t
[0027]
其中，δt为采样周期，则认为确实发生了结瘤；
[0028]
(5)若没有找到结瘤终点，且
[0029]
(n-m)δt≥t
[0030]
则认为发生了结瘤；
[0031]
(6)将结瘤数据写入结瘤列表，所述结瘤数据包括结瘤的开始时间、结束时间、结瘤位置和结瘤厚度。
[0032]
进一步的，所述步骤s4中结瘤部位合并条件具体为：
[0033]
设两处结瘤的开始时间分别为t1、t2，结瘤发生的位置分别为{x1，y1，z1}、{x2，y2，z2}，若满足条件
[0034]
①
|t
1-t2|＜δt
[0035]
②
[0036]
其中，
△
t为设置的时间阈值，
△
l为设定的距离阈值，则将两处结瘤进行合并。
[0037]
进一步的，所述步骤s4中结瘤部位合并操作具体为：
[0038]
(1)取两处结瘤开始时间最小值为开始时间；
[0039]
(2)取两处结瘤结束时间最大值为结束时间；
[0040]
(3)结瘤厚度为两处结瘤厚度最大值；
[0041]
(4)以结瘤厚度最大值所在结瘤位置为合并后结瘤的结瘤位置；
[0042]
(5)将合并前的两次结瘤添加到合并后结瘤的成员列表中；
[0043]
(6)更新结瘤列表，将合并后的结瘤数据添加到结瘤列表，将原有的两处结瘤数据从结瘤列表中删除。
[0044]
本发明的第二方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面任一方案所述的高炉局部结瘤检测方法中的步骤。
[0045]
本发明的第三方面还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器
上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行时实现如本发明第一方面任一方案所述的高炉局部结瘤检测方法中的步骤。
[0046]
本发明实现了如下技术效果：
[0047]
本方法通过对炉厚进行实时监测，分析各部位厚度变化趋势，发现过度结厚部位并对其进行合并，可以较早发现局部结瘤，据此及时采取处理措施，保障安全生产。
附图说明
[0048]
图1是本发明实施例的总流程框图。
具体实施方式
[0049]
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0050]
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0051]
如图1所示，本发明提出一种高炉局部结瘤检测方法的应用实例，本方法可以持续监测高炉炉壁厚度，通过分析各部位的厚度的变化趋势发现结瘤部位。包括以下步骤：
[0052]
步骤s1、获取半小时内炉壁各部位厚度的历史数据。
[0053]
步骤s2、对厚度历史数据进行滤波，去除小的扰动，生成的第二时间序列数据(可以通过厚度数据曲线等数据形式进行显示)。滤波处理具体为：
[0054]
采用滑动窗口滤波算法对历史数据进行滤波，窗口长度设置为4，设历史数据集合为x{x1，x2，x3，
…
，xn}，则
[0055]
(1)设置窗口队列，长度为4；
[0056]
(2)取x前4个数据输入窗口队列，并计算滤波后的数据为
[0057][0058]
(3)窗口向后移动一位，更新窗口队列，更新后为{x2，x3，
…
，x5}，再次依上式计算滤波后的数值y2；
[0059]
(4)继续向后移动窗口，直至到达集合x末位，生成第二时间序列数据y{y1，y2，y3，
…
}。
[0060]
在本实施例中，为保证滤波前后数据长度的一致性，第二时间序列数据y采用如下方式处理：滑动窗口碰到数据末尾时停止滤波处理，也就是说边上的几个数据不参与滤波。这样，形成的第二时间序列数据y表示为{y1，y2，y3，
…
，y
n-k+1
，y
n-k+2
，
…
，yn}，其中，y1到y
n-k+1
是通过滤波获得，y
n-k+2
＝x
n-k+2
，...，yn＝xn。
[0061]
步骤s3、分析各部位滤波后生成的第二时间序列数据，遍历第二时间序列数据并执行如下操作：
[0062]
(1)设定厚度变化阈值为δ，设定时间周期为t，t为结瘤时间门限值，当结瘤时间长度达到时间t时，则认为该部位结瘤；
[0063]
(2)遍历滤波后的数据列表，设两相邻的数据为ym、y
m+1
，若ym≥δ
t
[0064]
且
[0065]
|y
m+1-ym|＜δ
[0066]
则m暂定为结瘤起点；
[0067]
(3)从结瘤起点向后查找，直至满足
[0068]
|y
m+j-y
m+j+1
|≥δ
[0069]
则认为m+j+1为结瘤终点；即发生结瘤，且结瘤已脱落。
[0070]
(4)若存在
[0071]
(j+1)δt≥t
[0072]
其中，
△
t为采样周期，则认为确实发生了结瘤；
[0073]
(5)若没有找到结瘤终点，且
[0074]
(n-m)δt》t
[0075]
则认为发生了结瘤，且结瘤存在；
[0076]
(6)将结瘤数据写入结瘤列表，所述结瘤数据包括结瘤的开始时间、结束时间、结瘤位置和结瘤厚度。
[0077]
步骤s4、对发生结瘤的部位进行分析，当满足合并条件时进行合并。遍历结瘤点，设两处结瘤的开始时间分别为t1、t2，结瘤发生的位置分别为{x1,y1,z1}、{x2,y2,z2}，若满足条件
[0078]
①
|t
1-t2|《δt
[0079]
②
[0080]
其中，
△
t为设置的时间阈值，
△
l为设定的距离阈值，则将两处结瘤进行合并。以下给出了一种合并的实施方式：
[0081]
(1)取两处结瘤开始时间最小值为开始时间；
[0082]
(2)取两处结瘤结束时间最大值为结束时间；
[0083]
(3)结瘤厚度为两处结瘤厚度最大值；
[0084]
(4)以结瘤厚度最大值所在结瘤位置为合并后结瘤的结瘤位置；
[0085]
(5)将合并前的两次结瘤添加到合并后结瘤的成员列表中；
[0086]
(6)更新结瘤列表，将合并后的结瘤数据添加到结瘤列表，将原有的两处结瘤数据从结瘤列表中删除。
[0087]
本方法通过对炉厚进行实时监测，分析各部位厚度的变化趋势，发现过度结厚部位并对其进行合并，可以较早发现局部结瘤，据此及时采取处理措施，保障安全生产。
[0088]
基于同一发明构思，本技术另一实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本技术上述任一实施例所述的方法中的步骤。
[0089]
基于同一发明构思，本技术另一实施例提供一种电子设备。该电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行时实现本技术上述任一实施例所述的方法中的步骤。
[0090]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0091]
本领域内的技术人员应明白，本技术实施例的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本技术实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器、半导体存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0092]
本技术实施例是参照根据本技术实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0093]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0094]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0095]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
[0096]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。