本技術(shù)涉及煙氣處理，具體而言，涉及一種玻璃窯爐煙氣處理方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、為了滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，玻璃工廠普遍采用多級串聯(lián)煙氣處理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)集成了多種處理單元，旨在協(xié)同去除煙氣中的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等多種污染物。

2、目前廣泛應(yīng)用的煙氣處理系統(tǒng)，其各級處理單元，例如脫硝單元、除塵單元、脫硫單元等，通常采用相對獨(dú)立的控制模式。這意味著各單元的運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)主要依賴于自身的出口煙氣監(jiān)測數(shù)據(jù)或預(yù)設(shè)的經(jīng)驗(yàn)值，單元之間缺乏有效的聯(lián)動和協(xié)同。在生產(chǎn)工況相對穩(wěn)定的情況下，這種獨(dú)立控制模式尚能維持一定的處理效果。但在玻璃配方頻繁切換的生產(chǎn)模式下，其弊端就暴露無遺。

3、當(dāng)上游窯爐快速切換玻璃配方時(shí)，煙氣成分和濃度會迅速且大幅度波動，這種突變性擾動傳遞至下游煙氣處理系統(tǒng)入口端，導(dǎo)致各處理單元的入口煙氣特性頻繁變化。由于各單元控制的獨(dú)立性，下游的煙氣處理單元難以快速響應(yīng)上游煙氣成分的劇烈波動，運(yùn)行參數(shù)調(diào)整往往滯后于煙氣變化，導(dǎo)致系統(tǒng)整體處理效率下降，甚至出現(xiàn)短時(shí)超標(biāo)排放的情況。

4、為了應(yīng)對煙氣波動，維持排放達(dá)標(biāo)，操作人員不得不投入大量精力，頻繁手動調(diào)整各級處理單元的運(yùn)行參數(shù)。這種人工干預(yù)的方式不僅操作繁瑣、勞動強(qiáng)度大，且調(diào)整的及時(shí)性和精確性難以保證，容易造成能源浪費(fèi)和二次污染。更重要的是，在煙氣成分快速波動的工況下，獨(dú)立的控制模式難以實(shí)現(xiàn)多級處理單元間的協(xié)同優(yōu)化，無法充分發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的處理潛力，難以兼顧快速響應(yīng)性和穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的雙重目標(biāo)。

5、現(xiàn)有技術(shù)存在以下主要缺陷：各處理單元采用獨(dú)立控制模式，缺乏有效的聯(lián)動和協(xié)同；下游的煙氣處理單元難以快速響應(yīng)上游煙氣成分的劇烈波動；人工干預(yù)調(diào)整方式操作繁瑣、精確性低，易造成能源浪費(fèi)；難以實(shí)現(xiàn)多級處理單元間的協(xié)同優(yōu)化，無法充分發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的處理潛力；難以兼顧快速響應(yīng)性和穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的雙重目標(biāo)。

6、針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)亟需改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種玻璃窯爐煙氣處理方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，具有能夠快速響應(yīng)煙氣成分變化、實(shí)現(xiàn)多級處理單元協(xié)同優(yōu)化、提高整體處理效率的優(yōu)點(diǎn)。

2、本技術(shù)提供了一種玻璃窯爐煙氣處理方法，技術(shù)方案如下：

3、該方法的步驟包括：

4、獲取生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)的玻璃配方信息；

5、根據(jù)玻璃配方信息，基于玻璃配方成分與煙氣中污染物濃度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系預(yù)測配方切換后煙氣成分變化趨勢；

6、根據(jù)預(yù)測配方切換后煙氣成分變化趨勢以及各級煙氣處理單元的工藝特性與運(yùn)行參數(shù)閾值，計(jì)算并設(shè)定各級處理單元的目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)；

7、獲取各級煙氣處理單元的煙氣成分在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；

8、根據(jù)煙氣成分在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及預(yù)測配方切換后煙氣成分變化趨勢計(jì)算實(shí)際煙氣成分與預(yù)測煙氣成分的成分偏差；

9、根據(jù)目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)以及實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)計(jì)算參數(shù)偏差；

10、根據(jù)成分偏差和參數(shù)偏差，修正下游的煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值。

11、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了，基于玻璃配方成分與煙氣中污染物濃度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系預(yù)測配方切換后煙氣成分變化趨勢的步驟包括：

