[發(fā)明專利]城市生活垃圾焚燒過程風(fēng)量智能設(shè)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010310096.7
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111457392B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)愛軍;夏恒;郭益東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F23G5/50
• 分類號: F23G5/50;F23N3/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.城市生活垃圾焚燒過程風(fēng)量智能設(shè)定方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)根據(jù)城市生活垃圾焚燒過程的歷史數(shù)據(jù)建立案例庫；將鍋爐出口主蒸汽流量x₁、一級燃燒室左側(cè)煙氣溫度x₂、一級燃燒室中間煙氣溫度x₃、一級燃燒室右側(cè)煙氣溫度x₄、出口煙氣CO濃度x₅、出口煙氣No_x濃度x₆、爐膛負(fù)壓x₇、出口煙氣CO₂濃度x₈八個(gè)焚燒過程變量與一次風(fēng)量y₁、二次風(fēng)量y₂、評價(jià)指標(biāo)FCGT、評價(jià)指標(biāo)GOC、工況描述表示成四元組案例形式，形成K條源案例，存儲于案例庫中；記每條源案例為C_k，

C_k＝X_k；Y_k；E_k；D_k,k＝1,2,…K (1)

其中，K表示案例庫中源案例數(shù)量；X_k表示第k條源案例C_k的過程數(shù)據(jù)；Y_k表示第k條源案例C_k中的一次風(fēng)量和二次風(fēng)量，X_k、Y_k表示為：

其中，x_i,k(i＝1,…,8)表示源案例C_k中第i個(gè)過程變量的測量值；

E_k表示針對源案例工況的兩個(gè)評價(jià)指標(biāo)，即FCGT和GOC；D_k表示源案例對應(yīng)的工況描述信息；

(2)將目標(biāo)案例輸入至案例推理模型中的檢索環(huán)節(jié)中得到K個(gè)相似度值；首先，將城市生活垃圾焚燒過程的當(dāng)前工況中鍋爐出口主蒸汽流量x₁、一級燃燒室左側(cè)煙氣溫度x₂、一級燃燒室中間煙氣溫度x₃、一級燃燒室右側(cè)煙氣溫度x₄、出口煙氣CO濃度x₅、出口煙氣Nox濃度x₆、爐膛負(fù)壓x₇、出口煙氣CO2濃度x₈八個(gè)檢測值表示為目標(biāo)案例X_K+1，與案例庫中K個(gè)源案例的特征進(jìn)行歸一化，公式如下：

其中x_i,k表示第k個(gè)案例中第i個(gè)特征變量的值；表示第k個(gè)案例中第i個(gè)特征變量歸一化后的值，max(x_i,1,…,x_i,K+1)表示第i個(gè)特征變量的最大值；min(x_i,1,…,x_i,K+1)表示第i個(gè)特征變量的最小值；

接著，采用基于歐氏距離的相似性度量方法，計(jì)算目標(biāo)案例與源案例庫的歐氏距離，

其中,w_i表示第i個(gè)特征變量的權(quán)重，約束條件為：

利用公式(4)進(jìn)行K次計(jì)算，得到K個(gè)歐式距離值d₁,d₂,...,d_K∈[0,8]；

然后，將上述所得的歐式距離轉(zhuǎn)換為相似度值Sim_k，

利用公式(6)進(jìn)行K次計(jì)算，得到K個(gè)相似度值Sim₁,Sim₂,...,Sim_K∈[0,1]；當(dāng)距離越小時(shí)，相似度值越大，則說明目標(biāo)案例與源案例越相似；因此，從K個(gè)相似度值中選取最大相似度值對應(yīng)的源案例，供案例重用階段使用；

(3)通過案例重用環(huán)節(jié)獲得相似度值最大的源案例的建議解；在案例檢索環(huán)節(jié)中得到的K個(gè)相似度值Sim₁,Sim₂,...,Sim_K∈[0,1]中選取最大相似度值Sim_max，

Sim_max＝max(Sim₁,…,Sim_k,…,Sim_K) (7)

然后，將具有最大相似度值的源案例的解作為建議解，

(4)案例修正，獲得案例推理的確認(rèn)解；將案例檢索環(huán)節(jié)中得到的最大相似度值Sim_max與相似度閾值Sim_v進(jìn)行比較，然后分情況進(jìn)行討論：

1)若Sim_max≥Sim_v，表示目標(biāo)案例與源案例中的第k個(gè)案例非常相似，意味著當(dāng)前工況的變化不明顯或基本沒有變化，即源案例中的建議解具有很高的參考價(jià)值；因此，將第k個(gè)案例C_k＝X_k；Y_k；E_k；D_k〉中的一次風(fēng)量和二次風(fēng)量作為建議解和再根據(jù)實(shí)時(shí)測量的FCGT、GOC值對建議解中的一次風(fēng)量和二次風(fēng)量進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)表2、表3中的修正值對進(jìn)行重用或者進(jìn)行調(diào)整，得到案例修正后的確認(rèn)解和

