[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

说明书

本发明涉及二噁英控制技术，旨在提供一种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。包括：构建LSTM‑ARIMA融合预测模型，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；将二噁英在线检测装置实时获取的废物焚烧炉排放数据作为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；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。本发明基于二噁英浓度的提前预测实现二噁英排放超标预警，解决了废物焚烧二噁英检测的滞后性问题，有效预防二噁英排放超标现象；能够实现与废物焚烧炉运行控制系统的关联控制。

技术领域

本申请涉及二噁英控制技术，更具体地说，涉及一种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。

背景技术

废物焚烧处理技术由于具有减容减量快等优势，是最有效的处置方式。但废物焚烧容易产生二噁英类持久性有机污染物，二噁英具有强烈的致癌、致畸作用，会毒害生殖系统、免疫系统和内分泌系统。

现有二噁英控制方法具有严重滞后性，二噁英排放检测以“离线采样-实验室分析检测”为主，检测周期长达至少一周，检测数据与运行参数时域性无法匹配，缺乏实时预警价值，在异常工况下难以快速反馈与调整。浙江大学开发了一种焚烧烟气二噁英在线快速检测的方法(专利号：ZL200510023260.1)，约15分钟即可获得烟气二噁英排放数据，是目前世界最快的二噁英检测方法，但废物焚烧前端到烟气排放末端存在多道工艺及烟气处理设备，从获取检测数据到反馈控制仍存在一段控制真空期，期间二噁英排放超标时仍无法有效控制。如能基于该二噁英在线快速检测数据开发二噁英实时预警技术，对二噁英排放超标进行实时预警，将有效预防控制真空期的出现，减少二噁英超标现象的产生。

除此之外，二噁英的生成与排放受多种因素的影响，包括物料种类、燃烧充分度、烟道积灰、氧量、活性炭吸附能力、粉尘颗粒、氯化氢浓度等，二噁英低排放控制需要燃烧、清灰、除尘、在线检测等多个环节的相互耦合实施。但传统控制技术下，运行人员只能根据运行经验对污染物超标等异常工况进行调整，过于依赖运行人员的操作水平，且不同运行人员操作水平参差不齐，运行工况波动大，影响工况稳定性、污染物排放及运行效率。同时由于影响二噁英生成的因素众多，传统控制技术控制目标均以污染物控制为目的，难以考虑经济性、稳定性等其他目标。

如能基于二噁英预测数据和运行工况监测数据开发多目标优化控制技术，将经济性、环境评估效益等指标融入控制过程，将有效提高企业的运行控制水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种废物焚烧炉二噁英排放实时预警及智能控制系统

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种废物焚烧炉二噁英排放实时预警的方法，包括以下步骤：

(1)以LSTM(长短期记忆神经网络)模型和ARIMA(自回归移动平均)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(如1小时)折算为三氯苯浓度的二噁英排放数据；