一种竖炉燃烧的能源效率控制方法及系统与流程

本发明涉及竖炉燃烧控制，尤其涉及一种竖炉燃烧的能源效率控制方法及系统。

背景技术：

1、随着工业自动化和能源管理需求的不断提升，竖炉作为一种常见的高温工业设备，其燃烧效率和能源利用率对于整体生产效率和能源消耗具有重要影响，竖炉燃烧的效率直接影响到能源成本和生产稳定性，因此，如何实现精准、高效的能源管理，成为了现代工业生产中的一个关键技术挑战，当前，竖炉的燃烧过程主要依赖传统的温度、压力等物理量进行监控和调节，然而这些监控方式往往无法实时、全面地反映燃烧状态，且对能源效率的调节较为滞后。

2、尽管现有的控制技术已经能够通过物理量的反馈进行一定程度的燃烧调节，但在实际应用中，这些方法往往忽略了燃烧过程中的声学特征，导致无法准确捕捉燃烧状态的细微变化，从而在复杂工况下难以及时发现异常燃烧现象，进而影响燃烧效率和能源利用率。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种竖炉燃烧的能源效率控制方法及系统，可有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种竖炉燃烧的能源效率控制方法，所述方法包括：

4、采集竖炉腔体的燃烧噪声，根据所述燃烧噪声提取燃烧声纹特征，并根据所述燃烧声纹特征识别燃烧状态；

5、根据所述燃烧状态设置分级预警系统，所述分级预警系统根据所述燃烧状态的识别结果进行异常管理，获取燃烧预警结果，并根据所述燃烧预警结果动态调整燃料流量值；

6、建立自适应余热调节中心，根据所述燃烧预警结果动态调节余热分配策略。

7、进一步地，根据所述燃烧噪声提取燃烧声纹特征，包括：

8、采用滤波器对所述燃烧噪声进行去噪处理，获取音频预处理信号；

9、对所述音频预处理信号进行时间窗口切分，获取若干时间帧，对若干所述时间帧分别进行幅频转化，获取燃噪频谱；

10、采用滤波器组对所述燃噪频谱进行加权，获取燃噪频谱特征；

11、对所述燃噪频谱特征进行对数变换，并对变换后的所述燃噪频谱特征进行倒谱域转化，获取燃烧声纹特征。

12、进一步地，根据所述燃烧声纹特征识别燃烧状态，包括：

13、采集历史燃噪信号，构建训练样本集，所述历史燃噪信号包含正常燃烧信号与异常燃烧信号；

14、根据所述历史燃噪信号的信号特征结合超参数调优算法确定核函数类型与惩罚因子，获取预识别模型，所述核函数用于确定区分燃烧状态的边界，所述惩罚因子用于处理模型训练时的偏差；

15、采用所述训练样本集对所述预识别模型进行训练，获取燃烧状态识别模型，根据所述燃烧状态对所述燃烧声纹特征进行识别，获取燃烧状态。

16、进一步地，根据所述燃烧状态设置分级预警系统，包括：

17、根据所述燃烧状态识别模型输出燃烧状态识别结果，并计算置信分数；

18、获取历史燃烧数据，根据所述历史燃烧数据设置燃烧趋势变化标准；

19、对所述置信分数与所述燃烧趋势变化标准分别分配权重，并获取最终预警值；

20、根据所述最终预警值设置分级预警。

21、进一步地，计算置信分数，包括：

22、根据所述历史燃噪信号获取燃烧状态区分条件，并设置初始决策边界；

23、根据支持向量机算法设置边界约束条件，根据所述边界约束条件采用数学方法对所述初始决策边界进行优化，获取执行决策边界；

24、计算每个燃噪信号点到所述执行决策边界的距离，所述距离表示为每个所述燃噪信号点的置信分数。

25、进一步地，根据所述历史燃噪信号的信号特征结合超参数调优算法确定核函数类型与惩罚因子，包括：

26、根据所述历史燃噪信号提取燃噪数据特征；

27、根据所述燃噪数据特征设定核函数候选集，采用训练样本集对所述核函数候选集中的若干核函数分别进行模拟训练，基于训练结果选取核函数；

28、根据所述历史燃烧噪声信号设置初始惩罚因子候选值，采用网格搜索法将所述初始惩罚因子候选值进行交叉组合，并采用所述训练样本集分别进行模拟训练，确定惩罚因子。

29、进一步地，根据燃烧预警结果动态调整燃料流量值，包括：

30、根据所述燃烧预警结果记录异常燃烧时间，并获取对应置信得分，根据所述异常燃烧时间与所述置信得分计算获取热效率损失值；

31、将所述热效率损失值反馈至燃料供应系统，所述燃料供应系统基于所述热效率损失值对燃料流量值进行控制。

32、进一步地，根据所述燃烧预警结果动态调节余热分配策略，包括：

33、基于所述分级预警系统建立联控通道，并对竖炉腔体的所述燃烧状态进行实时监测，获取实时监测结果；

34、当燃烧状态异常时，根据所述实时监测结果提取溢出热量，并协同控制余热分配系统对所述溢出热量进行导出；

35、当所述燃烧状态恢复时，对余热基于预设分配策略进行调度。

36、一种竖炉燃烧的能源效率控制系统，所述系统包括：

37、燃噪状态识别模块，采集竖炉腔体的燃烧噪声，根据所述燃烧噪声提取燃烧声纹特征，并根据所述燃烧声纹特征识别燃烧状态；

38、分级预警调节模块，根据所述燃烧状态设置分级预警系统，所述分级预警系统根据所述燃烧状态的识别结果进行异常管理，获取燃烧预警结果，并根据所述燃烧预警结果动态调整燃料流量值；

39、余热调节分配模块，建立自适应余热调节中心，根据所述燃烧预警结果动态调节余热分配策略。

40、进一步地，所述燃噪状态识别模块包括：

41、燃噪消噪处理单元，采用滤波器对所述燃烧噪声进行去噪处理，获取音频预处理信号；

42、燃噪频谱获取单元，对所述音频预处理信号进行时间窗口切分，获取若干时间帧，对若干所述时间帧分别进行幅频转化，获取燃噪频谱；

43、频谱加权特征提取单元，采用滤波器组对所述燃噪频谱进行加权，获取燃噪频谱特征；

44、燃烧声纹获取单元，对所述燃噪频谱特征进行对数变换，并对变换后的所述燃噪频谱特征进行倒谱域转化，获取燃烧声纹特征。

45、通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

46、本发明有效解决了传统监控方式难以及时捕捉燃烧状态细微变化、易错过异常燃烧早期信号的问题，通过采集燃烧噪声并提取燃烧声纹特征，动态监测燃烧状态并实现精准识别，通过分级预警系统和燃料流量的动态调整，显著提升了燃烧过程的能源效率，减少了因燃烧异常导致的能源浪费和设备故障。

47、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。