[发明专利]基于改进粒子群算法的马蹄焰玻璃窑能效优化方法、系统

权利要求书

1.一种基于改进粒子群算法的马蹄焰玻璃窑能效优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，采集马蹄焰玻璃窑的生产数据，建立基于澄清质量约束的能耗模型，并利用基于澄清质量约束的能耗模型将质量等级映射成为量化的澄清因子；

步骤B，将收敛因子Δ和群体适应度方差σ²作为评价指标，来评判粒子群体的进化状态，对粒子群算法进行改进；

步骤C，将改进后的粒子群算法结合乘子罚函数约束处理方法，应用于澄清质量约束下的能耗模型中，得到保证玻璃熔制质量情况下的能耗最优解；

基于澄清质量约束的能耗模型建立过程为：

步骤A1，采集马蹄焰玻璃窑的生产数据，利用反向平衡分析方法得到池窑热效率模型：

其中，T_arch为碹顶温度，α为空气过剩系数，x为燃料流量，f为辐射部位孔口面积，Φ为辐射部位门孔系数，C_t为辐射部位比热，为燃料的低位发热值，t_fire为燃料预热的温度，C_fire为将燃料预热到t_fire时的平均比热，t_a为助燃空气的预热温度，C_a为助燃空气预热到t_a时的比热容，t_smoke为压缩空气的预热温度，V_smoke为压缩空气的体积，C_smoke为压缩空气预热到t_smoke时的比热容，h_eject为排烟焓值，λ为导热系数，δ为砖材厚度，F为散热面积，L为助燃空气量，h_k为冷却空气焓值；

步骤A2，将生产流的停留时间t_glass和气泡逸出所需要时间t_bubble的比值作为澄清因子RF，则

其中，ρ_l为玻璃熔体的密度，ρ_b为气泡中气体的密度，μ为气泡的粘滞系数，r为气泡半径，l_ab为澄清区的高度，l_bc为澄清区域的长度，b为池窑的宽度，n为气体的物质的量，为温度为t₀时候燃烧产物的比热容；

步骤A3，将池窑热效率模型η(T_arch,α,x)和澄清因子RF作为目标函数，从而得到基于澄清质量约束的能耗模型为

将质量等级映射成为量化的澄清因子为：

步骤A4，将质量等级分为A、B、C、D和E总共五个等级，每个等级都有对气泡最大直径的工艺要求：等级A为不允许有气泡，等级B为最大气泡直径不大于0.1mm，等级C为最大气泡直径不大于0.2mm，等级D为最大气泡直径不大于0.5mm，等级E为最大气泡直径不大于1.0mm；

步骤A5，设温度梯度为定值k，则通过气泡半径r与澄清因子RF之间的关系,将质量等级映射成为量化的澄清因子，得到：

步骤A6，将步骤A5的质量等级增加到基于澄清质量约束的能耗模型，即：

max η(T_arch,α,x)

s.t.RF(T_arch,α,x)