[發明專利]一種城市生活垃圾焚燒過程二次風量智能設定方法

有效

• 申請號: 202110444812.5
• 申請日: 2021-04-24
• 公開（公告）號: CN113154404B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 嚴愛軍;李佳璇;郭益東
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F23G5/50
• 分類號: F23G5/50;F23L9/00;G06N3/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種城市生活垃圾焚燒過程二次風量智能設定方法，涉及城市固體垃圾焚燒爐參數設定領域，通過二次風量的智能設定，使出口煙氣含氧量維持在理想范圍內，主要包括如下步驟：(1)根據城市生活垃圾焚燒過程的歷史數據建立設定數據庫；(2)參數初始化；(3)基于黑洞布谷鳥算法分配特征權重；(4)通過案例檢索模型得到K個相似案例的解；(5)通過案例重用求取K個相似案例解的平均值，從而得到目標案例解的設定值。(6)將目標案例與其設定值構成一條案例存儲至設定數據庫中；(7)重復步驟(3)～步驟(6)，以實現城市生活垃圾焚燒過程二次風量的智能設定過程。

技術領域

本發明涉及城市固體垃圾焚燒爐參數設定技術領域，更具體來說，本發明是一種城市生活垃圾焚燒過程二次風量智能設定方法。

背景技術

中國是人口大國，能源生產大國，同時也是垃圾生產大國。人口的增長，經濟的快速發展和生活水平的提高導致了中國城市生活垃圾的大量增加，每年以8-10％的速度增長，污染日益嚴重，給中國帶來了巨大挑戰，以垃圾焚燒技術為代表的垃圾處理技術正在中國悄然興起,已成為新興環保產業。但是，我國城市生活垃圾產量大、垃圾處理能力不足、處理率偏低；垃圾處理效果差、超標現象普遍；垃圾成分和焚燒過程比較復雜，如何維持城市生活垃圾穩定燃燒是個值得思考的問題，因此，本發明的研究成果具有廣闊的應用前景。

垃圾焚燒過程中，出口煙氣含氧量是城市生活垃圾焚燒控制的重要參數之一，在整個垃圾焚燒過程中非常重要，需要維持在6％-9％內，出口煙氣含氧量過高會增加熱損失，帶走熱量；過低則造成垃圾焚燒不完全，焚燒效率低等問題，但是出口煙氣含氧量控制不是單一控制回路，各個變量之間存在著強耦合關系，二次風量是影響出口煙氣含氧量的重要因素，爐排爐主要通過調節二次風量來維持出口煙氣含氧量穩定，進而提高燃燒效率，如何實現二次風量智能優化設定具有重要意義。

目前，城市生活垃圾焚燒過程二次風量智能設定方法研究主要包括基于機理建模和基于數據驅動建模的二次風量設定方法。對于基于機理建模的二次風量設定方法，由于城市生活垃圾焚燒過程是個復雜的工業控制過程，具有多輸入、多輸出、非線性、強耦合等特點，很難采用精確的數學模型進行機理建模；而基于數據驅動建模的二次風量設定方法具有研究周期短、成本低和易于實現等優點，其中包括利用人工神經網絡，模糊C均值，模糊控制等方法進行二次風量智能優化設定，但是，對于復雜非線性化系統，人工神經網絡收斂速度慢，網絡權值通過沿局部改善的方向進行調整，容易陷入局部最小，從而導致網絡訓練失敗；模糊C均值有強烈依賴初始化數據，對噪聲比較敏感等缺點；模糊控制無法獲得準確的模糊規則及隸屬函數，主要憑經驗進行；以上方法都無法獲得理想的二次風量設定值。

案例推理起源于二十世紀八十年代，是人工智能領域一種重要的問題求解方法，核心思想是根據過去類似問題的求解經驗解決新問題，在醫學、安全性評估、圖像處理等領域得到了廣泛應用，案例推理包括案例檢索、案例重用、案例修正和案例存儲四個部分，在案例檢索中，特征權重非常關鍵，直接影響案例檢索的精度，進而影響案例推理問題求解的質量，因此，本文從案例檢索過程中特征權重的分配方法入手，提出了一種基于案例推理模型的二次風量智能設定方法。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種城市生活垃圾焚燒過程二次風量智能設定方法，可以通過對二次風量的優化設定，使得城市生活垃圾焚燒爐穩定運行。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種城市生活垃圾焚燒過程二次風量智能設定方法，其特征在于包括以下步驟：(1)根據城市生活焚燒過程的歷史數據建立設定案例庫；(2)參數初始化；(3)基于黑洞布谷鳥算法(black hole cuckoo search，BH-CS)分配特征權重；(4)通過案例檢索模型得到3個相似案例的解；(5)通過案例重用求取3個相似案例解的平均值，從而得到目標案例解的設定值。(6)將目標案例與其設定值構成一條案例存儲至設定案例庫中；(7)重復步驟(3)～步驟(6)，以實現城市生活垃圾焚燒過程二次風量智能設定過程。進一步具體包括如下步驟：