[发明专利]一种预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的方法及装置

权利要求书

1.一种预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的装置，其特征在于，该装置包括：

温度采集模块，用于采集高温段和低温段烟气温度；

压力采集模块，用于采集高温段和低温段烟道压力；

炼钢工艺参数采集模块，采集现有炼钢过程中的操作工艺参数；

烟气成分采集模块，位于三通阀前端，采集风机后三通阀前的转炉一次烟气成分数据；

烟气成分预测模块，利用温度采集模块、压力采集模块、炼钢工艺参数采集模块和烟气成分采集模块采集的数据，进行烟气成分的预测；

爆炸概率计算及反馈模块，利用烟气成分预测模块预测的烟气成分，计算烟气爆炸概率，根据结果进行状态保持或风险反馈；

所述烟气成分预测模块包括：

时间延后计算单元，转炉冶炼产生的烟气经过了较长的一段管路后到达烟气成分采集模块，根据风机传输的烟气量数值，基于温度、压力采集模块及蒸发冷却器或环缝的喷水量，时间延后计算单元将工况烟气量转化为标况烟气量，并计算烟气中水蒸气的比例，分析高温段及低温段烟气量，结合各自管道长度，计算高温烟气及低温烟气流经各自管道所需时间并求和，计算烟气流经所有管道的时间；

对齐时间戳单元，利用时间延后计算单元计算的时间，将采集的炼钢工艺参数与烟气成分数据统一到一个时间轴上；

数据关联及烟气成分预测单元，将统一到一个时间轴上的数据，利用神经网络算法和机器学习，建立烟气预测模型进行烟气成分预测。

2.根据权利要求1所述的预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的装置，其特征在于，所述数据关联及烟气成分预测单元具体包括：将炼钢工艺参数作为数据训练的输入端，将采集到的烟气成分数据进行爆炸风险概率计算，将结果作为数据训练的输出端，训练模型；利用训练好的模型预测当前炼钢工艺参数下转炉一次烟气成分。

3.根据权利要求2所述的预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的装置，其特征在于，所述烟气成分预测模块还包括误差分析单元，将预测的烟气成分与实测的烟气成分统一到统一时间轴上，并进行误差分析，当误差大于设定值重新训练模型并更新所述数据关联及烟气成分预测单元，否则当前预测模型保持不变。

4.根据权利要求1所述的预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的装置，其特征在于，爆炸概率计算及反馈模块，包括：

预测烟气爆炸概率计算单元，根据烟气成分预测单元预测的烟气成分计算爆炸风险概率，如果计算出的风险概率高于设定值，则反馈风险并调整炼钢工艺参数，直至风险概率为零；

状态保持模块单元，当预测烟气爆炸概率计算单元计算的爆炸风险概率为零时，维持当前的炼钢工艺参数。

5.一种预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的方法，其特征在于，该方法具体包括：

S1：采集数据，包括：采集转炉炼钢工艺参数，采集风机后三通阀前的转炉一次烟气成分数据，采集汽化冷却烟道、初除尘管道区域、风机前管道区域温度值、压力值及除尘区域喷水量；

S2：根据风机转速及风机流量值，结合汽化冷却烟道、初除尘管道区域、风机前管道区域温度、压力及除尘区域喷水量，计算烟气从炉口到煤气分析仪所需时间；

S3：根据烟气从炉口到煤气分析仪所需时间，对齐烟气成分数据及转炉炼钢工艺参数的时间戳，利用机器学习将转炉炼钢工艺参数与烟气成分数据关联起来，采用烟气预测模型对烟气成分进行预测；

S4：基于转炉炼钢工艺参数实时预测烟气成分并进行爆炸概率分析，如果爆炸风险值大于一定值，改变转炉炼钢工艺参数，调整预测的烟气成分直至爆炸风险概率归零。