APMP高濃打漿過程建模與優(yōu)化研究.pdf

1、APMP高濃打漿過程存在大量擾動，會引起成漿質(zhì)量波動，因此有必要對打漿過程實施自動控制。但是表征成漿質(zhì)量的指標—打漿度和濕重無法在線檢測，只能離線測量，無法實現(xiàn)閉環(huán)控制，因此需要建立反映打漿度、濕重變化的軟測量模型，用軟測量模型估計打漿度、濕重的變化，并作為控制系統(tǒng)的反饋信號，完成對成漿質(zhì)量的控制。打漿過程控制不僅要求在干擾作用下對重要工藝參數(shù)控制平穩(wěn)、快速和準確，而且要求在整套裝置甚至整條生產(chǎn)線范圍內(nèi)實現(xiàn)過程優(yōu)化，以降低能源和原材料消

2、耗，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，使企業(yè)總體經(jīng)濟效益達到最優(yōu)。打漿過程是整個制漿過程中能量消耗最大的環(huán)節(jié)，打漿過程的能耗是衡量打漿效率和打漿成本的重要經(jīng)濟技術(shù)指標。影響打漿質(zhì)量和打漿成本的因素很多，高濃打漿過程工藝參數(shù)的設(shè)定值一直憑借運行人員的生產(chǎn)經(jīng)驗進行設(shè)定，原有工藝參數(shù)的設(shè)定點不一定能保證整個裝置乃至整個條生產(chǎn)線的運行效益最優(yōu)，操作工況存在很大的優(yōu)化潛力，進行高濃打漿過程優(yōu)化對于提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。 基于以

3、上原因，文章以寧夏美利紙業(yè)10萬噸/年APMP生產(chǎn)線為背景，研究APMP高濃打漿過程建模與優(yōu)化問題，主要內(nèi)容包括以下幾方面： (1)綜述打漿過程機理模型和過程控制的發(fā)展現(xiàn)狀，指出開發(fā)打漿過程計算機控制系統(tǒng)所需解決的幾個主要問題及發(fā)展趨勢。 (2)研究高濃打漿過程的建模問題。采用兩步建模方法，第一步基于比邊緣負荷理論，建立以盤磨喂料螺旋轉(zhuǎn)速、盤磨稀釋水流量、打漿電流為輸入變量，比能量、比負荷為輸出變量的高濃打漿過程數(shù)學模型

4、；第二步基于該數(shù)學模型，建立打漿度和濕重的軟測量模型，采用最小二乘辨識法估計模型參數(shù)。 (3)研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高濃打漿過程打漿度和濕重軟測量中的應(yīng)用。建立一個以喂料螺旋轉(zhuǎn)速、盤磨稀釋水流量、打漿電流為輸入層，打漿度和濕重為輸出層，一個隱含層的三層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。采用DCS(distributedcontrolsystem集散控制系統(tǒng))中的過程數(shù)據(jù)和實驗室的化驗值組成訓練樣本，利用改進的BP算法對網(wǎng)絡(luò)進行訓練，得到打漿度和濕重軟測

5、量模型，以一些訓練中未采用的樣本檢驗網(wǎng)絡(luò)泛化能力。 (4)研究APMP高濃打漿過程操作工況優(yōu)化問題。在建立的過程穩(wěn)態(tài)模型的基礎(chǔ)之上，尋找一組合適的工藝參數(shù)的設(shè)定值，使生產(chǎn)質(zhì)量指標打漿度和濕重滿足工藝要求，同時產(chǎn)量最高、成本最小，即優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。建立一個由質(zhì)量偏差目標函數(shù)、產(chǎn)量目標函數(shù)和成本目標函數(shù)組成的多目標優(yōu)化模型。探討了該優(yōu)化模型的求解算法，采用多目標規(guī)劃方法構(gòu)造評價函數(shù)，把問題轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化問題，利用非線性規(guī)劃方法借