一种矿热炉除尘风机节能方法及系统

本发明涉及风机节能及人工智能，尤其是一种矿热炉除尘风机节能方法及系统。

背景技术：

1、矿热炉是铁合金、电石及工业硅等大宗冶金产品冶炼的核心工艺装备，其生产运行普遍呈现高能耗、高污染及强工况波动性等典型特征。在物料熔炼、出铁、出渣等全流程生产环节中，炉内持续释放大量高温含尘烟气，致使矿热炉冶炼工序成为冶金行业大气污染物排放与电力消耗的重要源头之一。为满足现行环保排放标准，矿热炉须配置大功率除尘风机系统，依托负压抽风机制实现烟气的有效收集与粉尘的净化处理。

2、当前，矿热炉除尘风机在行业内普遍采用工频恒速运行与机械节流调节的传统控制方案。该方案按照恒定工况条件设计，与矿热炉实际冶炼过程固有的周期性、波动性生产特征严重不匹配。矿热炉的典型生产周期包含高温熔炼、出铁及出渣三个核心工况，不同工况下的烟气参数差异十分显著。高温熔炼阶段，出铁口与出渣口基本没有烟气逸散，所需风量较低，通常仅为额定风量的30%～60%，风机适合维持低负荷运行；而在出铁及出渣环节，大量高温烟气集中释放，烟气排放量骤增，需要及时提升风机负荷，保障负压抽风能力与粉尘净化效果。在传统控制模式下，风机电机始终保持工频全速运转，风量调节仅依靠手动或电动方式调整风门、挡板的开度，通过附加流动阻力限制风量。这种调节方式下，风机本体的输出功率无法跟随生产工况的变化进行自适应调整，绝大部分电能以管道节流损失、机械发热以及无用风压等形式被无效消耗，导致除尘风机系统的运行能效长期处于偏低水平，能源浪费问题极为突出。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种矿热炉除尘风机节能方法及系统，实现最大化风机运行效率的同时降低除尘风机能耗。

2、本发明的技术方案为：一种矿热炉除尘风机节能方法，包括：

3、获取矿热炉的出铁信号、出渣信号、炉眼开合状态以及冶炼运行参数，并将冶炼工序划分为冶炼期、出铁期、出渣期、渣铁同出期四类工况；

4、根据滤波后的炉眼压力生成压力辅助校验标志，并结合炉眼开合标志位生成炉眼开合动作信号；

5、采集炉前现场图像，基于图像识别模型对炉前现场图像进行铁水、炉渣流出目标识别；

6、将所述炉眼开合动作信号与铁水、炉渣流出目标识别结果进行双源融合校验，输出经过校验的工况起始信号与工况结束信号；

7、以烟尘捕集排放达标作为约束条件，以除尘风机能耗最低作为优化目标，针对四类工况分别匹配烟气排放量、粉尘扩散特性，预设并固化各工况对应的除尘风机最优运行频率，建立多工况分级风机调频参数模型；

8、基于经过校验的工况起始信号与工况结束信号、调用多工况分级风机调频参数模型中对应工况的除尘风机最优运行频率调节除尘风机运行频率。

9、第二方面，本发明提供一种矿热炉除尘风机节能系统，包括：

10、工况划分模块，用于获取矿热炉的出铁信号、出渣信号、炉眼开合状态以及冶炼运行参数，并将冶炼工序划分为冶炼期、出铁期、出渣期、渣铁同出期四类工况；

11、炉眼开合确定模块，用于根据滤波后的炉眼压力生成压力辅助校验标志，并结合炉眼开合标志位生成炉眼开合动作信号；

12、检测目标识别模块，用于采集炉前现场图像，基于图像识别模型对炉前现场图像进行铁水、炉渣流出目标识别；

13、工况信号输出模块，用于将所述炉眼开合动作信号与铁水、炉渣流出目标识别结果进行双源融合校验，输出经过校验的工况起始信号与工况结束信号；

14、最优运行频率解算模块，用于以烟尘捕集排放达标作为约束条件，以除尘风机能耗最低作为优化目标，针对四类工况分别匹配烟气排放量、粉尘扩散特性，预设并固化各工况对应的除尘风机最优运行频率，建立多工况分级风机调频参数模型；

15、执行模块，用于基于经过校验的工况起始信号与工况结束信号、调用多工况分级风机调频参数模型中对应工况的除尘风机最优运行频率调节除尘风机运行频率。

16、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：

17、至少一个处理器；

18、以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

19、其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行时实现所述矿热炉除尘风机节能方法。

20、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述矿热炉除尘风机节能方法。

21、本发明的有益效果为：

22、1、本发明铁信号、出渣信号、炉眼开合状态、铁水、炉渣流出识别结果进行冶炼、出铁、出渣、渣铁同出四类工况划分，提升划分的准确性，从而最大化风机运行效率，达到极致节能降耗的目的；

23、2、本发明建立以烟尘捕集排放达标为约束、风机能耗最低为优化目标的多工况分级风机调频参数模型，结合冶炼期、出铁期、出渣期、渣铁同出期烟气排放量、烟尘逃逸风险系数求解各工况最优频率，并增加安全裕度，在保证烟尘捕集效果，最大限度压低风机运行频率，降低风机无用功耗，除尘风机日耗电量可降低25%以上；

24、3、本发明在熔体尚未识别确认前提前抬升风机基准频率，消除风机转速响应滞后带来的瞬时烟尘外溢；并通过烟尘外溢负反馈临时应急修正。

1.一种矿热炉除尘风机节能方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：获取矿热炉的出铁信号、出渣信号、炉眼开合状态以及冶炼运行参数，并将冶炼工序划分为冶炼期、出铁期、出渣期、渣铁同出期四类工况；包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：将冶炼工序划分为冶炼期、出铁期、出渣期、渣铁同出期四类工况，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：结合炉眼开合标志位生成炉眼开合动作信号，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：采集炉前现场图像，基于图像识别模型对炉前现场图像进行铁水、炉渣流出目标识别；包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：将所述炉眼开合动作信号与铁水、炉渣流出目标识别结果进行双源融合校验，输出经过校验的工况起始信号与工况结束信号；包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：以烟尘捕集排放达标作为约束条件，以除尘风机能耗最低作为优化目标，针对四类工况分别匹配烟气排放量、粉尘扩散特性，预设并固化各工况对应的除尘风机最优运行频率，建立多工况分级风机调频参数模型；包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：基于经过校验的工况起始信号与工况结束信号、调用多工况分级风机调频参数模型中对应工况的除尘风机最优运行频率调节除尘风机运行频率，包括：

9.一种矿热炉除尘风机节能系统，其特征在于，所述的系统包括：

10.一种电子设备，包括：