案例庫中FCGT和GOC兩個(gè)評價(jià)指標(biāo)被用來評價(jià)案例推理輸出的一次風(fēng)量、二次風(fēng)量是否合適，如果不合適，則對其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使一次風(fēng)量、二次風(fēng)量的設(shè)定值符合當(dāng)前工況需求；首先，對評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行等級劃分和修正值Δ的確定，將FCGT的值T分為三個(gè)級別；其中T表示FCGT的實(shí)際測量值；當(dāng)T的范圍為(800,850)時(shí)，定義FCGT為偏低，則在一次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上加Δ；當(dāng)T的范圍為[850,980]時(shí)，定義FCGT為正常，則不改變一次風(fēng)量建議解當(dāng)T的范圍為(900,1000)時(shí)，定義FCGT為偏高，則在一次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上減Δ；將GOC分為五個(gè)級別；其中O表示GOC的實(shí)際測量值；當(dāng)O的范圍為(0,5.0]時(shí)，定義GOC為太低，則在二次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上加2Δ；當(dāng)O的范圍為(5.0,6.0)時(shí)，定義GOC為偏低，則在二次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上加Δ；當(dāng)O的范圍為[6.0,7.2]時(shí)，定義GOC為正常，則不改變二次風(fēng)量建議解當(dāng)O的范圍為(7.2,10.0)時(shí)，定義GOC為偏高，則在二次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上減Δ；當(dāng)O的范圍為[10.0,+∞)時(shí)，定義GOC為太高，則在二次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上減2Δ；在本申請中修正值Δ的取值范圍為[0,1]；

2)若Sim_max＜Sim_v，表示當(dāng)前工況變化劇烈，即源案例中的建議解參考價(jià)值較小；需要計(jì)算最大相似度值案例C_k＝X_k；Y_k；E_k；D_k〉與目標(biāo)案例的特征變化速率，依據(jù)變化率對一次風(fēng)量和二次風(fēng)量建議解和進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，然后得到案例修正后的確認(rèn)解和

計(jì)算目標(biāo)案例與源案例C_k的特征變化速率，

其中，V_ik表示目標(biāo)案例中第i特征變量與相似源案例C_k中第i特征變量的變化速率；x_i表示目標(biāo)案例中第i特征變量值；x_ik表示源案例C_k中第i特征變量值；

當(dāng)變化率V_ik在(10％，+∞)區(qū)間時(shí)，表示目標(biāo)案例的特征變量的數(shù)值向上變化劇烈，則在一次風(fēng)量建議解和二次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上加2Δ；當(dāng)變化率V_ik在(5％，10％)區(qū)間時(shí)，表示目標(biāo)案例的特征變量的數(shù)值向上變化，則在一次風(fēng)量建議解和二次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上加Δ；當(dāng)變化率V_ik在(-5％，5％)區(qū)間時(shí)，表示目標(biāo)案例的特征變量的數(shù)值變化不明顯，則對一次風(fēng)量建議解和二次風(fēng)量建議解不修改；當(dāng)變化率V_ik在(-10％，-5％)區(qū)間時(shí)，表示目標(biāo)案例的特征變量的數(shù)值向下變化，則在一次風(fēng)量建議解和二次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上減Δ；當(dāng)變化率V_ik在(-∞，-10％)區(qū)間時(shí)，表示目標(biāo)案例的特征變量的數(shù)值向下變化劇烈，則在一次風(fēng)量建議解和二次風(fēng)量建議解的基礎(chǔ)上減2Δ；在本申請中修正值Δ的取值范圍為[0,1]；；然后，根據(jù)式(9)計(jì)算的變化率，計(jì)算一次風(fēng)量、二次風(fēng)量的確認(rèn)解

其中，表示案例推理系統(tǒng)計(jì)算的一次風(fēng)量確認(rèn)解；表示案例推理系統(tǒng)計(jì)算的二次風(fēng)量確認(rèn)解；表示案例檢索模塊的一次風(fēng)量建議解；表示案例檢索模塊的二次風(fēng)量建議解；表示將8個(gè)特征變量變化率的調(diào)整值進(jìn)行求和；

(5)將確認(rèn)解輸入專家規(guī)則系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)則補(bǔ)償并將風(fēng)量設(shè)定值輸出到焚燒過程控制系統(tǒng)；規(guī)則如下；

規(guī)則一：如果一次風(fēng)量確認(rèn)解與二次風(fēng)量確認(rèn)解總和在[0,50)區(qū)間時(shí)，則將一次風(fēng)量確認(rèn)解增加10，

規(guī)則二：如果一次風(fēng)量確認(rèn)解與二次風(fēng)量確認(rèn)解總和在[50,90]的區(qū)間時(shí)，則不對一次風(fēng)量確認(rèn)解二次風(fēng)量確認(rèn)解進(jìn)行調(diào)整，

規(guī)則三：如果一次風(fēng)量確認(rèn)解與二次風(fēng)量確認(rèn)解總和在(90,100)的區(qū)間時(shí)，則將二次風(fēng)量確認(rèn)解減小10，

規(guī)則四：如果一次風(fēng)量確認(rèn)解與二次風(fēng)量確認(rèn)解總和在[100,+∞)區(qū)間時(shí)，則將二次風(fēng)量確認(rèn)解減小20，

(6)重復(fù)上述的步驟(2)～步驟(5)，以實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾焚燒過程的風(fēng)量智能設(shè)定。