高炉炼铁工业代谢网络通量预测及仿真研究

发布时间：2021-09-05 18:29

　　在当前资源日益紧张、环境压力倍增、环保政策不断收紧的形势下,钢铁企业要实现节能减排的目标,进一步的提升企业的核心竞争力以适应社会的发展。要实现节能减排,必须要清晰企业生产中物流的变化。目前的高炉炼铁工艺在建模的过程中,主要考虑的是高炉的顺行和温度的控制,较少的考虑工业代谢物的变化、反应情况,对其中的污染物的考虑也不多,因此需要构建更加全面的高炉模型。通过对高炉内部物质的运行情况分析,构建工业代谢网络,由于代谢网络属于复杂网络,在求解上比较复杂,而人工智能研究中的多智能体对复杂网络的求解具有很好的优势,因此在代谢工程中建立起通量预测模型,在S系统方程基础上构建交互关系,搭建多智能体仿真系统。该系统不再是根据以往的黑箱模型,而是更加全面的考虑其中反应过程的建模方法,通过仿真,可以预测高炉物料的浓度以及反应的速度,在此基础上,进行工业生产的调控,在保证高炉顺行的前提下,提高生产效率,降低能源物质的消耗,减少污染物的生成排放,实现绿色高效发展。首先,阐明了代谢理论在工业系统中的应用基础,证明了其在工业系统中的可行性,通过对高炉炼铁过程的工艺流程分析,建立起完整的代谢网络,并在此基础上建立通量预... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

生铁产量（单位：万吨）

?晌?刖幻浩??馐卑刖幻浩?ü?浩?芙?氲矫浩?换?低持校??芯??荆?之后成为净化煤气。净化煤气通过净化煤气管道输送到各用户。渣处理系统主要是对高炉产生的炉渣进行处理，把液态的炉渣经过处理制成干渣和水渣，这里干渣一般用作建筑的骨料，水渣可输送给水泥厂作为生产水泥的原料。3.1.2高炉模型确定了本研究的对象主体是高炉炼铁系统，这里需要对高炉模型进行建立，将高炉内部分区域，化为为五个带区域。高炉炼铁过程中，高炉内部的主要分布情况大致可分为五个区域，块状带、软熔带、滴落带、渣铁带以及风口带见图3.3。块状带的温度主要为800℃以下，物料从炉顶进入炉内，在这一区域主要以固态形式存在，发生少量的还原反应。软熔带的温度主要为800℃-1000℃，这一区域，固态的物质逐步熔化向下进入滴落带，在此期间发生大量的固液反应。滴落带以及渣铁带的温度主要为1000℃以上，在这里完成造渣等反应，之后通过渣铁带，输出炉渣和生铁。风口带主要是鼓入加热后的氧气、氮气等气体。图3.3高炉内部分布情况

武汉科技大学硕士学位论文32a）迭代10次适应度曲线b）迭代15次适应度曲线c）迭代20次适应度曲线d）迭代30次适应度曲线图3.5不同迭代次数的适应度曲线适应度曲线表示实际值与理论值差值的绝对值的平方和，其值越小表示适应度越好，拟合的效果越好。从上图可见适应度在迭代20次以后趋于稳定，在此基础上，对拟合出的结果进行进行调整，之后再进行迭代10次，得到图3.5(d)，因此这里选择第20次迭代的参数数组作为拟合结果。结果如图3.6所示。


本文编号：3385864