[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

说明书

本发明涉及一种预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的方法及装置，属于工业烟气除尘智能控制领域。该方法通过采集汽化冷却烟道、初除尘管道区域、风机前管道区域温度值、压力值、除尘区域喷水量以及风机流量，计算烟气从炉口到煤气分析仪所需时间，将转炉炼钢相关的工艺参数、风机后三通阀前的转炉一次烟气成分参数对齐时间戳值到时间轴，将处理好的数据关联并进行数据训练，训练好后的模型可以根据炼钢操作的相关参数预测即将产生的烟气成分，从而判断煤气是否有爆炸风险，如果有风险可给出参考，调整炼钢参数，避免电除尘器发生爆炸，提高转炉一次烟气用电除尘器系统安全性。

技术领域

本发明属于工业烟气除尘智能控制领域，涉及一种预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的方法及装置。

背景技术

转炉冶炼是一个在高温下吹氧脱碳的反应过程，在这个过程中会产生大量的一氧化碳和含铁粉尘的烟气。由于该工艺中烟气温度、粉尘量周期性变化，且烟气中含有大量的水蒸汽，因此无法采用布袋进行除尘。

针对于转炉冶炼过程中的高温、高湿一次烟气，无论是干法电除尘系统(LT)还是湿法除尘系统的改造，静电除尘技术都有着较高的除尘效率及性价比并被广泛使用。由于转炉一次烟气属于易燃易爆气体，再加上转炉冶炼过程中混入的空气，爆炸三要素中两要素已经满足，如果前端冶炼时操作不当，进入电除尘器的烟气极易发生爆炸，影响转炉正常生产且对电除尘器造成无法逆转的损坏。

因此，亟需一种能够实时监控预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的方法及装置，在不改变现有除尘系统的基础上，对正在进行的转炉操作产生的烟气成分进行预测并进行爆炸概率计算，从而指导炼钢操作人员避免因操作上的原因而导致电除尘器内部发生煤气爆炸。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种预测转炉一次烟气电除尘爆炸风险的装置，包括：

温度采集模块，用于采集高温段和低温段(即活动烟罩处和蒸发冷却器或环缝后)烟气温度；

压力采集模块，用于采集高温段和低温段(即活动烟罩处和蒸发冷却器或环缝后)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。

进一步，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(8)，根据风机(5)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(3)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，由于同一时间采集到的炼钢工艺参数与烟气成分数据存在时间差，因此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，利用神经网络和机器学习，建立烟气预测模型进行烟气成分预测。其中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。