專利名稱：一種廢塑料煉油燃燒優(yōu)化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息與控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及到自動(dòng)化技術(shù)，特別是涉及一種廢塑料煉油燃燒優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
廢塑料煉油的燃燒優(yōu)化是控制廢塑料裂解反應(yīng)和產(chǎn)品的重要技術(shù)手段，其目標(biāo)是在一定生產(chǎn)條件和目標(biāo)下，通過調(diào)整各燃燒器的運(yùn)行參數(shù)而獲得反應(yīng)釜所需的理想的燃燒狀態(tài)，使反應(yīng)釜的溫度分布良好，廢塑料的裂解反應(yīng)在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行，使產(chǎn)品符合生產(chǎn)需求的基礎(chǔ)上利益最大化。加熱反應(yīng)釜的各燃燒器的給風(fēng)和給油等運(yùn)行參數(shù)的不同對反應(yīng)釜內(nèi)的溫度分布有直接的影響，不同的燃燒器的給油和給風(fēng)的配合會直接導(dǎo)致不同的反應(yīng)釜內(nèi)的溫度分布的情況，尤其是在反應(yīng)釜進(jìn)料有擾動(dòng)的情況下，溫度分布更不穩(wěn)定。對于一定的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品需求下，針對反應(yīng)釜所需的理想的燃燒狀態(tài)特征指標(biāo)，存在一種最優(yōu)的各燃燒器運(yùn)行參數(shù)配置方案，能夠使相應(yīng)燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)最優(yōu)化，但是，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度分布與各燃燒器運(yùn)行參數(shù)和進(jìn)料量及出產(chǎn)品量間有著非常復(fù)雜的耦合關(guān)系，要找到最優(yōu)的各燃燒器的運(yùn)行參數(shù)的配置并不容易。廢塑料煉油是一種新的生產(chǎn)過程，其燃燒優(yōu)化問題還沒有得到解決。實(shí)際生產(chǎn)中廢塑料煉油的燃燒主要是靠工作人員經(jīng)驗(yàn)，其目標(biāo)也只是維持生產(chǎn)正常進(jìn)行，并沒有優(yōu)化的概念，因此其生產(chǎn)過程中燃燒狀態(tài)還有很大的可提升空間。通過數(shù)據(jù)挖掘，在大量不同的生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)組合中，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，挖掘出各燃燒器的運(yùn)行參數(shù)、進(jìn)料量和出產(chǎn)品量與反應(yīng)釜內(nèi)軸向溫度分布間的關(guān)系模型，再結(jié)合優(yōu)化算法對進(jìn)行燃燒優(yōu)化是非常有潛力的方法。如何使該方法真正達(dá)到廢塑料煉油生產(chǎn)實(shí)際的要求，是該技術(shù)的關(guān)鍵，主要難題包括，如何提高模型的預(yù)測和泛化能力，如何提高模型的自學(xué)習(xí)能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是針對廢塑料煉油燃燒優(yōu)化，提出一種燃燒優(yōu)化方法，優(yōu)化內(nèi)容兼顧了各燃燒器的運(yùn)行參數(shù)、進(jìn)料情況和出產(chǎn)品情況。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過廢塑料煉油主體工藝的數(shù)據(jù)采集，針對反應(yīng)釜軸向溫度分布與各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、進(jìn)料量和出產(chǎn)品量間的相互影響關(guān)系，建立基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的模型，應(yīng)用并行的優(yōu)化算法尋優(yōu)等手段，確立了一種廢塑料煉油燃燒優(yōu)化的方法，利用該方法可有效控制廢塑料煉油過程中，反應(yīng)釜內(nèi)溫度的分布情況，提高反應(yīng)效率和產(chǎn)品質(zhì)量， 既可以實(shí)施離線優(yōu)化也可以進(jìn)行在線實(shí)時(shí)燃燒優(yōu)化。本發(fā)明的具體步驟是
步驟(1)采集廢塑料煉油生產(chǎn)過程中，各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、反應(yīng)釜進(jìn)料量和反應(yīng)釜出產(chǎn)品量及反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；具體的各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、反應(yīng)釜進(jìn)料量、反應(yīng)釜出產(chǎn)品量和反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)，通過廢塑料煉
