[發明專利]一種基于分層優化模型的濃密壓濾過程協調優化控制方法

在審

• 申請號: 202011115405.1
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112257248A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 段銀聯;何大闊;王慶凱;戚克明;鄒國斌;李康;賈潤達;王旭;方文;孫旭娜;石自信;趙以波
• 申請（專利權）人: 山東黃金礦業（萊州）有限公司三山島金礦;東北大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;B01D37/04;C22B3/22;G06F111/06;G06F111/04
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 姜宏藝

本發明公開了一種基于分層優化模型的濃密壓濾過程協調優化控制方法，涉及濕法冶金技術領域。首先,利用生產中積累的生產數據，建立脫水過程的預測模型；然后，針對脫水過程存在的問題，建立兩步優化模型。優化目標為脫水過程能耗經濟指標最小，約束為階梯電價、濃密機運行安全、生產指標。采用GA?GAS方法對優化模型進行優化求解，并通過離線仿真進行方法驗證，離線仿真與現場應用表明該優化模型具有提高脫水過程底流濃度生產指標、降低過程能耗經濟指標、減少濾布損耗、降低生產異常次數等作用。

技術領域

本發明涉及一種濃密壓濾過程協調優化控制方法，主要用于針對冶金礦山等行業的濃密脫水過程進行控制。

背景技術

濕法冶金工藝具有可處理低品位復雜礦石、生產高效、低排放等優點，在有色金屬冶煉領域有著越來越廣泛的應用。提高濕法冶金生產流程的自動化水平，實現濕法冶金全流程優化控制已成為我國業界亟需解決的重要問題。濃密壓濾過程是濕法冶金流程中的下游環節，也是濕法冶金流程中的重要環節。

目前，濃密脫水生產中存在如下問題導致脫水過程生產指標不達標、能耗指標高，不但不能有效發揮該工序的工藝性能，還會干擾下游的生產，更難以實現優化控制。(1)、由于入料量受上游工序的影響存在波動，導致工人無法預測脫水過程未來工況變化，為了確保生產安全，濃密機保持低濃度運行，導致脫水過程生產效率低、能耗經濟指標高；(2)、根據濃密機的機理，濃密機內需要保持一定的存礦量才能取得更好的濃密效果，提高底流濃度。在生產班組交接班時，需要保證在濃密機內存礦量在一個合理范圍內，但未來工況無法預測，難以保證交接班時的存礦量；(3)、受工業階梯電價影響，為降低能耗經濟指標，脫水過程需盡量在低電價時間段生產，但為了保證過程運行安全及底流濃度，不能合理的協調放礦壓濾時的底流濃度與階梯電價，使得脫水過程能耗經濟指標增大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種基于分層優化模型的濃密壓濾過程協調優化控制方法，提高脫水生產效率，降低能耗指標。

為解決上述問題，本發明提出以下解決方案。

一種基于分層優化模型的濃密壓濾過程協調優化控制方法，其特征在于：首先，根據包括底流濃度軟測量值、入料量、出料量和存礦量在內的數據建立底流濃度預測模型和脫水過程能耗經濟指標模型；然后，在階梯電價、濃密機運行安全和生產指標的約束下，以脫水過程能耗經濟指標最小為目標，建立兩步優化模型：第一步為濃密機初始存礦量優化模型，求解最優初始存礦量m*，使脫水過程在計劃入礦量M_P下狀態最優；通過第一步段優化，求出某計劃入礦量下的最優存礦量m*，使脫水過程運行狀態最優，再在第二步優化模型中增加懲罰項調整第一天結束存礦量第二步優化通過決策壓濾柜數n、放礦壓濾時間序列T，調整初始存礦量并使脫水過程能耗經濟指標最小。

所述的基于分層優化模型的濃密壓濾過程協調優化控制方法包括如下步驟：

(1)、基于實際壓濾過程積累的運行數據，建立濃密機底流濃度預測模型、能耗經濟指標模型：

①底流濃度預測模型

通過分析運行數據可知存礦量體現了底流濃度值，統計t分鐘內存礦量變化Δm(t)、底流濃度軟測量值C_UF，通過最小二乘方法建立t分鐘內礦量變化與t分鐘后底流濃度的模型：

C_UF(t)＝C_UF(t₀)+kΔm(t) (1)

其中，C_UF(t₀)為當前時刻t₀濃密機底流濃度，k為擬合參數，Δm為t分鐘內礦量變化；

在線預測時，Δm(t)通過式(2)計算得到：