一种焦炉温度控制方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及焦炉加热领域，具体涉及一种焦炉温度控制方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、焦炉是一个高耦合、大时变和非线性的复杂过程控制系统，炼焦是钢铁生产过程中的重要环节，保证炼焦生产的高效、优质尤为重要。而焦炉温度控制又是炼焦过程中最重要的一环。在焦炭生产过程中，生产条件、操作方式和外部环境等因素的变化都能造成焦炉加热过程的波动。传统直行温度的测量完全依靠人工，操作工人需要每隔一段时间拿测温枪到炉顶进行温度测量，而该测量方式存在人为偷懒、忘记测量或数据登记时间不准等问题，难以保证直行温度数据的实时性和准确性。而传统焦炉温度控制也以人工为主导，操作工人完全依靠自身操作经验对炉温进行调节，而不同班次操作工人的操作风格迥异，且对焦炉未来温度走势的判断逻辑也不一，因此人工调节方式容易引起炉温的误调和超调，难以对焦炉加热煤气压力的加减进行及时、科学、定量的调控，不仅易造成直行温度波动超出合理区间，也易引起炼焦质量不稳定和能源浪费，影响焦炉的使用寿命。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种焦炉温度控制方法，以解决上述技术问题。

2、本发明提供的一种焦炉温度控制方法，包括：

3、获取焦炉的实时蓄顶温度和目标直行温度；

4、将实时蓄顶温度输入温度预测模型，得到焦炉的预测直行温度，其中，温度预测模型通过历史蓄顶温度趋势和历史直行温度趋势训练得到；

5、将预测直行温度和目标直行温度输入压力预测模型，得到目标煤气压力值，其中，压力预测模型通过历史直行温度、历史目标直行温度和历史煤气压力值训练得到；

6、基于目标煤气压力值控制焦炉的温度调节设备。

7、于本发明的一实施例中，获取历史煤气压力值包括：获取初始历史煤气压力值；建立采样窗口对初始历史煤气压力值进行采样，依次遍历初始历史煤气压力值，得到多个目标压力值，基于多个目标压力值得到剔除毛刺信号后的历史煤气压力值。

8、于本发明的一实施例中，每次遍历包括：基于当前初始历史煤气压力值和当前采样窗口中的历史煤气压力值的中值计算得到采样残差；将采样残差与预设阈值进行比较，并根据比较结果调整目标压力值；若采样残差大于或等于预设阈值，则将中值作为当前初始历史煤气压力值的目标压力值，若采样残差小于预设阈值，则将当前初始历史煤气压力值作为当前初始历史煤气压力值的目标压力值。

9、于本发明的一实施例中，基于前述方案，获取历史蓄顶温度趋势包括：获取历史蓄顶温度的初始时间序列；对初始时间序列进行局部加权回归平滑计算，得到初始周期分量；基于初始时间序列和周期分量计算得到趋势分量，即历史蓄顶温度趋势。

10、于本发明的一实施例中，基于前述方案，得到周期分量之后，还包括对周期分量进行滑动平均计算，得到噪声减少后的周期分量；得到趋势分量之后，还包括对趋势分量进行滑动平均计算，得到噪声减少后的趋势分量。

11、于本发明的一实施例中，基于前述方案，还包括：获取序列组，序列组包括蓄顶温度的时间序列、直行温度的时间序列、目标直行温度的时间序列和煤气压力值的时间序列；建立滑动窗口，设置滑动窗口的时间步上限；将序列组输入滑动窗口，得到实时更新的序列组窗口数据，其中，窗口数据的最大数量为时间步上限，当滑动窗口中的时间步数量达到预设的上限时，从滑动窗口中删除最旧的时间步对应的数据，并加入新的时间步对应的数据，序列组窗口数据包括蓄顶温度的窗口数据、直行温度的窗口数据、目标直行温度的窗口数据和煤气压力值的窗口数据；基于蓄顶温度的窗口数据和直行温度的窗口数据训练温度预测模型，基于直行温度的窗口数据、目标直行温度的窗口数据和煤气压力值的窗口数据训练压力预测模型，以更新温度预测模型和压力预测模型。