5油生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測控制系統(tǒng)獲取，或直接通過儀器設(shè)備測量采集。所述的各燃燒器運(yùn)行參數(shù)為各燃燒器的給風(fēng)量和給油量；所述的反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)為反應(yīng)釜內(nèi)軸向溫度分布(反應(yīng)釜內(nèi)壁軸向取M個(gè)溫度監(jiān)測點(diǎn)， M > 3)。這個(gè)過程積累數(shù)據(jù)，在積累了相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)后，再進(jìn)行后邊的數(shù)據(jù)挖掘建模。步驟(2)采用支持向量機(jī)方法和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，建立反應(yīng)釜軸向的溫度分布與各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、反應(yīng)釜進(jìn)料量和反應(yīng)釜出產(chǎn)品量間的模型；具體建模方法如下
用于建模樣本的輸入?yún)?shù)及表征反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)的輸出參數(shù)表
示為
權(quán)利要求
1. 一種廢塑料煉油燃燒優(yōu)化的方法，其特征在于該方法的具體步驟包括 步驟(1)采集廢塑料煉油生產(chǎn)過程中，各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、反應(yīng)釜進(jìn)料量和反應(yīng)釜出產(chǎn)品量及反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；具體的各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、反應(yīng)釜進(jìn)料量、反應(yīng)釜出產(chǎn)品量和反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)，通過廢塑料煉油生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測控制系統(tǒng)獲取，或直接通過儀器設(shè)備測量采集；所述的各燃燒器運(yùn)行參數(shù)為各燃燒器的給風(fēng)量和給油量；所述的反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)為反應(yīng)釜內(nèi)軸向M個(gè)溫度監(jiān)測點(diǎn)的溫度分布，M^3；步驟(2)采用支持向量機(jī)方法和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，建立反應(yīng)釜軸向的溫度分布與各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、反應(yīng)釜進(jìn)料量和反應(yīng)釜出產(chǎn)品量間的模型；具體建模方法如下 用于建模樣本的輸入?yún)?shù)及表征反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)的輸出參數(shù)表示為,其中&表示第2組作為輸入數(shù)據(jù)的各燃燒器的運(yùn)行參數(shù)、反應(yīng)釜進(jìn)料量和反應(yīng)釜出產(chǎn)品量向量，乃表示第2組作為輸出參數(shù)的表征反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)的參數(shù)向量，N為樣本數(shù)量，以實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、反應(yīng)釜進(jìn)料量和反應(yīng)釜出產(chǎn)品量與反應(yīng)釜所需要的燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)間的模型；采用支持向量機(jī)方法建模，支持向量機(jī)核函數(shù)選為徑向基函數(shù) (χ)為映射函數(shù)，設(shè)所求的目標(biāo)函數(shù)為=,/(Λ)為模型輸出的鍋爐燃燒狀態(tài)的特征指標(biāo)預(yù)測值，w為權(quán)重系數(shù)向量， 為截距；引入松弛因子ξ %彡 和 Ii^O和允許擬合誤差ε，模型可以通過在約束 獲得，其中常數(shù)OO為懲罰系數(shù)；引入拉格朗日函數(shù) L(w, h, ζ, ζ*, α, α*, γ, 其中q，<彡0，彡0，為拉格朗日乘數(shù)；在鞍點(diǎn)處，函數(shù)L是關(guān)于w，b，ξ” ξ廣的極小點(diǎn)，也是q,礙極大點(diǎn)，最小化問題轉(zhuǎn)化為求其對偶問題的最大化問題；拉格朗日函數(shù)L在鞍點(diǎn)處是關(guān)于w，b，ξ” ξ^極小點(diǎn)，得
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢塑料煉油燃燒優(yōu)化的方法。現(xiàn)有方法主要靠工作人員經(jīng)驗(yàn)。本發(fā)明方法通過廢塑料煉油主體工藝的數(shù)據(jù)采集，針對反應(yīng)釜軸向溫度分布與各燃燒器運(yùn)行參數(shù)、進(jìn)料量和出產(chǎn)品量間的相互影響關(guān)系，建立基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的模型，應(yīng)用并行的優(yōu)化算法尋優(yōu)等手段，確立了一種廢塑料煉油燃燒優(yōu)化的方法。利用本發(fā)明方法可有效控制廢塑料煉油過程中反應(yīng)釜內(nèi)溫度的分布情況，提高反應(yīng)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，既可以實(shí)施離線優(yōu)化也可以進(jìn)行在線實(shí)時(shí)燃燒優(yōu)化。
文檔編號G06F17/50GK102222128SQ201110115410
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者王建中, 王春林, 葛銘, 薛安克, 陳云 申請人:杭州電子科技大學(xué)