[發明專利]水泥回轉窯窯頭喂煤控制方法

有效

• 申請號: 202011121694.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112229206B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 路士增;李強亞;王孝紅;于宏亮;袁鑄鋼;孟慶金;景紹洪;張強;蔣萍;劉釗;張榮豐;劉化果
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: F27B7/20
• 分類號: F27B7/20;F27B7/42;F27D19/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種水泥回轉窯窯頭喂煤控制方法，其特征是，包括以下步驟：

以水泥工廠的實際生產數據為基礎，通過案例推理得到初始窯頭喂煤量集合；

以燒成帶溫度實時值和燒成帶溫度期望值的偏差及燒成帶溫度變化率為依據，根據專家規則判斷當前燒成工況的趨勢變化，并對窯頭喂煤量進行修正補償；

所述通過案例推理得到初始窯頭喂煤量集合步驟包括：

選取與窯頭喂煤量的相關參數數據進行分析處理，創建初始案例庫，所述相關參數數據包括燒成帶溫度、窯主機電流、窯頭罩溫度、生料下料量和窯頭喂煤量在線采集數據以及生料三率值和熟料游離鈣離線采集數據；

計算目標案例和初始案例庫的相似度，進行案例檢索與匹配，得到初始窯頭喂煤量集合；

所述創建初始案例庫的步驟包括：

對選取的相關參數數據通過拉依達準則剔除異常值，并對剔除異常值后的參數數據進行均值濾波處理；

以燒成帶溫度為基準，觀察每小時燒成帶溫度的趨勢變化，選取一小時時間內燒成帶溫度的最高值、中間值和最低值；

對窯主機電流、窯頭罩溫度、生料下料量、窯頭喂煤量、生料三率值、熟料游離鈣含量選取每小時燒成帶溫度產生最高值、中間值和最低值相同時刻所對應的值共同組成源案例庫C_k；

所述對選取的相關參數數據通過拉依達準則剔除異常值的步驟包括：

將變量x_i的N個數據求取平均值：

計算x_i各項與均值的偏差e_i：

計算標準偏差σ：

當數據x_i的偏差e_i(1≤i≤n)滿足|e_i|3σ，則判定x_i為異常值，予以剔除；

所述對剔除異常值后的參數數據進行處理的均值濾波公式為：

式中，m為均值濾波的時間窗口長度；

所述源案例庫C_k表示為：

C_k:(X_k；y_k),k＝1,2,Λ,p

其中，p為源案例庫C_k的案例個數，X_k＝{x_k，1,x_k，2,x_k，3,x_k，4,x_k，5,x_k，6,x_k，7,x_k，8}分別代表輸入變量{燒成帶溫度，窯主機電流，窯頭罩溫度，生料下料量，生料三率值KH、IM、SM，熟料游離鈣含量}，y_k代表輸出變量窯頭喂煤量；

所述進行案例檢索與匹配，計算目標案例和初始案例庫的相似度的步驟為：

計算目標案例C_cur的某一特征x_i(i＝1,2,Λ,8)與源案例庫C_k的第k條案例的特征x_k,i(i＝1,2,Λ,8)的相似度函數sim(x_i,x_k,i)：

式中，k＝1,2,Λ,p，i＝1,2,Λ,8；

計算目標案例C_cur與源案例庫第k條案例C_k(k＝1,2,Λ,p)的相似度函數SIM_k：

式中，k＝1,2,Λ,p，i＝1,2,Λ,8，λ_i表示案例中特征屬性的加權系數，加權系數λ₁～λ₈值的和為1；

計算相似度閾值SIM_y1：

式中，V表示相似度閾值；

將源案例庫中所有滿足SIM_k≥SIM_y1的案例按照相似度值的大小依次排列；

所述根據專家規則判斷當前燒成工況趨勢變化的步驟如下：

計算當前時刻燒成帶溫度實時值與燒成帶溫度期望值的偏差E(k)以及燒成帶溫度變化率EC(k)：

E(k)＝T_w(k)-T_set(k)

式中，E(k)代表當前時刻燒成帶溫度偏差，T_w(k)代表當前時刻的燒成帶溫度均值，T_set(k)代表當前時刻燒成帶溫度期望設定值；

EC(k)＝T_w(k)-2T_w(k-1)+T_w(k-2)

式中，EC(k)代表當前時刻燒成帶溫度變化率，T_w(k-1)代表前一時刻燒成帶溫度均值，T_w(k-2)代表前前時刻燒成帶溫度均值；

對燒成帶溫度偏差E(k)及其溫度變化率EC(k)進行工況分檔，形成燒成工況變化規則表；

結合燒成工況變化規則表和上一時刻的窯頭喂煤量，剔除經案例檢索與匹配得到的與目標案例相似度條件符合但燒成工況不相符的案例解；

所述形成燒成工況變化規則表的步驟如下：

燒成帶溫度偏差波動范圍是[-150℃,+150℃]，將其工況分檔后的論域設為[-2,-1,0,+1,+2]，對應語言變量為{欠燒，較欠燒，正常，較過燒，過燒}；

燒成帶溫度變化率的變化區間為[-30,+30]，將其工況分檔后的論域設為[-2,-1,0,+1,+2]，對應語言變量為{快降，慢降，平穩，慢升，快升}；

形成燒成工況變化規則表：

表中c_i,j(i,j＝1,2,Λ,5)代表不同燒成帶溫度偏差及其溫度變化率對應的燒成工況信息；

結合燒成工況變化規則表和上一時刻的窯頭喂煤量，剔除經案例檢索與匹配得到的與目標案例相似度條件符合但燒成工況不相符的案例解原則包括：

當對目標案例與源案例庫進行案例檢索與匹配得到多個不同數值的滿足相似度條件的案例解時，通過所述專家規則判斷所得燒成工況變化以及比較當前時刻目標案例前一時刻的窯頭喂煤量，對案例解集合進行篩選，剔除與當前燒成工況變化不相符的案例解集合。