D0L:10.13374f.issn1001-053x.2011.s1.009 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 炼钢过程中煤气预测及优化系统 张海宁12)朱荣)逯志方)李桂海)马国宏) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)石家庄钢铁有限责任有限公司，北京050031 ☒通信作者，E-mail:sgzhanghaining@126.com 摘要利用灰色关联度分析方法，研究了与石钢煤气发生，消耗相关联的因素，根据煤气发生、消耗量与其相关影响因素间 的关系建立了石钢煤气预测模型，并在此基础上开发了石钢煤气优化系统，实现了煤气资源的合理利用与分配. 关键词炼钢：煤气；预测：优化：数学模型：神经网络 分类号TF713.1 Gas prediction and optimization system in steelmaking ZHANG Hai--ning.)☒，ZHU Rong,LU Zhifang',lGi-ham,MA Guo-hong》 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China 2)Shijiazhuang iron &steel Co.,Ltd..Shijiazhuang 050031,China Corresponding author,E-mail:sgzhanghaining@126.com ABSTRACT Factors associated with the generation and consumption volume of coal gas in steelmaking were studied through the gray correlation analysis method.A forecasting model of coal gas was established on the basis of the relationship of Shisteel's generation and consumption volume of coal gas with related influencing factors.An optimization system of coal gas was developed for realizing a ration- al application and distribution of coal gas. KEY WORDS steelmaking:gas;prediction:optimization:mathematical models:neural networks 钢铁企业是能源消耗大户，我国钢铁工业能源 条件下3座高炉日产高炉煤气约900万m3,2座转 消耗占全国总能耗的10%~13%0，而能源费用占炉日回收转炉煤气约40万m3,外购的天然气作为 整个钢铁企业生产成本的25%左右.钢铁企业 补充 生产过程中产生了大量的副产煤气，约占总能耗的 石钢公司高炉煤气用户主要有烧结、炼铁热风 34%左右).近20多年来，随着各种煤气利用技术 炉、炼铁喷煤燃烧炉、一轧连轧、一轧650、三轧、白 的研究推广，我国煤气资源的应用有了很大的改善， 灰窑和热电联产；转炉煤气用户主要有转炉、电炉、 但与世界先进水平仍有10%左右的差距.因此，针 铸铁机、三轧、白灰窑；天然气用户主要有三轧、其他 对钢铁企业煤气发生、消耗的特点，建立煤气消耗预 轧钢和热电联产. 测模型，开发煤气优化利用系统，对钢铁企业煤气资 1.2存在的问题 源的平衡、优化利用有着重要意义. (1)高炉煤气的放散率较高，达到9.45%，但轧 1石钢煤气现状 钢厂、白灰窑等却消耗大量的天然气和煤粉，煤气资 源没有得到充分的利用 1.1石钢煤气资源 (2)数据采集的自动化程度低，且调度过程中 石钢公司煤气系统主要有高炉煤气、转炉煤气 人为因素太多 和天然气.拥有一座10万m3高炉煤气柜、一座5万 (3)管理员任务繁重，需要进行数据采集、数据 m转炉煤气柜和一座10万m3天然气柜.正常生产 分析、计算、统计、录入和制作报表，尤其是在煤气供 收稿日期：20110801第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 炼钢过程中煤气预测及优化系统 张海宁1，2) 朱 荣1) 逯志方1) 李桂海1) 马国宏1) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 石家庄钢铁有限责任有限公司，北京 050031 通信作者，E-mail: sgzhanghaining@ 126． com 摘 要 利用灰色关联度分析方法，研究了与石钢煤气发生、消耗相关联的因素，根据煤气发生、消耗量与其相关影响因素间 的关系建立了石钢煤气预测模型，并在此基础上开发了石钢煤气优化系统，实现了煤气资源的合理利用与分配． 关键词 炼钢; 煤气; 预测; 优化; 数学模型; 神经网络 分类号 TF713. 1 Gas prediction and optimization system in steelmaking ZHANG Hai-ning1，2) ，ZHU Rong1) ，LU Zhi-fang1) ，LI Gui-hai 1) ，MA Guo-hong1) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Shijiazhuang iron ＆steel Co． ，Ltd． ，Shijiazhuang 050031，China Corresponding author，E-mail: sgzhanghaining@ 126． com ABSTRACT Factors associated with the generation and consumption volume of coal gas in steelmaking were studied through the gray correlation analysis method． A forecasting model of coal gas was established on the basis of the relationship of Shisteel’s generation and consumption volume of coal gas with related influencing factors． An optimization system of coal gas was developed for realizing a ration￾al application and distribution of coal gas． KEY WORDS steelmaking; gas; prediction; optimization; mathematical models; neural networks 收稿日期: 2011--08--01 钢铁企业是能源消耗大户，我国钢铁工业能源 消耗占全国总能耗的 10% ～ 13%［1］，而能源费用占 整个钢铁企业生产成本的 25% 左右［2］． 钢铁企业 生产过程中产生了大量的副产煤气，约占总能耗的 34% 左右［3］． 近 20 多年来，随着各种煤气利用技术 的研究推广，我国煤气资源的应用有了很大的改善， 但与世界先进水平仍有 10% 左右的差距． 因此，针 对钢铁企业煤气发生、消耗的特点，建立煤气消耗预 测模型，开发煤气优化利用系统，对钢铁企业煤气资 源的平衡、优化利用有着重要意义． 1 石钢煤气现状 1. 1 石钢煤气资源 石钢公司煤气系统主要有高炉煤气、转炉煤气 和天然气． 拥有一座 10 万 m3 高炉煤气柜、一座 5 万 m3 转炉煤气柜和一座 10 万 m3 天然气柜． 正常生产 条件下 3 座高炉日产高炉煤气约 900 万 m3 ，2 座转 炉日回收转炉煤气约 40 万 m3 ，外购的天然气作为 补充． 石钢公司高炉煤气用户主要有烧结、炼铁热风 炉、炼铁喷煤燃烧炉、一轧连轧、一轧 650、三轧、白 灰窑和热电联产; 转炉煤气用户主要有转炉、电炉、 铸铁机、三轧、白灰窑; 天然气用户主要有三轧、其他 轧钢和热电联产． 1. 2 存在的问题 ( 1) 高炉煤气的放散率较高，达到 9. 45% ，但轧 钢厂、白灰窑等却消耗大量的天然气和煤粉，煤气资 源没有得到充分的利用． ( 2) 数据采集的自动化程度低，且调度过程中 人为因素太多． ( 3) 管理员任务繁重，需要进行数据采集、数据 分析、计算、统计、录入和制作报表，尤其是在煤气供 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.009