水煤浆气化装置黑水氯根浓度的软测量及优化控制方法

摘要

本发明涉及一种水煤浆气化装置黑水排放中氯根浓度的软测量及黑水排放优化控制方法，此方法选取若干个可测的过程状态辅助变量，包括前一时刻的氯根浓度人工分析值、当前时刻前一段时间的水煤浆总流量和去废水处理黑水(也称为污水)排放量，作为软测量模型的输入变量，同时以当前时刻黑水中氯根浓度为软测量模型输出。本发明采集实际工业装置运行数据，进行数据预处理，输入所建立的软测量模型，从而实现水煤浆气化装置黑水排放中氯根浓度的软测量。同时，依据此模型，可实现黑水的排放优化控制，以满足下一时刻黑水排放中的氯根含量，在符合环保要求的基础上，节约水资源。本软测量技术可以为水煤浆气化装置提供有效的氯根浓度信息，以指导气化反应过程的优化运行操作，控制净水补充量和去废水处理黑水排放量。

主权项

1.水煤浆气化装置黑水氯根浓度的软测量方法，其特征在于，它由下列步骤组成：步骤1采集实际工业装置的操作数据，综合历史数据分析和操作经验总结，确定软测量模型的辅助变量、目标变量和优化目标函数；所述软测量模型为：$\hat{C}l\left(k\right)={\theta }_{\beta }^0+{\theta }_{\beta }^1·\mathrm{Cl}(k-1)+{\theta }_{\beta }^2·\mathrm{cws}(k-1)+{\theta }_{\beta }^3·\mathrm{pw}(k-1)$$+{\theta }_{\beta }^4·\mathrm{Cl}(k-2)+{\theta }_{\beta }^5·\mathrm{cws}(k-2)+{\theta }_{\beta }^6·\mathrm{pw}(k-2)$其中，Cl为氯根浓度人工分析值，cws为水煤浆总流量，pw为去废水处理黑水排放量，k为当前人工分析时刻，k-1为前一人工分析时刻，则表示k时刻氯根人工分析时刻点的软测量值，cws(k-1)为水煤浆在k-1时刻至k时刻人工分析周期内的总流量，pw(k-1)为黑水排放在在k-1时刻至k时刻人工分析周期内的的总流量，是氯根浓度的软测量模型参数；所述操作数据包括，水煤浆总流量、去废水处理黑水排放量、灰水槽净水补充量、氯根浓度人工分析值；所述辅助变量为，前一人工分析时刻的氯根浓度人工分析值、前一人工分析周期内的水煤浆总量和去废水处理黑水排放总量；所述目标变量为当前时刻的氯根浓度；所述优化目标函数为训练集上的氯根浓度的软测量输出与实际人工分析值的误差平方和最小，即其中s为训练集样本数目，Cl是氯根浓度人工分析值，为软测量模型氯根浓度软测量值；步骤2使用步骤1中采集得到的实际工业装置操作数据进行数据构造样本数据集S，其中部分样本数据用于确定模型参数，其余样本数据用于验证；步骤3启动软测量模型，将辅助变量的实时采集的操作数据输入软测量模型，软测量出水煤浆气化装置黑水排放中氯根的浓度；步骤2中，所述样本数据集S，其中2/3的样本数据作为训练集S₁，用于学习和建模，剩余的样本数据则作为模型的测试集S₂，用于检验模型的泛化能力；步骤2和步骤3中所述软测量模型参数为：$[{\theta }_{\beta }^0,{\theta }_{\beta }^1,...,{\theta }_{\beta }^6]=\left[\begin{array}{ccccccc}7.1986& 1.0784& 0.1791& -0.0344& -0.1233& -0.1858& 0.0674\end{array}\right].$