12、于本发明的一实施例中，基于前述方案，压力预测模型还通过以历史机侧烟道吸力、历史焦侧烟道吸力、历史高炉煤气热值、历史煤气压力反馈值作为输入数据进行训练。

13、根据本发明实施例的一个方面，还提供了一种焦炉温度控制系统，包括：

14、获取模块，用于获取焦炉的实时蓄顶温度和目标直行温度；

15、第一预测模块，用于将实时蓄顶温度输入温度预测模型，得到焦炉的预测直行温度，其中，温度预测模型通过历史蓄顶温度趋势和历史直行温度趋势训练得到；

16、第二预测模块，用于将预测直行温度和目标直行温度输入压力预测模型，得到目标煤气压力值，其中，压力预测模型通过历史直行温度、历史目标直行温度和历史煤气压力值训练得到；

17、控制模块，用于基于目标煤气压力值控制焦炉的温度调节设备。

18、根据本发明实施例的一个方面，还提供了一种焦炉温度控制设备，包括：一个或多个处理器；存储系统，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得焦炉温度控制设备实现上述各实施例任一项的焦炉温度控制方法。

19、根据本发明实施例的一个方面，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，当计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述各实施例任一项的焦炉温度控制方法。

20、本发明的有益效果：本发明通过历史蓄顶温度趋势和历史直行温度趋势训练得到温度预测模型，通过历史直行温度、历史目标直行温度和历史煤气压力值训练得到压力预测模型，能够通过两个模型并基于实时蓄顶温度和目标直行温度对直行温度和煤气压力值实现精准预测，并根据预测的目标煤气压力值控制焦炉的温度调节设备。本发明能够自动化和智能化焦炉的加热控制过程，避免人工控制焦炉加热可能导致的失误，提高焦炉温度控制的精度和效率，同时也节约人工成本。

21、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，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种焦炉温度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的焦炉温度控制方法，其特征在于，获取所述历史煤气压力值包括：

3.根据权利要求2所述的焦炉温度控制方法，其特征在于，每次滤波包括：

4.根据权利要求1所述的焦炉温度控制方法，其特征在于，获取所述历史蓄顶温度趋势包括：

5.根据权利要求4所述的焦炉温度控制方法，其特征在于，还包括对所述初始周期分量进行滑动平均计算，对所述初始趋势分量进行滑动平均计算。

6.根据权利要求1所述的焦炉温度控制方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的焦炉温度控制方法，其特征在于，压力预测模型还通过以历史机侧烟道吸力、历史焦侧烟道吸力、历史高炉煤气热值、历史煤气压力反馈值作为输入数据进行训练。

8.一种焦炉温度控制系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种焦炉温度控制设备，其特征在于，所述焦炉温度控制设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的焦炉温度控制的方法。

技术总结
本发明提供一种焦炉温度控制方法，方法包括：获取焦炉的实时蓄顶温度和目标直行温度，其中，目标直行温度为直行温度需达到并保持的温度；将实时蓄顶温度输入温度预测模型，得到焦炉的预测直行温度，其中，温度预测模型通过历史蓄顶温度趋势和历史直行温度趋势训练得到；将预测直行温度和目标直行温度输入压力预测模型，得到目标煤气压力值，其中，压力预测模型通过历史直行温度、历史目标直行温度和历史煤气压力值训练得到；基于目标煤气压力值调节煤气压力的输出，以控制焦炉的温度。本发明能够自动化和智能化焦炉的加热控制过程，避免人工控制焦炉加热可能导致的失误，提高焦炉温度控制的精度和效率，同时也节约人工成本。

技术研发人员：吴方瑞,孙小东,雷韵晓,汤槟,祝捷,彭博,彭燕华
受保护的技术使用者：中冶赛迪信息技术（重庆）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5