【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于双膛炉，具体涉及一种基于改进生成式网络的双膛炉优化方法。
技术介绍
1、双膛炉广泛用于石灰生产，其工作原理主要基于两个主要炉膛的高温作用，实现石灰石的煅烧和产生活性石灰。在此过程中，优化操作条件和设备参数成为提高产出和减少能耗与排放的关键。
2、在现有的技术方案中，对双膛炉的优化主要集中在调整其内部的物理参数和操作条件。这些方案通过改进炉膛的设计参数，例如炉膛的尺寸、预热区和煅烧区的长度，以及操作条件如煅烧温度和炉内气流，来实现对石灰生产过程的优化。这些传统的优化方法虽然在一定程度上提高了石灰的活性度和减少了能耗，但它们往往忽略了一些潜在的、非线性的影响因素，导致优化效果有限，影响双膛炉运行效率的提高，能耗增加。
3、另一方面，随着数据科学和机器学习技术的发展，一些研究者开始探索数据驱动的双膛炉优化方法。这些方法侧重于收集和分析大量的实际运行数据，利用统计学和机器学习模型来揭示影响石灰活性度和环境排放的因素，从而实现对双膛炉的优化。这种方法的优势在于能够考虑多个因素的综合影响，但同时也面临数据质量和模型复杂性的挑战。
4、然而，在现有技术中，很少有研究涉及到使用生成式对抗网络(gan)对双膛炉进行优化。特别是，未见有相关技术文献描述通过生成式网络生成具有不同可调参数的子网络，并通过再次过滤来提高数据可信度的方法。此外，虽然一些现有技术考虑了环保因素，但很少有技术方案将环保代价与产出性能一同考虑，并结合复杂的网络架构如bp网络和rnn网络进行综合预测和分析。
5、现有技
6、其次，虽然一些数据驱动的优化方法能够考虑到多因素的综合影响，但这些方法通常面临着数据质量问题和模型复杂性问题。一方面，实际运行数据往往包含噪声和异常值，这些数据的质量直接影响到模型的准确性和可靠性。另一方面，构建复杂的机器学习模型需要大量的计算资源和技术专业知识，这在一定程度上限制了这些方法的普及和应用。
7、此外，现有的优化方法大多数没有充分考虑环保因素，缺乏对环保代价与产出性能之间平衡的全面分析和权衡。这导致了在实际应用中，为了追求产量和效率，往往牺牲了环境保护，造成了可持续发展的困难。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，目的是提高双膛炉的运行效率。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，包括步骤：
3、s1、双炉膛设计参数与结果输出数据表征；
4、s2、改进双膛炉生成式网络数据集架构构建；
5、s3、改进双膛炉产出性能及环保代价预测网络架构构建；
6、s4、基于改进生成式网络的双膛炉优化网络架构部署与应用。
7、所述步骤s1中，收集实际生产中的双膛炉运行数据，获取相关双膛炉的数据，并对收集到的数据进行预处理。
8、所述步骤s1中，需收集的双膛炉运行数据包括双炉膛设计参数和与之相关的结果输出数据，结果输出数据包括废烟温度、废烟粉尘含量、石灰活性度和残余的二氧化碳含量。
9、所述步骤s2包括：
10、s201、fpg算子双膛炉设计参数分级；
11、s202、双膛炉各分级参数生成架构；
12、s203、双膛炉分级特征生成参数判定。
13、所述步骤s201中，提出一种fpg算子，fpg表示如下：t1，t2，t3＝class(xi)，i＝1，2，3，...，9，θj＝concat(tj，x10，x11，x12，x13)，j＝1，2，3；其中，xi为设计特征，包括膛炉直径、预热带长度、煅烧带长度、冷却带长度、煅烧温度、环形通道直径、烟气管道直径、燃料热值及石灰石块度，膛炉直径、预热带长度、煅烧带长度、冷却带长度、煅烧温度、环形通道直径、烟气管道直径、燃料热值及石灰石块度分别对应着x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8，x9；class(xi)表示对设计特征按照可更改性特征进行分类，t1，t2，t3表示根据可更改性维度划分为三种类别对应值，x10，x11，x12，x13为对应膛炉设计参数的目标值即废烟温度、废烟粉尘含量、石灰活性度和残余的二氧化碳含量，concat(tj，x10，x11，x12，x13)表示为分类好的设计参数将其与对应双膛炉的设计目标值进行拼接形成一个信息的向量，θj为生成向量。
14、所述步骤s202中，通过gan1、gan2与gan3分别对固定特征、可更改但困难性特征以及可实时更改特征进行分支子网络生成，提出采用一种基于经济成本的双膛炉子网络生成公式，具体可表示为：
15、
16、num(gan2)＝2*num(gan3)；其中，num(gan1)、num(gan2)、num(gan3)分别代表着通过gan1、gan2与gan3分别对固定特征、可更改但困难性特征以及可实时更改特征生成的数量，cost(change(t1))，cost(change(t2))，cost(change(t3))表示在建造完成双膛炉后对固定特征、可更改但困难性特征以及可实时更改特征进行改造时所花费的平均经济成本。
17、所述步骤s203中，提出一种总体生成网络分支架构，利用总生成器gan4进行数据生成，将总生成器生成数据全部舍弃，保留其总体判定器功能，利用该总体判定器对所述步骤s202中子生成网络生成拼接后的设计向量进行判定，仅保留置信度超过0.9的设计参数作为后续网络分析可用的数据集参数。
18、所述步骤s3中，采用两个并行网络分别预测在每条设计参数的产出性能，包括石灰活性度和残余的二氧化碳含量以及环保代价废烟温度、废烟粉尘含量，其中采用bp网络对废烟温度以及废烟粉尘含量进行预测。
