基于改進(jìn)差分進(jìn)化算法的煉焦配煤比優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及配煤領(lǐng)域，具體是一種基于改進(jìn)差分進(jìn)化算法的煉焦配煤比優(yōu)化方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，隨著高爐大型化和噴吹技術(shù)的發(fā)展，對高爐焦炭質(zhì)量的要求 也越來越嚴(yán)格，焦炭質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到高爐的順行及其產(chǎn)品的質(zhì)量。而煉焦所用原料 品種多，質(zhì)量參差不齊，庫存大小不同，且入爐煤所對應(yīng)的焦炭的質(zhì)量數(shù)據(jù)基本是在幾天后 才能獲得，明顯存在滯后，單純依靠焦炭質(zhì)量數(shù)據(jù)的反饋來調(diào)整單種煤的配比構(gòu)成，對于確 保焦炭質(zhì)量穩(wěn)定是十分不利的；另外，依靠配煤專家的經(jīng)驗(yàn)粗放地確定配比，也不利于保證 煉焦成本最低化。因此，如何在充分利用現(xiàn)有資源的條件下，科學(xué)地制定配煤方案及優(yōu)化配 煤比，保證在焦炭質(zhì)量滿足用戶需求前提下生產(chǎn)效益最大化顯得尤為重要。
[0003] 配煤比優(yōu)化問題是典型的高維非線性規(guī)劃問題，其約束條件大都是非線性的，求 解此類問題的關(guān)鍵是對非線性約束條件的處理及如何找到全局最優(yōu)解。而傳統(tǒng)的優(yōu)化方法 都要求目標(biāo)函數(shù)和約束條件是連續(xù)、可微的，容易陷入局部最優(yōu)解，且其求解的優(yōu)化問題規(guī) 模相對較小。差分進(jìn)化算法是一種基于種群的啟發(fā)式全局搜索技術(shù)，適于求解一些利用常 規(guī)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法所無法求解的復(fù)雜環(huán)境中的優(yōu)化問題。本專利技術(shù)運(yùn)用基本差分進(jìn)化算 法，并根據(jù)煉焦配煤的實(shí)際情況進(jìn)行了改進(jìn)，成功地解決了配煤比優(yōu)化問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種改進(jìn)差分進(jìn)化算法與專家配煤經(jīng)驗(yàn) 結(jié)合的配煤比優(yōu)化方法，該方法具有穩(wěn)定、可靠、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：基于改進(jìn)差分進(jìn)化算法的煉焦配煤比優(yōu)化方法，按照如下 的步驟進(jìn)行： 步驟一，建立以配煤成本和配煤的質(zhì)量指標(biāo)為約束條件，建立配煤成本為目標(biāo)函數(shù)的 配煤比優(yōu)化模型： 配煤成本
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于改進(jìn)差分進(jìn)化算法的煉焦配煤比優(yōu)化方法，其特征在于按照如下的步驟進(jìn)行： 步驟一，建立以配煤成本和配煤的質(zhì)量指標(biāo)為約束條件，建立配煤成本為目標(biāo)函數(shù)的 配煤比優(yōu)化模型： 配煤成2(1) B-m.
} 配煤中可用的單種配煤的配比之和為100%
(2) II為目然數(shù)表不第b種配煤，&表示第f種配煤成本價(jià)，A表示第f種配煤質(zhì)量配比，f為自然數(shù)； 步驟二、配煤的質(zhì)量指標(biāo)包括抗碎強(qiáng)度J#、耐磨強(qiáng)度況反應(yīng)性指數(shù)CM、反應(yīng)后強(qiáng) 度CSR,每種指標(biāo)都有上限和下限，包括抗碎強(qiáng)度上限Jf1、抗碎強(qiáng)度下限Jf2、耐磨強(qiáng)度上 限JV1、耐磨強(qiáng)度下限況2、反應(yīng)性指數(shù)上限CRI1、反應(yīng)性指數(shù)下限CM2、反應(yīng)后強(qiáng)度上限 CSR1、反應(yīng)后強(qiáng)度下限CSR2，建立焦煤的質(zhì)量指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)的配煤比優(yōu)化模型：
其中：A表示第f種配煤質(zhì)量配比，f為自然數(shù)，表示第f種配煤所含揮發(fā)份， 表示第f種配煤煤膠質(zhì)層厚度，氣S表示第f種配煤粘結(jié)指數(shù)，表示第i種配煤灰 分； 步驟三、將公式（3)、（4)、（5)、（6)標(biāo)準(zhǔn)化處理為的形式后，構(gòu)造如下約束違 反度函數(shù)：
(7) 步驟四、構(gòu)造新的配煤比優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)： 將以表達(dá)式（1)為目標(biāo)函數(shù)、以表達(dá)式（2)、（3)、（4)、（5)、 (6) (7)作為約束條件的單目標(biāo)配煤比約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為雙目標(biāo)無約束優(yōu)化問題，變 換后的優(yōu)化函數(shù)描述如下：
式中，/di》是配煤成本，/2?是約束違反度函數(shù)，<ak =0-74分別表示目標(biāo) 的權(quán)重； 步驟五、采用差分進(jìn)化算法與配煤專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法對目標(biāo)函數(shù)/(I)的最小值 進(jìn)行迭代求解。
【專利摘要】本發(fā)明涉及配煤領(lǐng)域，具體是一種基于改進(jìn)差分進(jìn)化算法的煉焦配煤比優(yōu)化方法。本方法結(jié)合煉焦配煤工藝的要求，根據(jù)單種煤和配合煤及配合煤和焦炭之間的非線性關(guān)系、各單種煤的質(zhì)量指標(biāo)建立了以配合煤及焦炭的質(zhì)量為約束條件，配煤成本為目標(biāo)函數(shù)的配煤比優(yōu)化模型，并提出了一種改進(jìn)的差分進(jìn)化算法對該模型進(jìn)行優(yōu)化求解。本發(fā)明的方法可靠穩(wěn)定、計(jì)算精度高、收斂速度快，有效地解決了煉焦配煤過程中現(xiàn)有的人工確定配比準(zhǔn)確性不高的問題，可以在保證焦炭質(zhì)量滿足用戶需求的同時(shí)最大化地降低配煤成本。
【IPC分類】G06F19-00, C10B57-04
【公開號】CN104699957
【申請?zhí)枴緾N201510067362
【發(fā)明人】趙小彥, 馬靈錦, 李小龍, 吳波, 任建中
【申請人】山西太鋼不銹鋼股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月10日