[发明专利]一种基于贪心思想和时序分类的回转窑能耗优化方法

说明书

本发明公开了一种基于贪心思想和时序分类的回转窑能耗优化方法包括：采集水泥回转窑设备稳定运行工况下的工艺参数数据，并对数据进行预处理；将预处理后的数据按规则进行标注，利用标注的数据标签构建数据集；利用数据集来建立回转窑能耗升降时序分类模型；采用麻雀优化算法寻找并执行下一时刻影响变量推荐值，基于贪心思想重复在推荐值中寻找能够使能耗在下一时刻下降的推荐值，实现回转窑的能耗优化。本发明提出的回转窑能耗优化方法充分利用回转窑历史运行的数据，相比于现有方法，能够有效应对水泥生产过程复杂多变的场景，同时本发明有效地避免水泥回转窑慢时变、非线性、大时滞、强耦合等因素对模型效果的影响，方法实现简单，灵活性高。

技术领域

本发明涉及能耗优化技术领域，具体为一种基于贪心思想和时序分类的回转窑能耗优化方法。

背景技术

随着工业物联网技术的快速发展，越来越多的水泥厂设备通过各种传感器接入物联网。水泥产业属于高能耗产业，该产业能源利用率偏低的状况尤为显著，利用设备的传感器数据，对水泥生产过程进行建模分析，更好地调节水泥生产过程，对节能减排和提高产量质量都有重要意义。

目前大多数水泥回转窑能耗优化方法包括：设备机理模型、构建回归模型预测能耗等方法。设备机理模型主要是分析窑煅烧过程的物理和化学反应，基于能量和质量守恒，建立水泥窑主要参数和能耗的数学表达式。但是水泥窑的煅烧过程涉及到许多环节、设备和参数，许多参数都有很强的相关性，机理模型并不能准确地描述回转窑系统主要参数和能耗之间的关系。回归模型方法包括支持向量机、人工神经网络、统计回归等，但是水泥回转窑系统生产中运行条件不断变化，使得工艺参数和能耗之间的时间延迟不断变化，导致回归模型无法在该系统上建立准确率高的模型。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有回转窑能耗优化方法中，由于建模困难、求解难度大、预测准确率低和灵活性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于贪心思想和时序分类的回转窑能耗优化方法，包括：采集水泥回转窑设备稳定运行工况下的工艺参数数据，并对所述工艺参数数据进行预处理；将预处理后的数据按规则进行标注，利用标注的数据标签构建数据集；利用所述数据集来建立回转窑能耗升降时序分类模型；采用麻雀优化算法寻找并执行下一时刻影响变量的推荐值，基于贪心思想重复在所述推荐值中寻找能够使能耗在下一时刻下降的推荐值，并用于实时生产，实现回转窑的能耗优化。

作为本发明所述的基于贪心思想和时序分类的回转窑能耗优化方法的一种优选方案，其中：所述水泥回转窑设备稳定运行工况包括，

若水泥回转窑生料量大于380t、分解炉温度大于800℃、主电机电流在750A～950A，且不包含所述水泥回转窑设备在启动一小时内、停机一小时前、劣化或故障下的情况时，所述水泥回转窑设备运行工况稳定。

作为本发明所述的基于贪心思想和时序分类的回转窑能耗优化方法的一种优选方案，其中：所述工艺参数数据包括影响变量和能耗相关变量；

所述影响变量包括分解炉内温度、二次风温度、O₂浓度、CO浓度、窑头罩负压、窑尾负压、一级筒温度、三次风温度；

所述能耗相关变量包括熟料电耗和熟料煤耗。

作为本发明所述的基于贪心思想和时序分类的回转窑能耗优化方法的一种优选方案，其中：所述工艺参数数据的预处理包括，

对所述工艺参数数据使用拉依达准则进行异常值处理、缺失值填充和数据归一化；