下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
|
2.4 应用效果 |
我国赤铁矿资源丰富，但其品位低、磁性弱、嵌布粒度细、矿物组成复杂，难以选别。赤铁矿选矿过程主要包括竖炉焙烧、磨矿和磁选工序将有用矿物和脉石分离，使得有用矿物成分富集，从而获得品位合格的精矿和尾矿。
针对我国具有综合复杂性的选矿生产过程的全流程的控制与管理问题，研究提出了选矿生产全流程控制技术及系统，包括以企业综合生产指标优化为目标的由全流程生产线生产指标优化决策、运行指标优化决策和智能运行优化反馈控制组成的生产全流程一体化控制系统结构；以企业综合生产指标优化为目标的多目标、多尺度全流程生产指标优化决策技术；由运行指标优化值预设定、全流程生产指标终点预报、生产指标预测分析和反馈分析与校正组成的运行指标智能动态优化决策技术；由回路优化值预设定、运行指标终点预报、前馈与反馈补偿组成的数据驱动的智能运行反馈控制技术。研发了生产全流程一体化控制技术创新平台。平台由综合生产指标优化系统、工艺指标优化系统、智能过程控制系统和全流程虚拟对象系统组成的半实物仿真实验系统，通过仿真实验研究改进全流程混合智能优化控制技术及系统原型。在此基础上研究全流程混合智能优化控制软件产品的开发技术，逐步形成通用化、模块化的综合生产指标优化软件、工艺指标优化软件、智能过程控制优化软件及集成软件开发技术。进一步研发工业生产过程综合自动化系统的EIC三电一体化集成设计技术，建立从方法研究、系统原型研究、仿真平台及仿真验证研究到软件产品开发、软件测试平台研究，到综合自动化系统集成设计研究，再到开发、安装、调试、投运和维护的集成化、系统化和配套化思路，从而协调全流程综合自动化系统整个研发过程的各个环节，多层次、多方位地构建统一有序的体系，提高综合自动化系统开发的效率。
研制的选矿生产过程全流程综合自动化系统技术已推广应用至酒钢选矿生产过程综合自动化系统改造中。使得磨矿粒度提高2.46%～3.76%，磨矿粒度合格率提高6.75%～7.43%，金属回收率提高2.01%，精矿品位提高0.57%，处理量提高12万吨/年，操作员减少50%，消耗减少20%，节电725.40万千瓦·时/年。
钢铁工业能耗占国内工业总能耗15%以上，其节能减排不仅与企业效益密切相关，且具有重要的国家战略意义，已被列入国家中长期科技发展纲要。在钢铁企业生产规模确定的情况下，能源优化调度是实现节能减排的关键手段，而国外相关技术对我国严格保密。目前能源系统，系统结构极其复杂，无法采用机理模型进行准确描述；现有的基于人工经验的调度方式导致决策滞后，未实现系统性优化；粗放式运行模式无法实现能源变化的预测功能，导致能源浪费、对环境造成影响。
针对上述问题，大连理工大学采用基于数据驱动的方法，在能源预测与调度方面取得了重大创新与突破。
①对产能/耗能单元能源变量动态性差异大、难以统一建模实现预测的问题，提出了基于输入补偿的回声状态神经网络模型和基于简约梯度的多输入模型参数优化方法，形成了能源产消量、存储量的短期预测技术。对产消、存储量30min预测精度提高到90%以上，部分用户达95%以上。
②对预测结果不确定性问题，构建了基于回声状态网络集成模型，提出了冶金能源区间预测技术。对60min、置信度为95%的预测区间可完全覆盖实际值，设备异常预报准确率提高到97%以上。
③对能源系统变量的长期预测问题，基于工业数据可粒度化特性，提出了基于动态时间弯曲的能源数据信息粒等距化方法，可将能源预测时长扩展至24h。对能源介质发生量的预测精度平均达95%以上，消耗量精度提高到90%以上。
④提出了能源滚动优化调度技术。应用于企业氧气系统，使氧气平均放散率下降2.1个百分点，空分机组平均负荷提高5.66%。
基于上述理论及关键技术创新，结合实时数据采集、能源监控与人机交互技术，研发了冶金能源预测与优化调度系统，已成功应用于我国多家大型冶金企业，创造了显著的经济和社会效益。本项目成果不仅可应用于其他冶金行业能源系统，还可进一步作为化工、石油等高耗能行业工业节能降耗的有效措施，具有显著的推广应用价值。
铝电解是有色金属行业的用电大户，其耗电量占全国总发电量的5%左右。铝电解节能控制技术是铝电解槽迈向大型化和实现高效、低耗、低排放运行的一项关键技术，一直是国际铝业界核心技术秘密。多年来，我国很多企业一直致力于提高电流效率以降低直流电耗，虽取得了较好的电流效率指标，但吨铝直流电耗的指标在13100kW·h附近徘徊了30年。
我国科研工作者针对大型铝电解槽多种结构和工艺参数均对多相-多场分布特性产生重大影响并形成复杂耦合关系的特点，提出了基于多相-多场耦合仿真的大型铝电解槽结构、工艺与控制器综合优化方法，构造出大型铝电解槽低电压下高效、低电耗、低排放、稳定运行的状态空间，确立了相应的高效节能运行技术条件（工艺条件），提出了“临界稳定控制”思想，研发了多目标、多环协同优化控制技术，解决了大型铝电解槽在低电压、高效节能工艺条件下多相-多场交互作用强烈，关键工艺参数可调区间显著变窄的多优化目标、多环节强耦合、多参数临界稳定的控制难题。技术的成功应用，显著降低了平均槽电压，提高了氧化铝浓度控制精度，降低了电解质温度，吨铝平均直流电耗下降至12600kW·h，优于国际先进指标13100～13300kW·h，取得了显著节能效果。