[发明专利]一种冶金炉窑烟尘发生率的在线递推计算方法

说明书

本发明提供一种冶金炉窑烟尘发生率的在线递推计算方法，是根据独立的不定间隔周期内历史数据，构建非线性回归约束模型，并对样本数据进行非线性变换和归一化处理，采用最小二乘微分偏导法求解递推模型的系数矩阵，本发明使用定长时序队列存储数据，方便历史数据更新，采用最小二乘微分偏导法求解递推模型的回归系数矩阵，实现烟尘发生率的在线预测，为冶金炉窑的在线控制和生产决策提供数据支持。

技术领域

本发明涉及冶金炉窑烟尘发生率的递推计算方法，属于冶金炉窑在线控制领域。

背景技术

冶金炉窑内进行的是高温熔融状态下入炉精矿、燃料和空气等物料间的复杂物理化学反应。为控制冶金炉窑产出物质量，国内外大多数大型冶炼厂已建立冶金炉窑的在线控制模型，实时进行冶金炉窑金属平衡和热负荷平衡计算，并将计算结果作为在线控制模型的前馈设定和反馈修正的依据，为风、氧、油等基础回路提供优化决策数据。烟尘发生率是进行上述两大平衡计算的必需参数，一般情况下将其设置为常数。

受入炉物料、炉体反应塔温度、反应物混合均匀度、上升烟道变化等因素的影响，烟尘发生率会发生改变，设定为常数进行金属平衡和热负荷平衡计算的结果无法反映实际生产过程中冶金炉窑烟尘产生量。现有文献资料对烟尘发生率及其计算方法只进行简单介绍，且仅仅给出了烟尘发生率的静态计算方法，这种计算方法偏差相对较大，不能满足现有大型冶金炉窑在线控制参数计算精度的要求。

发明内容

本发明针对现有冶金炉窑烟尘发生率计算中计算不及时和精度低的缺点，提供一种在线计算冶金炉窑烟尘发生率的方法，该方法根据冶金炉窑烟尘发生率与入炉物料、氧单耗、产生渣量等控制元素之间的约束关系，推导回归模型，采用最小二乘拟合递推求解烟尘发生率递推模型的回归系数，递推出冶金炉窑烟尘发生率，为冶金炉窑热平衡和物料平衡优化控制模型提供数据支持。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种冶金炉窑烟尘发生率的在线递推计算方法，包括如下步骤：

1)选定影响冶金炉窑烟尘发生率的元素，根据独立的不定间隔周期内烟尘发生率数据和元素数据，构建非线性模型的回归样本数据；

2)对烟尘发生率数据和元素数据建立定长时序队列，依据先进先出的原则对样本数据存储更新及预处理，检查所述定长时序队列S(i)＝{(x_ij,y_i)|[x_i1,x_i2,…,x_i(2p)],y_i}i＝1,…,n中的数据的有效性，设定定长时序队列中烟尘发生率数据和元素数据上下限，对异常越限数据进行剔除，若x^*_ij＞x_jU、x^*_ij＜x_jL、y^*_i＞y_U、y^*_i＜y_L，则若定长时序队列S(i)中i＞n，则回归模型进行线性变换得到烟尘发生率递推模型；

3)对所述定长时序队列中存储的样本数据元素进行归一化处理；

4)采用最小二乘微分偏导法求解所述递推模型的回归系数矩阵，得到烟尘发生率递推公式；

5)将生产过程元素数据输入所述递推公式，计算烟尘发生率；

6)当定长时序队列中的数据更新时，进行1)～4)计算步骤；

其中：

S(i)是定长时序队列；

(x_ij,y_i)是定长时序队列元素；

x_ij是自变量；

y_i是因变量；