[发明专利]气化工艺参数区间确定装置及方法

说明书

一种气化工艺参数区间的确定方法，包括如下步骤：以气化工艺参数区间作为设计目标，计算若干不同独立设计方案的不同设计目标的模糊权系数，依据所述模糊权系数对所述若干不同独立设计方案进行模糊聚类操作；将模糊聚类后得到的气化工艺参数区间进行抽样检验，利用预测模型得到相应的设计目标值，判断设计目标值是否符合设计要求；计算各类随机抽取的样本的设计目标值的平均值作为各类代表，对各类代表进行非支配模糊排序，排名第一的类代表所对应的设计目标区间即为设计结果。该方法中的非支配模糊排序法可以优选出符合设计者要求的最佳设计参数区间，解决了设计目标多样时，由各种设计方案之间难以统筹决策的问题。

技术领域

本发明涉及气化工艺设计领域，具体涉及一种气化工艺参数区间确定装置及方法。

背景技术

气化工艺设计用于指导气化装置的生产与运行，在装置生产过程中，受生产技术的限制，气化装置很难完全按照设计参数进行生产，同样的，在装置运行过程中，受外界因素和装置本身性能的影响，气化装置也很难按照设计参数精准地运行，因此，在气化工艺设计过程中，考虑设计余量很有必要。

对于气化工艺设计，设计变量和设计目标一般均为多个，其中对设计目标的描述往往是一个范围，如CO％不高于20％、产气热值不低于4000kJ/Nm³等，因此，满足设计目标的设计变量往往不止一组。常用的气化工艺设计方法，如经验法、试错法，均是通过假定不同的气化参数来寻找多组符合设计目标的设计变量，多组设计变量互相独立，且对应不同的设计目标值，选择哪组设计方案(包括设计变量和设计目标)是设计者必须面对的问题，同时，实际装置生产与运行的不确定性也给设计方案的选择带来很大的困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种气化工艺参数区间确定装置及方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一方面，提供了一种气化工艺参数区间确定方法，包括以下步骤：

步骤1：以气化工艺参数区间作为设计目标，计算若干不同独立设计方案的不同设计目标的模糊权系数，依据所述模糊权系数对所述若干不同独立设计方案进行模糊聚类操作；

步骤2：将模糊聚类后得到的气化工艺参数区间进行抽样检验，从设计变量区间中随机抽取10～100个样本，利用预测模型得到相应的设计目标值，判断设计目标值是否符合设计要求；

步骤3：计算各类随机抽取的样本的设计目标值的平均值作为各类代表，对各类代表进行非支配模糊排序，排名第一的类代表所对应的设计目标区间即为设计结果，包含设计变量区间和对应的设计目标预测区间。

其中，步骤1中所包含的具体步骤如下：

将所述模糊权系数和设计变量权系数代入欧氏距离公式中，利用所述欧式距离公式计算不同的设计方案的“距离”来进行聚类操作，并计算聚类过程最后5步的PSF值，选择PSF值最大的一组聚类结果。

其中，所述模糊权系数的计算过程如下：

定义偏好关系，其中，“≈”代表设计目标1与设计目标2同等重要，“＜”代表设计目标1不如没计目标2重要，“＜＜”代表设计目标1远不如设计目标2重要；

建立一个m×m的矩阵R，并确定下列等价关系式：

其中，c_i、c_j为设计目标，m为设计目标数量，α+β＝γ+δ＝1且0＜α＜γ＜δ＜β＜1，矩阵R的主对角线均为0.5；

对于每一个c_i∈C，计算规范化后的模糊目标权系数的公式如下：