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高炉、焦炉和转炉煤气是钢铁联合企业中最重要的二次能源之一,约占企业二次能源总量的三分之一。对煤气发生机理和消耗特性进行分析研究,建立煤气发生与消耗的动态预测模型,可以改变生产决策者凭经验平衡煤气的供需现状,为制定合理的煤气使用计划与生产调度方案提供科学指导,从而减少煤气放散损失,降低钢铁企业的能耗。 本文通过对钢铁企业煤气发生机理和消耗特性的研究,找到了影响煤气发生量和消耗量的主要因素,分析了钢铁企业主工序生产设备在不同生产状态下煤气产生和消耗的特点,建立了煤气发生与消耗的动态预测模型:正常生产状态下,若各影响因素与煤气量都有较明显的线性关系,采用回归分析方法进行建模;若影响因素众多,且大部分与煤气量无明显规律,采用BP网络法进行建模;如果煤气产生或消耗过程是一个平稳随机过程,采用时间序列法进行建模。非正常生产状态下,如果煤气发生量或消耗量较为平稳,且受其它因素影响较小,则可用均值法进行建模;如果煤气量随时间存在某种变化趋势,可采用最小二乘原理建立煤气量与时间的预测模型。 以鞍钢煤气系统为例,分别对高炉、焦炉、转炉,热风炉、加热炉和烧结机等主工序生产设备进行了建模预测,结果表明:预测值和实际值之间的误差较小,均在10%以内,预测模型准确可靠,能满足生产要求;将预测结果进行生产应用,分析得到生产变化是系统平衡的主要影响因素、验证了生产方案存在问题与不足;对方案调整后,高炉煤气发生量与消耗量曲线、煤气盈余量曲线波动明显减小。