12、建立玻璃配方成分向量與煙氣成分濃度向量間的多項(xiàng)式回歸模型，模型函數(shù)形式如下：cj?=?f_j(r)?=?∑_{i=1}^{n}?a_{ji}?*?ri?+?∑_{i=1}^{n}?∑_{k=1}^{n}?b_{jik}?*?ri?*?rk?+?d_j，其中，cj為第j種煙氣成分的預(yù)測濃度，r?=?[r1,?r2,?...,?rn]為玻璃配方成分向量，ri代表第i種配方成分的比例，a_{ji}為線性回歸系數(shù)，b_{jik}為二次項(xiàng)回歸系數(shù)，表示第i種和第k種配方成分交互作用對第j種煙氣成分濃度的影響，d_j為偏置項(xiàng)；

13、將生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)的玻璃配方信息轉(zhuǎn)化為玻璃配方成分向量r；

14、將玻璃配方成分向量r代入多項(xiàng)式回歸模型，計(jì)算得到煙氣成分濃度向量，作為配方切換后煙氣成分變化趨勢的預(yù)測結(jié)果。

15、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了，所述根據(jù)預(yù)測配方切換后煙氣成分變化趨勢以及各級煙氣處理單元的工藝特性與運(yùn)行參數(shù)閾值，計(jì)算并設(shè)定各級處理單元的目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)的步驟包括：

16、獲取各級煙氣處理單元在不同煙氣成分下的污染物去除效率曲線，以及各級煙氣處理單元運(yùn)行參數(shù)與污染物去除效率之間的關(guān)系；

17、基于預(yù)測的配方切換后煙氣成分變化趨勢，結(jié)合各級煙氣處理單元的污染物去除效率曲線，計(jì)算各級煙氣處理單元在不同運(yùn)行參數(shù)下的預(yù)期污染物去除量；

18、根據(jù)各級煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)閾值，確定各級煙氣處理單元運(yùn)行參數(shù)的上下限約束；

19、以最小化總能耗為目標(biāo)，同時(shí)滿足各污染物排放濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)，以及各單元運(yùn)行參數(shù)的上下限約束，計(jì)算得到各級煙氣處理單元的目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)。

20、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了，所述以最小化總能耗為目標(biāo)，同時(shí)滿足各污染物排放濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)，以及各單元運(yùn)行參數(shù)的上下限約束，計(jì)算得到各級煙氣處理單元的目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)的步驟包括：

21、構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)為總能耗最小化的多目標(biāo)優(yōu)化模型，目標(biāo)函數(shù)表示為：min?∑_{i=1}^{m}?p_i(u_i)，其中，p_i(u_i)為第i個(gè)煙氣處理單元的能耗函數(shù)，u_i為第i個(gè)煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)，m為煙氣處理單元的數(shù)量；

22、設(shè)置污染物排放濃度約束，表示為：g_j(u_1,?u_2,?...,?u_m)?≤?c_j，其中，g_j(u_1,?u_2,?...,?u_m)為第j種污染物的排放濃度函數(shù)，c_j為第j種污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)；

23、確定各煙氣處理單元運(yùn)行參數(shù)的上下限約束，表示為：u_{i,min}?≤?u_i?≤?u_{i,max}，其中，u_{i,min}和u_{i,max}分別為第i個(gè)煙氣處理單元運(yùn)行參數(shù)的下限和上限；

24、迭代求解所述多目標(biāo)優(yōu)化模型，在每次迭代中，計(jì)算目標(biāo)函數(shù)和約束條件的梯度，更新各煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)，直至滿足收斂條件，得到各級煙氣處理單元的目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)。

25、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了，所述根據(jù)成分偏差和參數(shù)偏差，修正下游的煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值的步驟包括：

26、獲取控制目標(biāo)類型以及對應(yīng)的控制目標(biāo)優(yōu)先級，所述控制目標(biāo)類型至少包括污染物去除效率、能耗、設(shè)備壽命中的一種；

27、根據(jù)控制目標(biāo)優(yōu)先級，確定污染物去除效率偏差的第一權(quán)重、能耗偏差的第二權(quán)重、設(shè)備壽命偏差的第三權(quán)重；

28、根據(jù)實(shí)際煙氣成分與預(yù)測煙氣成分的偏差，計(jì)算污染物去除效率偏差，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)的偏差，計(jì)算能耗偏差、設(shè)備壽命偏差；

29、基于第一權(quán)重、第二權(quán)重、第三權(quán)重、污染物去除效率偏差、能耗偏差、設(shè)備壽命偏差計(jì)算下游各級煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)修正量；

