[发明专利]基于人工智能的高炉喷吹煤粉智能调节控制方法及系统

说明书

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的高炉喷吹煤粉智能调节控制方法及系统。获取当前帧燃烧带的火焰辐射区域图像；获取火焰辐射区域图像的面积，以及其在HSV色彩空间中的平均明度值；根据火焰辐射区域图像的灰度图像中的灰度值，获取灰度图像对应的平均温度值；获取相邻帧火焰辐射区域图像间的面积变化量和温度变化量，面积变化量为煤粉区域的面积变化量；根据由面积变化量和明度值所构建的煤粉燃烧状态的评价函数，判断当前煤粉燃烧状态；将燃烧状态、温度变化量、空气的富氧量和鼓风的温度作为神经网络的输入，判断高炉的喷煤量。不仅能直观地反映出当前的喷煤量是否合适，还能够准确地实现对喷煤量的控制与调节。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的高炉喷吹煤粉智能调节控制方法及系统。

背景技术

高炉喷煤技术是一项从高炉风口向炉内直接喷吹煤粉，为高炉提供热源、还原剂的重要技术，喷吹以低沉本的煤粉代替焦炭可以有效的降低生铁成本、减少炼铁工序造成的环境污染，喷煤量过少或过多会影响高炉整体的冶炼效果，因此，相应的最佳喷煤量决策可以提高煤粉的燃烧效率，并保证喷煤长期稳定运行。

目前，高炉喷煤操作仍然依赖工人根据工艺指标和积累的炼铁经验与高炉运行过程信息进行分级设定喷煤值，以及对喷煤量进行增减操作，使高炉长期处于平稳运行状态，并实现冶炼目标。但是由于高炉冶炼过程存在复杂性、滞后性和状态多变性，喷煤设定值由炉长人为给定，存在盲目性、粗糙性等问题，无法准确地决策当前炉况下的最佳喷煤设定值导致过吹或欠吹的问题，影响炼铁生产的质量和效率。

现有的技术中，往往将鼓风动能、热风压力、热风温度、冷风流量、富氧率和煤比等作为调节喷煤量的影响因素。

发明人在实践中，发现上述现有技术存在以下缺陷：

通过喷煤过程中的外界的影响因素实现对喷煤量的调节，无法确定当前喷煤量是否合适，而高炉内的煤粉的燃烧状态也无法直接进行测量，无法准确地控制喷煤量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于人工智能的高炉喷吹煤粉智能调节控制方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本发明一个实施例提供了一种基于人工智能的高炉喷吹煤粉智能调节控制方法，该方法包括步骤：

获取当前帧燃烧带的火焰辐射区域图像；获取火焰辐射区域图像的面积，以及火焰辐射区域图像在HSV色彩空间中的平均明度值；根据火焰辐射区域图像的灰度图像中的灰度值，获取灰度图像对应的平均温度值；获取相邻帧火焰辐射区域图像间的面积变化量和温度变化量；根据由面积变化量、明度值和煤粉燃烧状态成正相关关系所构建的煤粉燃烧状态的评价函数，判断当前煤粉燃烧状态；将煤粉燃烧状态、温度变化量、空气的富氧量和鼓风的温度作为神经网络的输入，判断高炉的喷煤量。

第二方面，本发明另一实施例提供了一种基于人工智能的高炉喷吹煤粉智能调节控制系统，该系统包括图像采集模块、参数获取模块、燃烧状态评价模块和喷煤控制模块。

其中，图像采集模块用于获取当前帧燃烧带的火焰辐射区域图像。

参数获取模块用于获取火焰辐射区域图像的面积、火焰辐射区域图像在HSV色彩空间中的平均明度值，并根据火焰辐射区域图像的灰度图像中的灰度值，获取灰度图像对应的平均温度值，以及获取相邻帧火焰辐射区域图像间的面积变化量和温度变化量。

燃烧状态评价模块用于根据由面积变化量、明度值和煤粉燃烧状态成正相关关系所构建的煤粉燃烧状态的评价函数，判断当前煤粉燃烧状态。

喷煤控制模块用于将煤粉燃烧状态、温度变化量、空气的富氧量和鼓风的温度作为神经网络的输入，判断高炉的喷煤量。

本发明实施例至少具有如下有益效果：