19、所述步骤s3中，网络架构具体可表示为全连接层9*512，512*1024，1024*2，最终输出值为废烟温度以及废烟粉尘含量并与该具体生成特征参数进行同时保留，此外该分支网络架构的损失值为mse损失。
20、本专利技术的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，采用的生成式对抗网络能够学习和模拟这些非线性关系，为参数调整和优化提供了更加准确和稳定的依据，在实际操作中能够更加准确地预测和控制双膛炉的运行状态，提高生产效率。
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1.基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，收集实际生产中的双膛炉运行数据，获取相关双膛炉的数据，并对收集到的数据进行预处理。
3.根据权利要求2所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，需收集的双膛炉运行数据包括双炉膛设计参数和与之相关的结果输出数据，结果输出数据包括废烟温度、废烟粉尘含量、石灰活性度和残余的二氧化碳含量。
4.根据权利要求1至3任一所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
5.根据权利要求4所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤S201中，提出一种FPG算子，FPG表示如下：t1，t2，t3＝class(xi)，i＝1，2，3，...，9，θj＝Concat(tj，x10，x11，x12，x13)，j＝1，2，3；其中，xi为设计特征，包括膛炉直径、预热带长度、煅烧带长度、冷却带长度、煅烧温度、环形通道直径、烟气管道直径、燃
6.根据权利要求4所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤S202中，通过GAN1、GAN2与GAN3分别对固定特征、可更改但困难性特征以及可实时更改特征进行分支子网络生成，提出采用一种基于经济成本的双膛炉子网络生成公式，具体可表示为：
7.根据权利要求4所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤S203中，提出一种总体生成网络分支架构，利用总生成器GAN4进行数据生成，将总生成器生成数据全部舍弃，保留其总体判定器功能，利用该总体判定器对所述步骤S202中子生成网络生成拼接后的设计向量进行判定，仅保留置信度超过0.9的设计参数作为后续网络分析可用的数据集参数。
8.根据权利要求1至7任一所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用两个并行网络分别预测在每条设计参数的产出性能，包括石灰活性度和残余的二氧化碳含量以及环保代价废烟温度、废烟粉尘含量，其中采用BP网络对废烟温度以及废烟粉尘含量进行预测。
9.根据权利要求8所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤S3中，网络架构具体可表示为全连接层9*512，512*1024，1024*2，最终输出值为废烟温度以及废烟粉尘含量并与该具体生成特征参数进行同时保留，此外该分支网络架构的损失值为MSE损失。
...【技术特征摘要】
1.基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤s1中，收集实际生产中的双膛炉运行数据，获取相关双膛炉的数据，并对收集到的数据进行预处理。
3.根据权利要求2所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤s1中，需收集的双膛炉运行数据包括双炉膛设计参数和与之相关的结果输出数据，结果输出数据包括废烟温度、废烟粉尘含量、石灰活性度和残余的二氧化碳含量。
4.根据权利要求1至3任一所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
5.根据权利要求4所述的基于改进生成式网络的双膛炉优化方法，其特征在于，所述步骤s201中，提出一种fpg算子，fpg表示如下：t1，t2，t3＝class(xi)，i＝1，2，3，...，9，θj＝concat(tj，x10，x11，x12，x13)，j＝1，2，3；其中，xi为设计特征，包括膛炉直径、预热带长度、煅烧带长度、冷却带长度、煅烧温度、环形通道直径、烟气管道直径、燃料热值及石灰石块度，膛炉直径、预热带长度、煅烧带长度、冷却带长度、煅烧温度、环形通道直径、烟气管道直径、燃料热值及石灰石块度分别对应着x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8，x9；class(xi)表示对设计特征按照可更改性特征进行分类，t1，t2，t3表示根据可更改性维度划分为三种类别对应值，x10，x11，x12，x13为对应膛炉设计参数的目标值即废烟温度、废烟粉尘含量、...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨光胜，刘建，汪志广，万邦华，刘小文，李文恺，
申请(专利权)人：新余钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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