高炉料面区域温度特征智能提取方法研究与应用

作     者：王昌军 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴敏;何勇

授予年度：2010年

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：高炉料面温度 煤气流分布 特征提取 模糊推理 D-S证据融合 

摘      要：针对高炉内部环境复杂,反映煤气流发展状态的料面温度特征难以提取的问题,本文从工艺机理的角度分析了料面红外图像、十字测温、上升管温度、炉墙温度等与料面温度场之间的关系,根据煤气流分布特点,提出了一种高炉料面区域温度特征提取方法,分别对高炉中心区域和边缘区域的特征进行提取。 首先,进行料面中心区域温度特征提取。根据红外摄像仪的成像原理与安装情况,对红外图像和高炉料面的坐标系完成空间配准;依据高炉生产特点,对高炉中心点进行离线配准,采用动态定标算法,完成红外可视区的温度场检测。利用图像阈值分割与空间配准,进行炉心区宽度和炉心偏移程度特征进行提取。结合料面中心温度指数与炉心宽度,采用模糊推理的方法对中心区的温度特征进行评价,反映中心煤气流的发展状态。 其次,进行料面边缘区域的温度特征提取。由于十字测温、炉墙温度以及矿焦比与料面边缘温度存在相关性,首先采用单一信息在不同尺度下对边缘温度进行检测;然后,采用模糊D-S证据方法融合单一信息的检测值,获得料面边缘温度,降低了检测的不确定性;最后,结合料面边缘温度指数与边缘宽度,采用模糊推理的方法对边缘区的温度特征进行评价,反映边缘煤气流的发展状态。 根据提出的特征提取方法,开发了高炉料面温度场检测系统,并成功运行于某钢铁企业2200m3高炉。系统采用可视化界面显示料面温度场,更直观地反映料面温度分布情况,为高炉操作人员提供了炉况的实时、可靠的参考信息。