沙钢配煤系统

沙钢优化配煤专家系统的开发与应用
1 1 1 2 2 2
吕青青 杜屏 周俊兰 白新革 钱如刚 任华伟 （1．江苏省（沙钢）钢铁研究院炼铁环境研究室，张家港 215625； 2．江苏省沙钢集团有限公司宏发焦化厂，张家港 215625）
为了稳定沙钢集团焦炭质量， 保证高炉顺产， 并且平衡焦炭质量与焦化副产品收益之间 的比例， 实现焦化厂的综合效益最大化。

沙钢钢铁研究院根据沙钢焦化厂对焦炭的质量要求， 结合焦化副产品的市场价格， 开发出既能保证焦炭质量， 又同时使焦化副产品收益达到最大 化的配煤专家系统。

该系统集合了煤炭数据采集、焦炭质量预测、焦化副产品预测、优化配煤和配煤结果检 验五大功能。

实现了沙钢焦化厂焦炭生产的高质、稳产、低成本的长远控制。

1 焦炭强度回归
该系统可以自动收集 1#-8#焦炉的配合煤指标和焦炭强度指标，自动建立焦炭强度指标 和配合煤指标间的回归关系。

在建立回归方程过程中， 该系统被引入了常规焦炭质量预测方 程所从未使用的 Xi 指标，并使用了牛顿迭代，非线性回归等数学方法，大大提高了预测方 程的准确性。

1.1 焦炭回归方程的建立 1.1.1 建立焦炭冷强度 M40、M10 的非线性回归方程
M 40 = f1 (ash, G, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 )
M 10 = f 2 (ash, G, Y1 , Y2 , Y3 , Y4 , Y5 )
图1
M40、M10 回归结果(有效数据点 n=79) （相关系数 r=0.79，标准方差 σ=0.22）
（相关系数 r=0.77，标准方差 σ=0.36）
1.1.2 建立焦炭热态性能 CSR、CRI 回归的非线性回归方程 回归 CSR = f 3 (ash, G, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 ) CRI = f 4 (ash, Y1 , Y2 , Y3 , Y4 , Y5 , Y6 )


图2
CSR、CRI 回归结果 （有效数据点 n=78） （相关系数 r=0.65，标准方差 σ=0.88）
（相关系数 r=0.73，标准方差 σ=0.79）
2 焦化副产预测方程的建立
由于焦化副产品的成分和产量随着煤炭种类、 性质和焦炉操作条件的变化波动较大， 而 每一种化产的市场价格也随市场的供求变化起伏， 所以引进了能量预测方法， 实现了对焦化 副产品的预测， 并且根据焦化不同副产品的市场价格， 可以较好的预测出焦化副产品的收益。

副产品的收益预测主要对粗苯、焦油和焦炉煤气三种主要化学产品的收益进行计算。

化产的总收益计算方法如下： 化产的收益=预测化产总能量 Qbp×能量生产系数 C×（粗苯能量比例×粗苯单位能量价 格+焦油能量比例×焦油单位能量价格+焦炉煤气比例×焦炉煤气单位能量价格）
3 配煤方案确立
配煤专家系统，根据不同炉组对焦炭的质量要求，结合煤质情况，不同煤的采购限制条 件，焦化副产品的市场价格，进行非线性运算，得出焦炭单位成本最低的配煤方案。

运算流 程如图 3 所示。

图 3 优化配煤系统优化计算流程图
4 优化配煤专家系统优化效果
优化配煤专家系统由 2012 年 12 月 25 日起开始在宏发焦化厂开始优化配煤实验，截止 2013 年 3 月 25 日，生产焦炭总计 56.91 万 t，占实验期间生产的焦炭总量占 1#-8#号炉总产 量的 41.2%。

抗碎强度预测结果与实测结果平均误差小于 0.5%，热态性能预测结果与实际 结果平均误差小于 2%，总计节约配煤成本 418.7 万元。

5 小结
5.1 优化配煤专家系统实现煤炭数据自动采集、配煤数据管理、焦炭强度回归预测、优 化配煤等功能，使用方便快捷。

5.2 开发了副产价格的估算方法，在计算副产理论热值的基础上，考虑了煤炭性质对副 产热值的影响，同时将粗苯、焦油、焦炉煤气的市场价格引入到副产价格估算体系中，体现


了不同副产的产出量、产出比例、市场价格的波动和配合煤指标对吨焦副产的影响。

5.3 优化配煤专家系统抗碎强度预测结果与实测结果平均误差小于 0.5%，热态性能预 测结果与实际结果平均误差小于 2%，节约吨焦成本约 5 元/t。

。