基于機理與數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的高爐分布式爐溫建模方法研究.pdf

1、高爐煉鐵生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)流程上游的一個核心工序，其中高爐爐溫是衡量高爐爐況和鐵水質(zhì)量的重要指標(biāo)。建立高爐內(nèi)部溫度分布模型，及時反應(yīng)爐內(nèi)溫度變化，并對爐內(nèi)溫度進行優(yōu)化控制，是保證高爐平穩(wěn).安全、高效、節(jié)能運行的關(guān)鍵。但是由于高爐冶煉的復(fù)雜性，高爐內(nèi)部溫度無法直接測量，同時沒有一個溫度模型能夠很好地從整體上描述高爐冶煉過程，實時反映高爐爐內(nèi)溫度狀態(tài)。針對以上問題，本文提出了一種基于機理與數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的高爐分布式爐溫建模方法，該方法具有計算實時

2、性好、模型適應(yīng)性強等優(yōu)點。
　　 本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　 1.提出了高爐內(nèi)表面實時的溫度分布模型建模方法。首先基于傅里葉傳熱定律建立爐壁的連續(xù)傳熱機理模型，接著利用模糊推理方法反推高爐內(nèi)表面不同高度的周向溫度分布，最后采用分段曲線擬合方法獲得高爐整個內(nèi)表面溫度分布。
　　 2.提出了高爐中心軸線溫度分布模型建模方法，基于多流體理論和傳熱原理，根據(jù)流體動力學(xué)和反應(yīng)動力學(xué)原理研究高爐煉鐵過程爐溫控

3、制的復(fù)雜規(guī)律，求出高爐中心軸線每一點的氣相和固相溫度，對爐溫進行預(yù)報。
　　 3.提出了一種高爐內(nèi)部三維溫度分布模型建模方法。根據(jù)已獲得的高爐內(nèi)表面和高爐中心軸線溫度分布，采用含內(nèi)熱源實心圓柱體的導(dǎo)熱近似求解方法，求出高爐徑向一維溫度分布，從而得到高爐內(nèi)部整體的三維溫度分布模型。
　　 4.通過Matlab工具軟件對爐溫分布模型進行可視化仿真，驗證爐溫模型的有效性和實時性。并在Matlab GUI平臺下開發(fā)了高爐爐溫實時