一种通过监测氧化空气数值测算氧化率的方法及系统与流程

本发明属于氧化率检测，尤其涉及一种通过监测氧化空气数值测算氧化率的方法及系统。

背景技术：

1、氨法脱硫是工业生产常用的脱硫方法，通常以氨作为吸收剂与烟气中的so2反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵通过氧化生成稳定的硫酸铵，在这个过程中需要通过氧化率检测判断吸收剂产生的亚硫酸铵是否全部被氧化。

2、氧化率检测是工业生产中用于评估和控制化学反应过程的关键步骤，当前氧化率检测主要通过取样滴定的方式，这种方法虽然在一定程度上能够满足氧化率检测的需求，但存在以下缺点：

3、取样滴定法需要专业人员对生产过程中的氧化系统进行频繁取样，采样过程繁琐、操作复杂、劳动强度大、耗时且容易出错；而且由于取样滴定法需要一定的时间来完成样品的处理和分析，导致氧化率检测结果具有一定的滞后性，无法实时反映生产过程中的氧化状况；此外，取样滴定法需要使用大量的化学试剂，不仅增加了生产成本，还对环境造成一定的影响。

4、针对上述氧化率检测方法存在的劳动强度大、检测结果滞后和依赖化学滴定等问题，迫切需要研发一种新的测算氧化率的方法及系统。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种通过监测氧化空气数值测算氧化率的方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种通过监测氧化空气数值测算氧化率的方法，包括：

4、获取历史氧化数据，所述历史氧化数据包括历史氧化风进口氧含量、历史氧化风出口氧含量、历史氧化风量、历史吸收剂量、历史亚硫酸铵氧化率；

5、根据所述历史氧化数据通过对立搜索回归算法构建亚硫酸铵氧化率测算模型；

6、实时监测氧化风数据，所述氧化风数据包括氧化风进口氧含量、氧化风出口氧含量、氧化风量，根据所述氧化风数据和当前吸收剂量通过所述亚硫酸铵氧化率测算模型得到当前亚硫酸铵氧化率。

7、优选的，所述根据所述历史氧化数据通过对立搜索回归算法构建亚硫酸铵氧化率测算模型包括：

8、根据所述历史氧化数据构建氧化数据集；

9、根据所述氧化数据集通过随机划分得到氧化训练集和氧化测试集；

10、根据所述氧化训练集通过高维映射构建亚硫酸铵氧化率回归方程；

11、根据所述亚硫酸铵氧化率回归方程通过对立搜索优化得到亚硫酸铵氧化率测算模型。

12、优选的，所述根据所述氧化训练集通过高维映射构建亚硫酸铵氧化率回归方程包括：

13、根据所述氧化训练集建立氧化决策函数，所述氧化决策函数的数学表达式为：

14、，

15、其中，g(a)为氧化决策函数，r为氧化惯性因子，为氧化非线性映射函数，b为偏置，a为氧化输入特征向量；

16、根据所述氧化决策函数通过目标函数最大值构建氧化决策求解方程；

17、根据所述氧化决策求解方程通过径向基核函数得到亚硫酸铵氧化率回归方程。

18、优选的，所述根据所述氧化决策函数通过目标函数最大值构建氧化决策求解方程包括：

19、通过引入不敏感损失和松弛变量构建初始氧化决策求解方程；

20、所述初始氧化决策求解方程的约束条件表达式为：

21、，

22、，

23、，

24、其中，ai为第i个样本氧化特征向量，gi为亚硫酸铵氧化率真实值，为不敏感损失，α(ai)为第i个样本氧化特征向量的氧化非线性映射，和为松弛变量，b为偏置；

25、根据所述初始氧化决策求解方程通过拉格朗日函数转化得到氧化决策求解方程。

26、优选的，所述亚硫酸铵氧化率回归方程的数学表达式为：

27、，

28、，

29、，

30、其中，f(a)为亚硫酸铵氧化率回归方程，k(a,ai)为径向基核函数，为径向基核参数，为径向基核半径，a为氧化输入特征向量，ai为第i个样本氧化特征向量，xi和为拉格朗日算子，b为偏置。

31、优选的，所述根据所述亚硫酸铵氧化率回归方程通过对立搜索优化得到亚硫酸铵氧化率测算模型包括：

32、定义搜索代理数量；

33、随机初始化搜索代理参数设置，所述搜索代理参数包括惩罚因子值和核函数值；

34、预设初始搜索步长；

35、根据所述搜索代理通过对立学习策略生成反向搜索代理参数设置；

36、根据所述反向搜索代理参数设置通过适应度计算得到全局最优参数组合；

37、根据所述全局最优参数组合代入所述亚硫酸铵氧化率回归方程得到所述亚硫酸铵氧化率测算模型；

38、优选的，所述根据所述反向搜索代理参数设置通过适应度计算得到全局最优参数组合包括：

39、通过交叉验证计算每个搜索代理参数设置的适应度值；

40、当反向搜索代理参数的适应度值高于初始搜索代理参数的适应度值，则用反向搜索代理参数更新初始搜索代理参数；否则，保持初始搜索代理参数设置不变；

41、当迭代次数达到预设最大迭代次数时，终止搜索过程，得到全局最优参数组合，所述全局最优参数组合包括最优惩罚因子和最优核函数。

42、一种通过监测氧化空气数值测算氧化率的系统，应用上述的通过监测氧化空气数值测算氧化率的方法，包括亚硫酸铵氧化率数据采集模块、亚硫酸铵氧化率测算模型构建模块、氧化率实时测算模块、氧化率可视化模块；

43、所述亚硫酸铵氧化率数据采集模块用于收集监测仪表的氧化风进口氧含量、氧化风出口氧含量、氧化风量；

44、所述亚硫酸铵氧化率测算模型构建模块用于根据所述历史氧化数据通过对立搜索回归算法构建亚硫酸铵氧化率测算模型；

45、所述氧化率实时测算模块用于实时监测氧化风进口氧含量、氧化风出口氧含量、氧化风量以及当前的吸收剂量并通过所述亚硫酸铵氧化率测算模型输出亚硫酸铵氧化率测算值；

46、所述氧化率可视化模块用于显示实时监测数据和氧化率计算结果，便于操作人员了解生产状况。

47、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述通过监测氧化空气数值测算氧化率的方法。

48、一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行上述通过监测氧化空气数值测算氧化率的方法。

49、本发明的有益效果为：

50、（1）通过实时监测氧化风进出口的氧含量，通过亚硫酸铵氧化率测算模型建立氧含量与吸收剂量的对应关系，通过亚硫酸铵氧化率测算模型得到当前氧化率，减少了取样滴定法的繁琐操作，避免了化学滴定检测过程中的试剂消耗和环境污染，降低了劳动强度，提高了氧化率检测的准确性，通过连续监测氧化风进出口的氧含量，可以实时了解氧化过程的情况，有助于及时调整生产参数，优化生产流程，提高生产效率。

51、（2）通过对立搜索回归算法构建亚硫酸铵氧化率测算模型，采用对立搜索策略优化模型参数组合，迭代优化逐步逼近全局最优解，提高模型的稳定性和可靠性，提高氧化率预测的准确性，通过引入不敏感损失和松弛变量，有效地避免了模型复杂度过高导致的过拟合问题，使用径向基核函数可以处理非线性问题，使得模型能够适应更复杂的氧化过程。