基于數據驅動的水泥熟料燒成系統能耗優化

丁孝華，黃 堃，楊 文

(國電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京 211106)

0 引 言

目前，我國水泥總產量已接近峰值，位居全球首位，但在能源消耗方面還具有較大潛力[1]，存量調整、結構優化、產能利用率提高等趨勢明顯。隨著分散控制系統(distributed control system,DCS)在水泥企業的廣泛應用[2]，實現了對水泥生產過程的實時控制及數據采集、處理和存儲。因此通過研究建立水泥燒成系統的能耗模型，并對其關鍵參數進行優化，對減少電能消耗，提高水泥生產過程的節能和效率具有重要意義。

水泥熟料燒成系統涉及眾多環節與設備，是一個多工序相互耦合的系統，具有結構復雜、非線性、強耦合性、變量眾多等特點，國內外研究人員對其能耗模型的建立和優化進行了大量研究。文獻[3]通過物理原理得到熟料冷卻劑參數和能耗之間的模型，但若擴大到整個燒成系統，其復雜性和耦合性會使物理建模可行性不高。文獻[4]采用改進的多元非線性數學模型建立了水泥電耗預測模型，但面對變量更多的情況時，計算量大且過程繁瑣，不夠靈活。文獻[5]運用了e-p分析法建立能耗模型，但僅能了解水泥生產過程能耗的分布，確定影響水泥綜合能耗的關鍵工序，并不能為參數優化提供幫助。文獻[6]采用多元自適應樣條(Mars)建模，但其對比神經網絡方法來說，模型不夠精準。

綜上，現有的建模方法可分為基于機理和基于數據2類，前者具有很強的模型解釋能力，但在模型假設條件過多時建模過程復雜；……