一种煤化工间歇过程的管理方法、系统及计算机可读存储介质

本发明涉及煤化工与自动控制领域，尤其涉及一种煤化工间歇过程的管理方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、在煤化工生产应用过程中，涉及的多个反应步骤中包含的间歇过程存在工序多阶段、模态多并存的特殊情况，在配煤炼焦过程中，部分中间物与反应物的制备环节为间歇过程，间歇过程不同阶段的变化性较强，如果没有对间歇过程进行有效的监测和控制，必然会导致不同批次生产的反应物或中间物的质量不高，严重的情况下会导致生产安全事故的出现。由于间歇的监控具有较强的动态性，非线性的变化特点导致难以通过宏观监测手段对生产环节进行监测。

2、现有技术中，cn113420815a公开了一种半监督rsdae的非线性pls间歇过程监测方法，通过建立半监督鲁棒稀疏深度自编码网络rsdae从高维、含噪、稀疏数据集抽取低维数据特征，并构建pls模型精确预测间歇过程可能存在的隐患以及实际问题。再例如，cn109828552b公开了一种基于宽度学习系统的间歇过程故障监测与诊断方法，该技术手段通过自适应建立神经网络监测模型的方式，从在线和离线两个角度进行精确检测。上述技术方案无法解决多操作模态与批次内的质量控制问题，而且由于可调参数的多样性变化容易导致反应阶段评估不准确的问题产生。因此，现有技术有必要进一步改进。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种煤化工间歇过程的管理方法。该方法应用于第一反应物和第二反应物混合炼焦的间歇过程，通过对煤化工间歇过程进行有效划分，确定第一反应物和第二反应物在生产阶段的控制门限值，经过迭代优化更新相关参数，识别对应反应阶段内当前反应状态是否正常。进一步的，本发明还提供了一种用于实现煤化工间歇过程管理方法的系统及计算机可读存储介质。

2、本申请的发明目的通过以下技术手段实现：

3、一种煤化工间歇过程的管理方法，包括以下步骤：

4、步骤1：将第一反应物加入炭化室中，反应的间歇过程t1包含k1个子过程，在间歇过程t1中设置m个第一检查点；

5、步骤2：控制单元设定起始因子λ=1，设定起始时刻k=1，记录多个采样周期内第一传感器的第一参数f1，计算采样周期结束后的第一阈值β1；

6、步骤3：将第二反应物加入炭化室中，反应的间歇过程t2包括k2个过程，在间歇过程t2中设置n个第二检查点；

7、步骤4：控制单元记录炭化室内在第二检查点中第二传感器采集的第二参数f2，计算采样周期结束后的第二阈值β2；

8、步骤5：若满足β1≥λβ2，则进入步骤6，反之，存储单元更新k＇=k+△a，其中，△a为时刻更新迭代的步长，并返回步骤2；

9、步骤6：时刻k＇之前的间歇过程t1为非间歇期，该非间歇期内的统计量为us，时刻k＇之后的间歇过程t2为间歇期，该间歇期内的统计量为ud；

10、步骤7：若统计量us的最大值us(max)≤β1，且统计量ud的最大值ud(max) ≤β2，进入步骤8，反之，则指示器预警；

11、步骤8：第一反应物与第二反应物进入焦炉。

12、在本发明中，第一参数f1至少包括第一反应物的温度、氧气浓度。

13、在本发明中，第二参数f2至少包括第二反应物的炉门烟尘浓度、炉侧压力。

14、在本发明中，第一阈值β1与第二阈值β2分别是负载矩阵pt1(i,j)、负载矩阵pt2(i,j)主成分数量的卡方分布计算结果。

15、在本发明中，统计量us为各个第一检查点所得到的第一参数的集合为负载矩阵pt1(i,j)与负载矩阵pt2(i,j)之间的距离h1(d)，统计量ud为各个第二检查点所得到的第二参数的集合在负载矩阵pt2(i,j)与负载矩阵pt1(i,j)之间的距离h2(d)。

