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沈自所自研“迁移学习技术的多区炉温预测框架”助力节能降耗

2020-11-18 15:37:56  来源:仪器网整合 浏览量:748次
【导读】11月上旬,沈阳自动化研究设计了基于时间卷积网络和迁移学习技术的多区炉温预测框架,通过生成对抗网络来提升预测精度。

节约能源是指加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,从能源生产到消费的各个环节,降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费,有效、合理地利用能源。节能降耗是企业的生存之本,树立一种“点点滴滴降成本,分分秒秒增效益”的节能意识,以最 好的管理,来实现节能效益的最大化。

冶金行业一直是我国工业的能源消耗大户,是推进节能降耗的重点行业。高炉热风炉和加热炉等装置是节能降耗的关键环节。11月上旬,沈阳自动化研究设计了基于时间卷积网络和迁移学习技术的多区炉温预测框架,通过生成对抗网络来提升预测精度,建立了实时的炉温预测模型。实例研究表明,团队所提出的基于迁移学习的炉温预测框架在每个加热区快速建模的基础上都能极大提升预测精度。

迁移学习是一种机器学习方法,就是把为任务 A 开发的模型作为初始点,重新使用在为任务 B 开发模型的过程中。深度学习中在计算机视觉任务和自然语言处理任务中将预训练的模型作为新模型的起点是一种常用的方法,通常这些预训练的模型在开发神经网络的时候已经消耗了巨大的时间资源和计算资源。

迁移学习可以将已习得的强大技能迁移到相关的的问题上。深度学习中的这种迁移被称作归纳迁移。就是通过使用一个适用于不同但是相关的任务的模型,以一种有利的方式缩小可能模型的搜索范围。

在冶金工业中,加热炉是将物料或工件(一般是金属)加热到轧制成锻造温度的设备(工业炉)。加热炉应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。

用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段,依供热带的数目把炉子称为一段式、二段式,以至五段式、六段式等。50~60年代,由于轧机能力加大,而推钢式炉的长度受到推钢长度的限制不能太长,所以开始在进料端增加供热带,取消不供热的预热段,以提高单位炉底面积的生产率。

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用这种炉子加热板坯,炉底的单位面积产量达900~1000公斤/(米2·时),热耗约为(0.5~0.65)×106千卡/吨。70年代以来,由于节能需要,又由于新兴的步进式炉允许增加炉子长度,所以又增设不供热的预热段,最佳的炉底单位面积产量在600~650公斤/(米2·时),热耗约为(0.3~0.5)×106千卡/吨。连续加热炉通常使用气体燃料、重油或粉煤,有的烧块煤。为了有效地利用废气热量,在烟道内安装预热空气和煤气的换热器,或安装余热锅炉。

加热炉包括有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用的加热炉另称为热处理炉。初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉。广义而言,加热炉也包括均热炉和热处理炉。在锻造和轧制生产中,钢坯一般在完全燃烧火焰的氧化气氛中加热。采用不完全燃烧的还原性火焰(即“自身保护气氛”)来直接加热金属,可以达到无氧化或少氧化的目的。这种加热方式称为明火式或敞焰式无氧化加热,成功地应用于转底式加热炉和室式加热炉。

高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一,一般一座高炉配3~4座热风炉,热风炉的作用是为高炉持续不断的提供1000度以上的高温热风。目前先进的现代热风炉风温可以达到1300度。高炉热风炉按工作原理可分为蓄热式和换热式两种。

蓄热式热风炉,按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉(简称球炉)和采用格子砖的热风炉,按燃烧方式可以分为顶燃式,内燃式,外燃式等几种,提高热风炉热风温度是高炉强化冶炼的关键技术。如何提高风温,是业内人士长期研究的方向。常用的办法是混烧高热值煤气,或增加热风炉格子砖的换热面积,或改变格子砖的材质、密度,或改变蓄热体的形状(如蓄热球),以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。

高风温是现代高炉的重要技术特征。提高风温是增加喷煤量、降低焦比、降低生产成本的主要技术措施。近几年,随着引进卡卢金顶燃式热风炉技术,国内钢铁企业高炉的热风温度逐年升高,特别是新建设的一批大高炉(大于2000立方米)热风温度均超过1200℃,达到国际先进水平。


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标签:迁移学习技术 , 多区炉温预测框架
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