30、將運(yùn)行參數(shù)修正量疊加至各級煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值，得到修正后的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值。

31、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了，所述根據(jù)成分偏差和參數(shù)偏差，修正下游的煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值的步驟包括：

32、定義滾動優(yōu)化窗口長度，表示從當(dāng)前時(shí)刻開始需要預(yù)測和優(yōu)化的未來時(shí)間步數(shù)；

33、在每一控制時(shí)刻，執(zhí)行以下步驟：

34、獲取由滾動優(yōu)化窗口長度所定義的未來k個(gè)時(shí)刻的煙氣成分變化趨勢預(yù)測數(shù)據(jù)及處理單元動態(tài)響應(yīng)特性參數(shù)；

35、基于所述成分偏差、參數(shù)偏差、煙氣成分變化趨勢預(yù)測數(shù)據(jù)及處理單元動態(tài)響應(yīng)特性參數(shù)，建立滾動優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)包括運(yùn)行參數(shù)修正量增量的二次型項(xiàng)、污染物去除效率偏差的二次型項(xiàng)、能耗偏差的二次型項(xiàng)，并添加各級煙氣處理單元運(yùn)行參數(shù)變化速率約束及修正量上下限約束；

36、求解所述滾動優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，獲得當(dāng)前時(shí)刻至未來k-1時(shí)刻的運(yùn)行參數(shù)修正量增量的最優(yōu)序列；

37、提取所述最優(yōu)序列中當(dāng)前時(shí)刻對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)修正量增量，疊加至下游煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值，更新運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值。

38、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了，所述提取所述最優(yōu)序列中當(dāng)前時(shí)刻對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)修正量增量，疊加至下游煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值，更新運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值的步驟包括：

39、判斷當(dāng)前時(shí)刻是否為滾動優(yōu)化窗口的最后一個(gè)時(shí)刻；

40、若當(dāng)前時(shí)刻不是滾動優(yōu)化窗口的最后一個(gè)時(shí)刻，則從所述最優(yōu)序列中提取當(dāng)前時(shí)刻對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)修正量增量，并將該運(yùn)行參數(shù)修正量增量與預(yù)設(shè)的松弛因子相乘，得到調(diào)整后的運(yùn)行參數(shù)修正量增量；

41、將調(diào)整后的運(yùn)行參數(shù)修正量增量疊加至下游煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值，得到更新后的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值，以用于下一控制時(shí)刻的煙氣處理。

42、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了一種玻璃窯爐煙氣處理裝置，用于玻璃配方切換工況下的煙氣處理，該裝置包括：

43、第一獲取模塊，用于獲取生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)的玻璃配方信息；

44、第一預(yù)測模塊，用于根據(jù)玻璃配方信息，基于玻璃配方成分與煙氣中污染物濃度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系預(yù)測配方切換后煙氣成分變化趨勢；

45、第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)測配方切換后煙氣成分變化趨勢以及各級煙氣處理單元的工藝特性與運(yùn)行參數(shù)閾值，計(jì)算并設(shè)定各級處理單元的目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)；

46、第二獲取模塊，用于獲取各級煙氣處理單元的煙氣成分在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；

47、第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)煙氣成分在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及預(yù)測配方切換后煙氣成分變化趨勢計(jì)算實(shí)際煙氣成分與預(yù)測煙氣成分的成分偏差；

48、第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)以及實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)計(jì)算參數(shù)偏差；

49、第一修正模塊，用于根據(jù)成分偏差和參數(shù)偏差，修正下游的煙氣處理單元的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值。

50、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了一種電子設(shè)備，包括處理器以及存儲器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)可讀取指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀取指令由所述處理器執(zhí)行時(shí)，運(yùn)行上述方法中的步驟。

51、進(jìn)一步地，本技術(shù)還提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)運(yùn)行上述方法中的步驟。

52、由上可知，本技術(shù)提供的一種玻璃窯爐煙氣處理方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，通過獲取玻璃配方信息，預(yù)測煙氣成分變化趨勢，計(jì)算目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)修正運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對煙氣成分變化的快速響應(yīng)和多級處理單元的協(xié)同優(yōu)化，具有能夠快速響應(yīng)煙氣成分變化、實(shí)現(xiàn)多級處理單元協(xié)同優(yōu)化、提高整體處理效率的優(yōu)點(diǎn)。