[发明专利]废物焚烧炉二噁英排放实时预警及智能控制的方法及系统

权利要求书

1.一种废物焚烧炉二噁英排放实时预警的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以LSTM模型和ARIMA模型为基础构建LSTM-ARIMA融合预测模型；其中，LSTM模型和ARIMA模型的输出结果均是折算为三氯苯浓度的二噁英排放数据；两个模型的融合的方式为，对两模型预测结果分别取权重系数0.5再进行加和；

(2)利用二噁英在线检测装置获取的废物焚烧炉烟气中二噁英历史数据作为融合预测模型的输入；其中，LSTM模型的输入变量为包括：前5小时的第一通道出口烟气平均温度、二次风总风量、一次风总风量、一次风压力、烟气流量和折算为三氯苯浓度的二噁英排放数据；ARIMA模型的输入变量包括：前5小时的第一通道出口烟气平均温、二次风总风量、一次风总风量、一次风压力、烟气流量；

(3)将二噁英在线检测装置实时获取的废物焚烧炉排放的烟气中二噁英检测值和烟气平均温度、风量、风压和烟气流量数据作为LSTM-ARIMA融合预测模型的输入，经融合计算后输出预测结果，该预测结果是在设定时间段之后的折算为三氯苯浓度的二噁英排放数据；

(4)将预测结果与预设指标进行比对，如超出预设指标范围，则发出二噁英超标预警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述LSTM模型采用1*LSTM+1*Dense架构，LSTM层神经元数量为150，激活函数选用Relu函数；Dense全连接层神经元数量为1；各层参数采用RandomNormal函数初始化，随机种子seed为6；输入层的输入时间步长为5，输出层的预测步长为1；

所述ARIMA模型参数中的自回归项数p、差分次数d、滑动平均项数q分别为1、2、1，预测步长为1。

3.一种废物焚烧炉二噁英排放智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基于焚烧炉运行成本计算的经济性目标和基于二噁英预测排放数据计算的环境效益目标，根据下式构建多目标优化函数F(x)，优化目标为最小化函数F(x)：

min F(x)＝[f₁(x)，f₂(x)]

式中，f₁(x)为根据焚烧炉运行成本计算得到的经济性目标函数，f₂(x)为应用二噁英预测排放数据计算得到的环境效益目标函数；所述二噁英预测排放数据是指，权利要求1所述方法步骤(3)中融合预测模型输出的预测结果；

(2)设置多目标优化函数中的各控制变量的约束条件，然后对多目标优化函数进行求解，以获得用于对废物焚烧炉进行智能控制的运行参数最佳控制状态点；

(3)利用运行参数最佳控制状态点的数据，通过自动控制模式或辅助控制模式对废物焚烧炉的预处理控制系统、焚烧控制系统、烟气净化控制系统的工况进行调节，使其在运行于最佳工况的同时保持排放的二噁英浓度在规定范围内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，根据下式计算焚烧炉的运行成本：

式中：n为可控制变量总数，可控变量包括给料、一次风、二次风、给水和活性炭的用量，以及布袋压差；

θ_i为第i个可控变量的单位成本；其中，给料量单位成本根据抓吊机功率/电价计算得到，风量单位成本为风机实时功率×风机规格/电价计算得到，水量单位成本为(用水单价+给水水泵实时功率×水泵规格/电价)计算得到，活性炭单位成本由购买价格得到，布袋压差单位成本为更换布袋成本/(布袋允许最大压差-设计压差)；

x_i为第i个可控变量实时监测值，包括给料量、一次风量、二次风量、给水量、活性炭使用量和布袋压差。