煉鐵生產環境負荷分析和環評預測研究

葉夏東

摘? 要：為了保證煉鐵生產能在高速發展的避免對環境產生不良影響，應認識到煉鐵生產的重要性，并能結合煉鐵生產特點以及環境保護工作需要，制定科學的煉鐵生產行業環境負荷分析以及環評預測方案。本文就煉鐵生產領域環境負荷分析以及環評預測進行了分析。

關鍵詞：生產;煉鐵;環評預測;環境負荷

當代社會在建設重會消耗大量的鋼鐵資源，這也帶動鋼鐵領域發展。但在鋼鐵領域過去的發展中，受到煉鐵生產工藝特點、生產設備等影響，導致煉鐵生產對周邊環境產生一定的影響。這在導致煉鐵生產企業周邊環境受到影響的同時也限制了企業未來發展，煉鐵生產進入現代之后也就需要技術人員做好環評預測方面的工作。

1 鋼鐵行業煉鐵生產分析

鋼鐵行業一直是社會發展中的關鍵性行業，城市基礎建設、現代化機械設備制造等行業都需要以鋼鐵行業作為基礎，這也使得鋼鐵行業在過去有了較快的發展。而在鋼鐵行業正常運行中，煉鐵生產則是其中的關鍵性部分。但在實際開展煉鐵生產的階段中，煉鐵生產不僅會消耗掉大量的自然資源，同時也需要消耗掉大量的能源，使得煉鐵生產需要花費較大的成本。并且受到煉鐵生產工藝的影響，在煉鐵生產過程中往往還會出現大量的廢氣、廢渣以及廢水，直接導致煉鐵生產區域的生態環境受到影響，出現生態環境惡化的情況，這也就導致煉鐵生產的長遠規劃受到了限制，也不利于社會未來發展。在現代社會對于經濟建設以及生態保護均較為重視度的情況下，也越發的重視煉鐵生產過程中的環境保護工作，以期實現煉鐵生產行業發展和生態環境保護的和諧發展，并將這方面的計劃落實到了實際的煉鐵生產當中，系統化的解決各種問題。

而在科學的解決煉鐵生產過程中經濟建設和生態保護之間關系的時候，人們在不斷研究之后提出了環境負荷的概念，并通過環境負荷概念的應用來推動煉鐵生產行業經濟性以及生態保護的均衡發展。環境負荷概念主要指的是在某種商品的生命周期當中對周圍環境造成影響的具體程度。在環境負荷概念中不僅包含了某種產品對于周圍環境的直接影響，比如的生產廢氣、污染廢水等多種污染物質，同時在這一概念中還包括了各種能源以及非能源的消耗，能從更為全面的角度看待煉鐵生產行業發展和周邊環境之間的關系。

煉鐵生產領域實現生態發展、經濟發展均衡的過程，也就是推動煉鐵生產現代化的過程，而壽命周期評價機制的運用也為這種發展模式提供了更為有效的可行性方案，讓煉鐵生產發展預想能夠轉變為現實。和傳統類型的末端治理方式有較大出入，這種現代化的治理方案重點實現了全過程類型的治理模式，治理內容全面的覆蓋了產品生產環境到回收、處理等最終環環節，力求達到“從搖籃到墳墓”的處理效果。

2 模型建設分析

在對煉鐵生產過程進行分析評估的階段中，需要技術人員能使用相應的分析技術，而使用頻率較高的就是黑箱技術。也就是將煉鐵生產階段看作是一個反應黑箱模型，而資源、能源則是能輸入到黑箱當中的參數，產品以計算排放物，比如液態排放物、固態排放物、氣態排放物均屬于導出參數。在這個黑箱當中，資源項、排放物項以及能源項成為了其中關鍵性的組成部分，也就是鐵水的實際環境負荷。

3 環境負荷的預測分析

從環境負荷的模型中可以看出，影響環境負荷的因素很多，各因素對環境負荷的影響程度也不同，計算過程復雜煩瑣，效率低。針對這種情況，可以采用智能算法如BP網絡來進行預測。BP網絡具有很強的函數逼近功能，利用這種方法可以在只清楚幾種物流因素投入量的情況下對環境負荷進行預測，省去了很多的重復計算，運算效率大大提高了，而且根據預測的結果可以反推出影響因素的值。進行預測之前，需要利用已有的樣本將BP網絡預測模型做好，模型的建立可以按以下過程進行。

3.1 因素選擇分析

統計期內收集了40組數據，而影響因素卻有25個，一般情況下樣本數要達到入選變量數的5倍以上，分析結果才比較精確，所以要對因素進行篩選，根據各因素對環境負荷的貢獻大小，選出人造富礦、風、凈環水、焦炭、粗煤氣、廢渣作為入選變量，這六個變量中資源項有三項，能源項有一項，排放物有兩項因素。

3.2 BP網絡構建分析

我們選用多層前饋BP網絡作數據處理和分析工作，BP網絡具有很好的自學習性能，輸入輸出的映射性能和非線性優化的學習規則。三層網絡比兩層具有更好的非線性映射能力，同時還具有較高的學習精度。這里BP網絡對應的輸入為選中的上述六個影響因素，對應一個輸出即環境負荷。隱層節點的個數確定并沒有統一的標準，通過計算機的反復實驗確定二，三層的節點個數為9。

3.3 數據預測分析

根據上節構建的網絡采用MATLAB語言在計算機上編程計算，其中隱層的激活函數為雙曲正切S型函數，輸出層的激活函數為對數S型函數，40組樣本取前36組為訓練樣本，后4組為校驗樣本。BP網絡采用附加動量項、自適應學習率的算法來訓練網絡。經過訓練和校驗實際負荷與仿真負荷誤差控制在5%以內。

經過訓練和校驗實際負荷與仿真負荷誤差控制在5%以內（表1）。因此可以將此模型作為預測模型，從而可以通過較少的變量預測出環境負荷值，提高了工作效率模型得到的結果基本相符。根據實際生產工況，測試了窯外壁溫度，進一步對模型進行驗證。測試結果表明，由于摻煤量過大，預熱帶釋放熱量過多，在距窯頭71～75m處溫度平均高達421℃，嚴重危害到回轉窯筒體的使用壽命，且預熱分解帶氣體和物料溫度較高，與計算結果相一致。

從分析結果來看，LCA的思想可以有效地解決環境負荷的量化計算問題。正常生產條件下可以應用此模型定量分析各因素微小變化對環境負荷的影響，但要注意一個問題，就是在計算時權值的確定，不同情況下權值的取值也有不同，這里并沒有一個統一的標準，本文是為了說明問題而都取為1。通過對環境負荷的定量分析，可以為我們的生產決策提供指導。

4 結束語

煉鐵生產是鋼鐵行業當中關鍵性的內容，也是當前社會向前發展中的關鍵組成部分，而在煉鐵生產進一步發展中，需要技術人員能做好生產環境負荷以及環境預測的分析，實現煉鐵生產發展和生態保護的均衡發展，這也是保證煉鐵生產行業能一直保持良好發展的關鍵。而在技術人員開展工作的階段中，需要技術人員能對各種先進技術有全面而深刻的認識，從而更好的將各種先進技術運用到煉鐵生產當中，避免由于環境方面的問題而影響煉鐵生產行業的發展。

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