16、在本发明中，在k时刻之前的第一检查点下，负载矩阵pt1(i,j)与pt2(i,j)之间的距离h1(d)，，负载矩阵pt2(i,j)与pt1(i,j)之间的距离h2(d)，其中，t1与t2表示不同的第一检查点，t1,t2∈[1,k]。

17、一种用于实现煤化工间歇过程的管理方法的管理系统，包括：炭化室、控制单元、存储单元、第一传感器、第二传感器，指示器，焦炉，

18、炭化室用于将第一反应物与第二反应物的混合反应；

19、第一传感器根据第一检查点记录炭化室中反应过程的第一参数；

20、第二传感器根据第二检查点记录炭化室中反应过程的第二参数；

21、控制单元用于记录第一传感器与第二传感器采集的第一参数与第二参数；

22、存储单元记录有间歇过程的各个反应状态，能够修改起始因子λ、起始时刻k的参数值；

23、指示器为具有中断特性的定时电路组成，在触发时，发出提出音报警；

24、焦炉用于接收第一反应物与第二反应物。

25、实施本发明的煤化工间歇过程的管理方法、系统及计算机可读存储介质，具有以下有益效果：通过煤化工间歇过程中的两个反应阶段进行动态建模，优化传感器监测得到的参数信息，并根据参数的变化与操作过程寻找最佳的最优化的在线监测方法，减少了由于同一设备中第一反应物与第二反应物混合过程中在线监测中所存在的重复性较差的问题。此外，运用本发明所述的监控方法与系统，提高了不同生产批次之间的衔接性，侧面提高了配煤炼焦的生产效率。

技术特征：

1.一种煤化工间歇过程的管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的煤化工间歇过程的管理方法，其特征在于，第一参数f1至少包括第一反应物的温度、氧气浓度。

3.根据权利要求1所述的煤化工间歇过程的管理方法，其特征在于，第二参数f2至少包括第二反应物的炉门烟尘浓度、炉侧压力。

4.根据权利要求1所述的煤化工间歇过程的管理方法，其特征在于，第一阈值β1与第二阈值β2分别是负载矩阵pt1(i,j)、负载矩阵pt2(i,j)主成分数量的卡方分布计算结果。

5.根据权利要求1所述的煤化工间歇过程的管理方法，其特征在于，统计量us为各个第一检查点所得到的第一参数的集合为负载矩阵pt1(i,j)与负载矩阵pt2(i,j)之间的距离h1(d)，统计量ud为各个第二检查点所得到的第二参数的集合在负载矩阵pt2(i,j)与负载矩阵pt1(i,j)之间的距离h2(d)。

6.根据权利要求1所述的煤化工间歇过程的管理方法，其特征在于，在k时刻之前的第一检查点下，负载矩阵pt1(i,j)与pt2(i,j)之间的距离h1(d)，，负载矩阵pt2(i,j)与pt1(i,j)之间的距离h2(d)，其中，t1与t2表示不同的第一检查点，t1,t2∈[1,k]。

7.根据权利要求1所述的用于实现煤化工间歇过程的管理方法的管理系统，包括：炭化室、控制单元、存储单元、第一传感器、第二传感器，指示器，焦炉，

技术总结
本发明公开了一种煤化工间歇过程的管理方法、系统及计算机可读存储介质。通过对煤化工间歇过程进行有效划分，确定第一反应物和第二反应物在生产阶段的控制门限值，反应设备中传感器在多个采样点获取的参数作为变量，并经过迭代优化更新相关参数，识别对应反应阶段内当前反应状态是否正常，当非间歇期的统计量与间歇期的统计量均小于控制门限值的情况下，判定间歇过程正常，第一反应物与第二反应物进入焦炉，反之，则判定间歇过程异常，指示器预警。

技术研发人员：江敏,朱安楠,王仁贵,高瑞冰,谢朝鑫
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13