基于改进差分进化算法的炼焦配煤比优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及配煤领域，具体是一种基于改进差分进化算法的炼焦配煤比优化方 法。
【背景技术】
[0002] 在钢铁工业生产中，随着高炉大型化和喷吹技术的发展，对高炉焦炭质量的要求 也越来越严格，焦炭质量的好坏直接关系到高炉的顺行及其产品的质量。而炼焦所用原料 品种多，质量参差不齐，库存大小不同，且入炉煤所对应的焦炭的质量数据基本是在几天后 才能获得，明显存在滞后，单纯依靠焦炭质量数据的反馈来调整单种煤的配比构成，对于确 保焦炭质量稳定是十分不利的；另外，依靠配煤专家的经验粗放地确定配比，也不利于保证 炼焦成本最低化。因此，如何在充分利用现有资源的条件下，科学地制定配煤方案及优化配 煤比，保证在焦炭质量满足用户需求前提下生产效益最大化显得尤为重要。
[0003] 配煤比优化问题是典型的高维非线性规划问题，其约束条件大都是非线性的，求 解此类问题的关键是对非线性约束条件的处理及如何找到全局最优解。而传统的优化方法 都要求目标函数和约束条件是连续、可微的，容易陷入局部最优解，且其求解的优化问题规 模相对较小。差分进化算法是一种基于种群的启发式全局搜索技术，适于求解一些利用常 规的数学规划方法所无法求解的复杂环境中的优化问题。本专利技术运用基本差分进化算 法，并根据炼焦配煤的实际情况进行了改进，成功地解决了配煤比优化问题。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种改进差分进化算法与专家配煤经验 结合的配煤比优化方法，该方法具有稳定、可靠、适应性强的特点。
[0005] 本发明的技术方案是：基于改进差分进化算法的炼焦配煤比优化方法，按照如下 的步骤进行： 步骤一，建立以配煤成本和配煤的质量指标为约束条件，建立配煤成本为目标函数的 配煤比优化模型： 配煤成本
【主权项】
1.基于改进差分进化算法的炼焦配煤比优化方法，其特征在于按照如下的步骤进行： 步骤一，建立以配煤成本和配煤的质量指标为约束条件，建立配煤成本为目标函数的 配煤比优化模型： 配煤成2(1) B-m.
} 配煤中可用的单种配煤的配比之和为100%
(2) II为目然数表不第b种配煤，&表示第f种配煤成本价，A表示第f种配煤质量配比，f为自然数； 步骤二、配煤的质量指标包括抗碎强度J#、耐磨强度況反应性指数CM、反应后强 度CSR,每种指标都有上限和下限，包括抗碎强度上限Jf1、抗碎强度下限Jf2、耐磨强度上 限JV1、耐磨强度下限况2、反应性指数上限CRI1、反应性指数下限CM2、反应后强度上限 CSR1、反应后强度下限CSR2，建立焦煤的质量指标为目标函数的配煤比优化模型：
其中：A表示第f种配煤质量配比，f为自然数，表示第f种配煤所含挥发份， 表示第f种配煤煤胶质层厚度，气S表示第f种配煤粘结指数，表示第i种配煤灰 分； 步骤三、将公式（3)、（4)、（5)、（6)标准化处理为的形式后，构造如下约束违 反度函数：
(7) 步骤四、构造新的配煤比优化目标函数： 将以表达式（1)为目标函数、以表达式（2)、（3)、（4)、（5)、 (6) (7)作为约束条件的单目标配煤比约束优化问题转化为双目标无约束优化问题，变 换后的优化函数描述如下：
式中，/di》是配煤成本，/2?是约束违反度函数，<ak =0-74分别表示目标 的权重； 步骤五、采用差分进化算法与配煤专家经验相结合的方法对目标函数/(I)的最小值 进行迭代求解。
【专利摘要】本发明涉及配煤领域，具体是一种基于改进差分进化算法的炼焦配煤比优化方法。本方法结合炼焦配煤工艺的要求，根据单种煤和配合煤及配合煤和焦炭之间的非线性关系、各单种煤的质量指标建立了以配合煤及焦炭的质量为约束条件，配煤成本为目标函数的配煤比优化模型，并提出了一种改进的差分进化算法对该模型进行优化求解。本发明的方法可靠稳定、计算精度高、收敛速度快，有效地解决了炼焦配煤过程中现有的人工确定配比准确性不高的问题，可以在保证焦炭质量满足用户需求的同时最大化地降低配煤成本。
【IPC分类】G06F19-00, C10B57-04
【公开号】CN104699957
【申请号】CN201510067362
【发明人】赵小彦, 马灵锦, 李小龙, 吴波, 任建中
【申请人】山西太钢不锈钢股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月10日