[发明专利]基于音源特征的烧结机风量控制方法及系统

说明书

本发明公开一种基于音源特征的烧结机风量控制方法及系统。烧结车间设置有声音信号采集器，主抽风机出口设置有风量检测仪，所述方法包括：步骤1：采集各种工况下烧结车间声音数据；对烧结车间声音数据进行信源重构，获得信源重构样本集；利用获得的信源重构样本集构建烧结机漏风率评价模型；步骤2：实时采集烧结车间声音数据，依据漏风率评价模型在线计算烧结机漏风率指标；步骤3：实时采集主抽风机的出口风量，依据检测到的出口风量和烧结机的理论风量计算风机的出口误差风量；依据烧结机漏风率指标计算烧结机的漏风风量补偿值，再依据漏风风量补偿值和出口误差风量计算烧结机误差风量，根据烧结机误差风量对主抽风机电机频率进行调节。

技术领域

本发明涉及一种基于音源特征的烧结机风量控制方法及系统。

背景技术

铁矿石烧结是现代钢铁冶金流程中的重要环节，其最主要生产环节是在台车式烧结机上将混合均匀的小颗粒状原料点火燃烧，使其熔合成块状烧结矿。为保证烧结矿结结块的强度和化学成分，需要原料在烧结机上得到充分燃烧。混合搅拌均匀的小颗粒状原料在烧结机上是以厚料层形式均匀分布的，为保证原料的充分燃烧，烧结机会在原料层下方设置风箱并连接烧结主抽风机，通过主抽风机产生的负压，将新鲜空气带入到燃烧的原料层中。烧结生产需要为烧结机提供有效的风量控制，来满足提高烧结矿产量、质量和降低生产能耗的目的。烧结机漏风是抽风烧结过程中风量的一个重要影响因素，由于烧结机的密封结构和长期使用的保养问题，烧结生产过程中的漏风现象，会导致实际烧结风量要严重低于设定风量，造成原料燃烧不充分的现象，影响烧结矿质量。烧结机及其附属的风箱、风管、阀门等，由于结构复杂，且工作在高温状态，使漏风率的检测一直缺少行之有效的手段，这就造成烧结主抽风机的风量闭环控制系统缺少的关键的反馈变量，无法进行精确的实时风量调节。所以目前的烧结生产只能做到风管风量控制，而做不到针对烧结机的风量控制。目前烧结生产的解决方案是加大烧结主抽风机的风量，采用冗余风量的方式克服这一问题，但是这就造成了主抽风机能源的浪费，也容易造成烧结矿燃烧过度的现象。对于烧结生产而言，主抽风机烧结厂最大的用电设备，以一台550平方米的烧结机为例，其烧结主抽风机的电机功率可以达到9600千瓦，耗电非常惊人，如果可以对烧结风量进行精确控制，减少浪费，就会产生非常大的经济效益。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种便于烧结机风量调节的基于音源特征的烧结机风量控制方法。

为达到上述目的，本发明一种基于音源特征的烧结机风量控制方法，烧结机所在车间设置有若干声音信号采集器，主抽风机出口设置有风量检测仪，所述方法包括如下步骤：

步骤1：分别采集正常工况下和故障状态下的烧结车间声音数据；对烧结车间声音数据进行信源重构，获得正常工作信源重构样本集和漏风故障信源重构样本集；利用获得正常工作信源重构样本集和漏风故障信源重构样本集构建基于音源特征的烧结机漏风率评价模型；

步骤2：实时采集烧结车间声音数据，依据烧结机漏风率评价模型在线计算烧结机漏风率指标，获得基于音源特征的烧结机漏风率指标；

步骤3：实时采集主抽风机的出口风量，依据检测到的出口风量和烧结机的理论风量计算获得风机的出口误差风量；依据基于音源特征的烧结机漏风率指标计算烧结机的漏风风量补偿值，再依据漏风风量补偿值和风机的出口误差风量计算烧结机误差风量，依据烧结机误差风量对主抽风机电机频率进行调节。

进一步地，所述步骤1中构建基于音源特征的烧结机漏风率评价模型的具体方法为：

步骤1.1：对采集到的烧结车间声音数据进行处理，获得正常数据集X_normal和漏风故障数据集X_fault；

步骤1.2：将正常数据集X_normal和漏风故障数据集X_fault混合并进行 独立成分分析，获得烧结机生产车间声音信号的信源重构模型；