[發明專利]一種加熱爐多目標遞進優化及預警方法

有效

• 申請號: 202210779367.2
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115096106B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 楊利坡;張永順;張艷闖;侯英武;單天仁;魯照照
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F27D21/04
• 分類號: F27D21/04;G06Q10/0639;G06Q50/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種加熱爐多目標遞進優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

建立同工況條件下的爐溫、坯溫同步耦合機理模型；

基于所述爐溫、坯溫同步耦合機理模型，獲得坯溫軟測量預報曲線和爐溫軟測量預報曲線；

所述爐溫的軟測量預報曲線的公式為：

T_f＝A+Bx+Cx²+Dx³+Ex⁴+Fx⁵

所述坯溫的軟測量預報曲線的公式為：

T_s＝a+bx+cx²+dx³+ex⁴+fx⁵

基于坯溫軟測量預報曲線和爐溫軟測量預報曲線獲取爐溫標準差曲線和坯溫標準差曲線；

所述爐溫標準差曲線的公式為：

所述坯溫標準差曲線的公式為：

其中，x為加熱爐長坐標，A、B、C、D、E、F為爐溫目標特征系數，a、b、c、d、e、f為坯溫目標各階特征系數；

以所述爐溫標準差曲線和坯溫標準差曲線作為收斂條件，首先進行爐溫坯溫的耦合計算，同步迭代得到最佳坯溫爐溫的預報曲線；

最佳爐溫預報曲線的公式為：

最佳坯溫預報曲線的公式為：

其中，為當前爐況的爐溫誤差特征值，為當前爐況的坯溫誤差特征值；

在所述的最佳坯溫爐溫預報曲線中，設置出口坯溫及內外溫差作為第一優化條件，使出口坯溫始終滿足目標設定值；

根據目標需求，設置不同的加權因子，設置單位時間燃耗與目標值的偏差和權因子，設置污染物與目標值的偏差和權因子，設置燒損與目標值的偏差和權因子；

將所述單位時間燃耗與目標值的偏差和權因子、污染物與目標值的偏差和權因子和設置燒損與目標值的偏差和權因子代入至坯溫爐溫同步耦合機理模型，得到多目標優化函數；

對多目標優化函數進行遞進式迭代求解；

爐溫調控偏差曲線的公式為：

胚溫調控偏差曲線的公式為：

其中，T_f為實際爐溫，T_s為實際坯溫；

設沿爐長劃分n個節點，爐溫標準差曲線的公式為：

其中，ΔT_fi是當前爐溫溫度曲線上第i個點溫度值，μ_f是爐溫平均值；

坯溫標準差曲線的公式為：

其中，ΔT_si是當前爐溫溫度曲線上第i個點溫度值，μ_s是爐溫平均值；

設定爐溫和坯溫的權因子ξ，所述最佳坯溫爐溫的預報曲線的公式為：

ψ_T＝min[ξσ_f+(1-ξ)σ_s]

出口坯溫及其內外溫差的優化函數為：

其中，T_sout為爐坯料表面溫度，為坯料表面目標值，ΔT_sout為出口坯料內外溫差，為目標偏差，ζ出口坯溫權因子；

所述多目標優化函數為：

ψ＝w_Tψ_T+w_Toutψ_Tout+w₁ΔG₁+w₂ΔG₂+w₃ΔG₃

其中，ΔG₁為單位時間燃耗與目標值的偏差，ΔG₂為污染物與目標值的偏差，ΔG₃為燒損與目標值的偏差，w₁為單位時間燃耗的權因子，w₂為污染物的權因子，w₃為燒損燃耗的權因子，w_T為坯溫爐溫耦合優化函數的權因子，w_Tout為出口坯溫優化函數的權因子；

調控爐內空燃比，使爐溫、坯溫曲線分別與所述當前工況爐溫目標曲線和當前工況坯溫目標曲線一致；

在滿足爐溫、坯溫溫控精度基礎上，優化調控單位時間內天然氣燃耗為最小，同時保證爐溫、坯溫的溫度曲線與所述當前工況坯溫目標曲線和當前工況爐溫目標曲線一致；

在滿足爐溫、坯溫溫控精度和天然氣燃耗最小的基礎上，優化調控污染物為最少，使污染物排放量達到規定標準；

在滿足爐溫、坯溫溫控精度、天然氣燃耗最小和調控污染物最少的基礎上，優化調控鋼坯的加熱時間，使鋼坯燒損度達到規定標準。