(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111088740.1 (22)申请日 2021.09.16 (71)申请人 中冶赛迪技 术研究中心有限公司 地址 401122 重庆市渝北区北部新区汇金 路11号1幢 (72)发明人 王大滨　胡堃　 (74)专利代理 机构 北京同恒源知识产权代理有 限公司 1 1275 代理人 廖曦 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/08(2006.01) G06F 111/02(2020.01) G06F 113/08(2020.01)G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种结合产耗预测及管网计算的氧气调度 计算方法 (57)摘要 本发明涉及一种结合产耗预测及管网计算 的氧气调度计算方法， 属于工业信息技术领域。 该计算方法包括： S1： 构建氧气产耗预测模型， 预 测高炉、 转炉及其他用户未来一段时间的氧气消 耗量； 并根据转炉生产实际情况对 氧气产耗预测 模型的预测结果进行修正； S2： 构建氧气管网计 算模型， 根据修正后的预测结果作为边界条件输 入氧气管网计算模型， 计算得到未来一段时间内 氧气管网压力变化的情况； S3： 氧气调度： 根据修 正后的预测结果和未来一段时间内氧气管网压 力变化情况， 对氧气系统进行调度。 本发明在传 统氧气调度算法的基础上引入了氧气产耗预测 和氧气管网计算， 并将其有机结合， 从而让氧气 调度有更充分的数据依据。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 113962050 A 2022.01.21 CN 113962050 A 1.一种结合产耗预测及管网计算的氧气调度计算方法， 其特征在于， 该计算方法具体 包括以下步骤： S1： 构建氧气产耗预测模型， 预测高炉、 转炉及其他用户未来一段时间的氧气消耗量； 并根据转炉生产实际情况对氧气产耗预测模型的预测结果进行修 正； S2： 构建氧气管网计算模型， 根据步骤S1修正后的预测结果作为边界条件输入氧气管 网计算模型， 计算得到未来 一段时间内氧气管网压力变化的情况； S3： 氧气调度： 根据步骤S1修正后的氧气消耗量预测值和步骤S2计算得到的未来一段 时间内氧气管网压力变化情况， 对氧气系统进行优化调度。 2.根据权利要求1所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 步骤S1中， 构建的氧气产耗 预测模型包括对高炉富氧流量的预测， 采用移动平均自回归方法或者BP神经网络进行预 测。 3.根据权利要求2所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 所述采用移动平均自回归方 法进行预测， 具体是通过历史数据训练模型以确定回归项数、 滑动平均项数和差分项数。 4.根据权利要求2所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 所述采用BP神经网络进行预 测， 具体是通过历史数据训练模型以确定神经网络内部的权 重。 5.根据权利要求1所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 步骤S1中， 构建的氧气产耗 预测模型还包括对转炉耗氧量的分析 统计， 通过找到转炉生产工艺数据与对应炉次耗氧量 之间的关系并拟合出耗氧量计算公 式； 具体包括： 转炉吹炼氧气消耗预测， 首先采集大量转 炉生产过程的历史数据， 然后通过数据分析确定铁水量、 废钢量、 铁水成分与氧气消耗量之 间的相关性， 其次根据相关性的高低挑选出对氧气消 耗量影响最大 的参数， 最后通过公式 拟合的方法在挑选出的工艺 参数与氧气消耗 量之间拟合出计算公式。 6.根据权利要求1所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 步骤S1中， 构建的氧气产耗 预测模型还包括转炉 节拍预测； 在转炉 节拍预测中引入通过转炉历史数据进 行节拍预测和 根据实际生产情况对转炉节拍及消耗量进 行实时修正； 具体包括： 首先， 转炉 节拍预测模型 根据转炉生产排程来预测每炉次冶炼时间和炉次之 间间隔时间， 然后通过检化验系统和检 斤系统中的铁水数据计算得出每炉次的氧气消 耗量； 当转炉生产排程、 检化验系统或检斤 系统中的数据缺失或更新不及时的情况发生时， 系统通过读取转炉生产的历史数据， 通过 加权移动平均的方式， 补 全节拍预测中所需的数据； 其次， 转炉 节拍预测模型实时比较氧气 消耗预测数据与转炉生产实际氧气消 耗数据之间是否存在偏差， 如果存在偏差， 则对转炉 氧气消耗节拍及消耗 量进行修 正， 以确保预测值始终与实际生产保持一 致。 7.根据权利要求6所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 当氧气消耗预测数据与转炉 生产实际生产消耗数据存在偏差时， 对转炉氧气消耗节拍及消耗量进 行修正， 具体包括： 预 测情况的判断与修正， 首先判断是在一个周期开始 时出现不同， 还是在一个周期结束时出 现不同； 第一类情况： 如果是在一个周期开始的时候出现不同， 且实际的周期开始先出现， 而预 测的周期开始后出现， 也即实际吹炼提前开始， 此时不仅需要调整 预测值， 使其与实际值对 齐， 还需要结合排程数据 或转炉生产历史数据对Gap_t计算值进行更新； 其中Gap_t表示两 个冶炼炉次之间的时间 间隔； 第二类情况： 如果在一个周期开始的时候出现不同， 且预测的周期先出现， 而实际的周权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113962050 A 2期后出现， 也即预测吹炼提前开始， 对Q_t和Q_O2重新赋值， 预测时间向后推移； 其中Q_t表 示单炉次的吹氧持续时间， Q_O2表示单炉次的总耗氧量； 第三类情况， 如果在一个周期结束的时候， 且实际的周期先结束， 而预测的周期尚未结 束， 也即实际吹炼提前结束， 此时不仅需要调整预测值， 使其与实际值对齐， 还需要结合排 程数据或转炉生产历史数据对Q_t和Q_O2计算值进行更新； 第四类情况， 如果在一个周期结束的时候， 且预测的周期先结束， 而实际的周期尚未结 束， 也即预测吹炼提前 结束， 则需要对Q_t和Q_O2重新赋值， 并将周期结束时间向后推移。 8.根据权利要求1所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 步骤S2中， 构建的氧气管网 计算模型包括两 部分： 一部分是 管道的水力计算， 另外一部分是 氧气球罐的压力计算。 9.根据权利要求8所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 所述管道的水力计算， 采用 节点法进行求解， 解决支状管网和环状管网的水力计算， 求解过程包括3个方程： a)节点流 量连续方程； b)管 段压力降方程； c)管 段流量方程； 所述氧气球罐的压力计算， 使用气体状态方程得到氧气产耗不平衡量引起的氧气球罐 压力变化。 10.根据权利要求1所述的氧气调度计算方法， 其特征在于， 步骤S3中， 所述氧气调度 具 体包括： 根据修正后的预测结果和氧气管网计算模型计算的结果， 判断未来一段时间内氧 气管网是否存在较大 的压力波动， 如果未来一段时间内氧气产耗不平衡量， 则氧气调度系 统提前进行干预， 首先是通过制氧机组的负荷调节来满足氧气用户的需求变化， 但是当制 氧机组的负荷调节不 足以满足调节需求时， 氧气调 度系统也会给炼钢工序给出转炉吹氧节 拍的调整建议， 从而避免长时间的多转炉同时吹炼或同时不吹炼而导致的氧气管网压力剧 烈波动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113962050 A 3