[發明專利]基于機理模型的衛生紙機干燥部操作參數優化方法

在審

• 申請號: 202010165129.3
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111241717A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 洪蒙納;滿奕;張洋;李繼庚
• 申請（專利權）人: 廣州博依特智能信息科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;D21F5/02;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明公開了基于機理模型的衛生紙機干燥部操作參數優化方法，包括以下步驟：S1：建立生活用紙造紙機干燥部能量系統模型；S2：固定產量，設置不同的操作參數組合，利用S1模型模擬各操作參數組合下的紙頁干燥過程的關鍵中間變量、成紙干度和干燥能耗，并根據干度與排風濕度剔除不合格的操作參數組合；S3：對S2剩余的操作參數組合的能源成本進行分析；S4：對S2剩余的操作參數組合的能源利用效率進行分析；S5：根據S3與S4的分析結果確定操作參數優化原則，制定完整的優化策略并建立對應的優化模型；S6：使用S5建立的優化模型對紙機干燥部歷史操作參數進行優化；解決了數據驅動建模方法可解釋差、魯棒性差、優化過程易陷入局部最優的缺陷的問題。

技術領域

本發明涉及衛生紙機干燥部操作參數優化領域，特別是基于機理模型的衛生紙機干燥部操作參數優化方法。

背景技術

在紙頁干燥環節，需消耗大量的飽和蒸汽，衛生紙干燥能耗約占制漿造紙生產過程總能耗的67％以上。因此，降低干燥部能耗是降低造紙全過程能耗、節約生產成本的關鍵所在。紙頁干燥過程中，烘缸蒸汽和通風狀態都對紙頁的干燥速度與干燥過程能耗有著巨大影響。烘缸內蒸汽的溫度越高，紙頁的溫度與干燥速度越高，烘缸的能耗更大。氣罩送風的溫度和速度越高，紙頁從熱風中獲取的能量越多，干燥速度越快，加熱器與鼓風機的能耗越高。排風機的頻率越低，氣罩內空氣的濕度越低，紙頁水分的傳質動力越大，烘缸的蒸汽壓力可以調得更低，從而節省烘缸的蒸汽用量。氣罩送風和排風以及蒸汽均對紙頁的干燥速度有著重大影響，并決定了紙頁干燥過程的能耗。其中必然存在一個最佳的平衡點，使得成紙干度達標的同時干燥能耗最低。然而實際生產過程中操作人員只能憑借經驗進行參數的控制與優化，由于缺乏科學的計算指導，紙機的運行狀態通常并非出于最佳狀態。

基于干燥機理建立紙頁干燥過程模擬模型，不僅可以實現對各種操作參數組合下干燥關鍵過程參數的準確模擬，還可以挖掘干燥部操作參數與干燥部各子系統能效之間的關系，為紙機干燥部操作參數優化模型的建立提供科學的依據。本發明提出的基于機理模型的衛生紙機干燥部操作參數優化方法可以有效解決數據驅動建模方法可解釋差、魯棒性差、優化過程易陷入局部最優的缺陷。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了基于機理模型的衛生紙機干燥部操作參數優化方法，解決了數據驅動建模方法可解釋差、魯棒性差、優化過程易陷入局部最優的缺陷的問題。

本發明采用的技術方案是，基于機理模型的衛生紙機干燥部操作參數優化方法，包括以下步驟：

S1：建立生活用紙造紙機干燥部能量系統模型；

S2：固定產量，設置不同的操作參數組合，利用S1模型模擬各操作參數組合下的紙頁干燥過程的關鍵中間變量、成紙干度和干燥能耗，并根據干度與排風濕度剔除不合格的操作參數組合；

S3：對S2剩余的操作參數組合的能源成本進行分析；

S4：對S2剩余的操作參數組合的能源利用效率進行分析；

S5：根據S3與S4的分析結果確定操作參數優化原則，制定完整的優化策略并建立對應的優化模型；

S6：使用S5建立的優化模型對紙機干燥部歷史操作參數進行優化。

本發明基于機理模型的衛生紙機干燥部操作參數優化方法有益效果如下：

1.本發明的基于干燥機理建立紙頁干燥過程模擬模型可以實現對各種操作參數組合下干燥關鍵過程參數的準確模擬。

2.本發明基于干燥機理建立紙頁干燥過程模擬模型可以挖掘干燥部操作參數與干燥部各子系統能效之間的關系，為紙機干燥部操作參數優化模型的建立提供科學的依據。

3.本發明提出的基于機理模型的衛生紙機干燥部操作參數優化方法可以有效解決數據驅動建模方法可解釋差、魯棒性差、優化過程易陷入局部最優的缺陷。