ICS?77-010CCSH04CISAT/CISAFORMTEXTXXXXX—FORMTEXTXXXXFORMTEXT?????鋼鐵行業(yè)智能高爐系統(tǒng)技術(shù)要求Ironandsteelindustry-TechnicalrequirementsforintelligentblastfurnacesystemsFORMTEXT?????(征求意見(jiàn)稿)XXXX–XX-XX發(fā)布XXXX–XX-XX實(shí)施FORMTEXT中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)???發(fā)布 鋼鐵行業(yè)智能高爐系統(tǒng)技術(shù)要求范圍本文件規(guī)定了高爐穩(wěn)定性生產(chǎn)所需智能高爐系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、功能組成、性能標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)要求。本文件適用于鋼鐵行業(yè)高爐智能生產(chǎn)及工業(yè)應(yīng)用。規(guī)范性引用文件本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1爐料結(jié)構(gòu)BF

Burden

Structure指所用燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、天然塊礦的比例。3.2爐前智慧化作業(yè)控制系統(tǒng)IntelligentControlSystemInTheTapholeAreaOfBlastFurnace指高爐爐前智慧作業(yè)方法及系統(tǒng)，采集爐前出渣鐵作業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，提煉形成爐前出渣鐵作業(yè)分析模型以及爐前出渣鐵作業(yè)報(bào)表模型，構(gòu)建高爐爐前智慧作業(yè)系統(tǒng)，為大型高爐爐前出渣鐵作業(yè)和高爐生產(chǎn)運(yùn)行提供信息化、數(shù)據(jù)化支撐，對(duì)爐前出渣鐵作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)。3.3高爐爐熱制度BFHeatingSystem根據(jù)冶煉鐵種、原料、燃料條件和爐容大小而確定的\t"/item/%E9%AB%98%E7%82%89%E7%83%AD%E5%88%B6%E5%BA%A6/_blank"爐缸應(yīng)具有的溫度水平稱為高爐熱制度。一般以鐵水和爐渣的溫度為代表，由于原料質(zhì)量、爐容大小、冶煉鐵種和操作制度不同，各個(gè)高爐的鐵水和渣水的溫度水平是不同的。3.4爐渣堿度theBasicityofSlag爐渣堿度是一種表示爐渣特性的指數(shù)，是爐渣化學(xué)性質(zhì)的主要指標(biāo)。通常多用堿性氧化物與酸性氧化物的質(zhì)量百分濃度的比值表示。3.5煤氣流分布GasDistributioninBlastFurnace高爐煤氣分布是煤氣在高爐截面上的分布，常用爐喉料面以下水平截面上的分布來(lái)代表。高爐煤氣流是進(jìn)行三次分布：從風(fēng)口送風(fēng)是對(duì)煤氣流的第一次分布，高爐內(nèi)煤氣流二次分布是在軟熔帶，軟熔帶以上的爐料是對(duì)大煤氣流的第三次分布。3.6異常爐況AbnormalStatus

inBlastFurnace煤氣流異常和爐缸異常。煤氣流分布異常主要包括懸料、管道、氣流、崩塌料等；爐缸異常通常是爐缸堆積、爐涼等熱量不足的情況。4縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。PLC：可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）DCS:分布式控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem）5系統(tǒng)架構(gòu)和基本要求5.1系統(tǒng)架構(gòu)架構(gòu)宜分為基礎(chǔ)設(shè)備層、數(shù)據(jù)平臺(tái)層、基礎(chǔ)應(yīng)用層及智能應(yīng)用層?；A(chǔ)設(shè)備層應(yīng)包括基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、與數(shù)據(jù)平臺(tái)層的數(shù)據(jù)交互；數(shù)據(jù)平臺(tái)層包含對(duì)原始數(shù)據(jù)的處理存儲(chǔ)的L2系統(tǒng)、制造域煉鐵域相關(guān)數(shù)據(jù)信息；智能應(yīng)用層應(yīng)包含智能高爐系統(tǒng)涵蓋的智能應(yīng)用功能，包括原燃料智能分析、爐前智能作業(yè)、爐溫堿度氣流控制、爐缸長(zhǎng)壽控制等生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

5.2基本要求5.2.1檢測(cè)儀表檢測(cè)儀表類型包括電偶、成分分析、流量計(jì)等，精度應(yīng)能準(zhǔn)確反映出高爐的生產(chǎn)實(shí)際。檢測(cè)對(duì)象應(yīng)包括原燃料質(zhì)量參數(shù)、爐前作業(yè)參數(shù)、爐況運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)等。5.2.2數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集應(yīng)能融合多種協(xié)議，支持國(guó)內(nèi)外主流自動(dòng)化系統(tǒng)協(xié)議，采集數(shù)據(jù)應(yīng)包括原燃料質(zhì)量數(shù)據(jù)、爐前出渣鐵數(shù)據(jù)、爐體溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)、鐵口狀態(tài)數(shù)據(jù)，爐況運(yùn)行跟蹤數(shù)據(jù)等。5.2.3外部通信智能高爐系統(tǒng)應(yīng)包含與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備基站的通信能力，具備從原料系統(tǒng)、煉焦系統(tǒng)、分析系統(tǒng)等讀取與高爐生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)的能力。5.2.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)智能高爐系統(tǒng)應(yīng)包含多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，以滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景，應(yīng)建立長(zhǎng)期歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)一代爐齡數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)。6智能高爐系統(tǒng)功能組成應(yīng)包括軟硬件系統(tǒng)，軟件又分為基礎(chǔ)平臺(tái)類軟件和生產(chǎn)功能類應(yīng)用軟件。數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)所需軟件屬于基礎(chǔ)軟件功能范疇。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的原燃料智能分析、爐前智慧作業(yè)系統(tǒng)、熱風(fēng)爐燒爐技術(shù)等屬于應(yīng)用軟件。6.1基于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)從基礎(chǔ)自動(dòng)化采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，同時(shí)從相關(guān)系統(tǒng)抽取化驗(yàn)分析等數(shù)據(jù)，建立起智能高爐系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)管理中心。平臺(tái)還宜包括數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)服務(wù)等基礎(chǔ)功能。6.2高爐原燃料智能分析診斷系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)對(duì)不同頻度的原料質(zhì)量分析數(shù)據(jù)進(jìn)行采集至統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，形成原燃料數(shù)據(jù)庫(kù)。應(yīng)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，生成班、日、旬、月、年原料質(zhì)量數(shù)據(jù)電子報(bào)表。基于原燃料數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)原燃料質(zhì)量自主分析模型，自動(dòng)識(shí)別質(zhì)量異常物料，并對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)變化進(jìn)行趨勢(shì)性提醒。基于原燃料數(shù)據(jù)庫(kù)和原燃料質(zhì)量自主分析模型，開發(fā)異常質(zhì)量原燃料入爐時(shí)間預(yù)測(cè)模型，在觸發(fā)異常質(zhì)量原燃料入爐時(shí)間預(yù)測(cè)模型后，根據(jù)生產(chǎn)條件，為高爐操作者提供質(zhì)量異常爐料入爐倒計(jì)時(shí)提醒。建立有害元素富集預(yù)測(cè)模型，為生產(chǎn)決策提供參考。6.3爐體冷卻系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)水根據(jù)不同冶煉條件下爐體冷卻強(qiáng)度、冷卻水水溫差管理，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水流量。6.4高爐爐溫、堿度、煤氣流自動(dòng)閉環(huán)控制根據(jù)原燃料變化、高爐操作參數(shù)變化確定基準(zhǔn)燃料比，以控制校正燃料比為基礎(chǔ)，控制料速為手段，并考慮各影響因素和操作對(duì)應(yīng)的作用時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)爐溫的穩(wěn)定控制。煤氣流的判定采用順行指數(shù)和氣流指數(shù)相結(jié)合的方式，以順行指數(shù)作為判別的標(biāo)準(zhǔn)、以氣流指數(shù)作為判別的依據(jù)，對(duì)煤氣流分布作出一個(gè)綜合性的判斷。能夠保證高爐順行、煤氣利用率高、高爐指標(biāo)好的的煤氣分布就是該條件下最合理的的煤氣分布。6.5高爐爐況智能診斷自動(dòng)挖掘并確定高爐爐況智能診斷模型中不同維度的子指數(shù)的重、子指數(shù)中各關(guān)鍵參數(shù)的權(quán)重；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)挖掘并確定高爐爐況智能診斷模型中所有關(guān)鍵參數(shù)不同穩(wěn)定程度的閾值范圍；高爐爐況異常預(yù)警原因與應(yīng)對(duì)靶向提示與指導(dǎo)；實(shí)現(xiàn)高爐爐況運(yùn)行狀態(tài)的連續(xù)、在線、智能診斷，爐況實(shí)時(shí)預(yù)警，并提供針對(duì)性的操作指導(dǎo)建議。6.6高爐智慧操業(yè)分析功能基于原燃料、設(shè)備和出渣鐵的條件，對(duì)高爐生產(chǎn)過(guò)程中內(nèi)部物理化學(xué)變化的條件、過(guò)程和影響進(jìn)行機(jī)理研究，從而剖析高爐生產(chǎn)過(guò)程中不同操業(yè)參數(shù)之間的深層次關(guān)系，并建立智慧操業(yè)分析功能模型。6.7異常爐況智能識(shí)別及操作指導(dǎo)功能建立異常爐況智能識(shí)別和提示系統(tǒng)模型，并根據(jù)知識(shí)庫(kù)及時(shí)進(jìn)行操作指導(dǎo)。以便于操作者及時(shí)正確采取措施，避免事故擴(kuò)大。6.8爐缸長(zhǎng)壽控制高爐的長(zhǎng)壽是降低成本的重要因素，其中爐缸部位是高爐長(zhǎng)壽的關(guān)鍵。根據(jù)爐缸安裝的熱電偶溫度，通過(guò)數(shù)字化建模和算法，建立爐缸侵蝕模型，監(jiān)視爐缸侵蝕狀態(tài)，確保高爐爐缸安全。7智能高爐系統(tǒng)性能要求7.1數(shù)據(jù)治理能力針對(duì)高爐生產(chǎn)的大量數(shù)據(jù)，高爐智能系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗校驗(yàn)在內(nèi)的數(shù)據(jù)治理工作，確保生產(chǎn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)用于模型預(yù)測(cè)和控制。同時(shí)利用大數(shù)據(jù)、人工智能和高性能計(jì)算等新技術(shù)，開展高爐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的量化，實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)與工藝操作的過(guò)程數(shù)字化。7.2閉環(huán)控制模型自動(dòng)投入率閉環(huán)控制模型自動(dòng)投入率應(yīng)大于等于90%，準(zhǔn)確率應(yīng)大于等于95%。8智能高爐系統(tǒng)投運(yùn)條件智能高爐系統(tǒng)正常投運(yùn)應(yīng)符合以下要求：高爐設(shè)備狀態(tài)良好，無(wú)故障；生產(chǎn)連續(xù)，無(wú)計(jì)劃或非計(jì)劃休減風(fēng)；長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)，高爐長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)后應(yīng)在爐況恢復(fù)正常后的兩天以上；爐料結(jié)構(gòu)及原燃料質(zhì)量波動(dòng)范圍滿足生產(chǎn)要求。9智能高爐系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)智能高爐系