本發明涉及節能控制，具體涉及一種煙氣循環式窯爐節能方法及系統。

背景技術：

1、隨著工業制造向高效、低碳方向持續發展，窯爐在陶瓷、冶金、建材及化工等行業中的節能運行已成為關鍵研究方向之一。傳統的窯爐系統普遍存在熱能利用效率偏低、余熱管理粗放、熱氣調度缺乏智能調控機制等問題，特別是在多臺爐體并行運行的復雜工況下，煙氣余熱的動態協同利用仍面臨諸多挑戰。

2、現有熱氣回收技術大多依賴固定路徑、單向換熱或被動回收方式，未能實現對高溫煙氣的目標化、分階段、可控式調度，更缺乏根據各爐當前溫度狀態、工作階段和任務排程靈活調配熱源的能力。在復雜的生產流程中，不同窯爐因其所處工藝階段差異而具有不同的熱能需求，傳統方案無法動態響應這些異構需求，往往導致部分窯爐過熱、部分窯爐仍需額外能耗補熱，造成資源錯配與能源浪費。例如，工件放進沒有蓄熱的爐內，直接點火加熱。通常自然環境中，特別是冬季，工件與爐墻溫度較低，加熱到設定溫度需消耗大量能源。

3、此外，當前系統普遍缺乏智能化優化機制，不能根據可用熱源、爐體狀態與任務計劃進行整體性優化調度?，F有方法要么以規則控制為主，響應滯后、適應性弱；要么雖引入部分預測與控制模型，但無法處理多目標下的全局協調與實時調度問題，特別是涉及多個爐體間熱氣動態分配的問題時，容易陷入局部最優或冗余控制。

4、因此，亟需一種融合多爐實時工況感知、任務排程驅動、智能熱能分配及自適應控制能力的節能方法，能夠將各爐的可回收熱能視為全局資源進行統一優化，并通過算法模型實現跨爐協同預熱，從而提升整體熱效率、降低能源消耗，推動工業窯爐系統的智能化升級。

技術實現思路

1、為解決上述技術問題，提出了一種煙氣循環式窯爐節能方法，根據每個窯爐上的溫度傳感器，獲取每個窯爐的溫度數據；

2、通過對每個窯爐的工作數據進行分析，得到每個窯爐在工作階段中，單位時間窗口的可回收熱能；

3、根據窯爐的任務排程，以窯爐的預熱為目標，對熱能的循環策略進行數字模擬和策略尋優；

4、根據所述循環策略的尋優結果，生成循環控制指令；

5、利用控制指令，進行窯爐的閥門控制；

6、所述數字模擬和策略尋優包括：通過改進后的狼群算法，將單位循環氣量作為狼群個體，將處于預熱階段的窯爐作為目標對象，進行多目標的參數尋優，根據最優參數生成所述循環策略的尋優結果。

7、作為本發明所述的一種煙氣循環式窯爐節能方法的一種優選方案，其中：設置多臺窯爐，每臺窯爐上設有高溫煙氣排出管道、高溫煙氣引入管道、空氣引入管道和低溫煙氣排出管道，每個管道上都設有控制閥門；

8、每臺窯爐的高溫煙氣排出管道和高溫煙氣引入管道，分別與高溫循環煙道相連，實現窯爐之間的熱能交換；

9、每臺窯爐的低溫煙氣排出管道通過管道連通，利用引風機實現排氣。

10、作為本發明所述的一種煙氣循環式窯爐節能方法的一種優選方案，其中：所述工作數據包括：單位時間窗口內，窯爐的熱能供給、熱轉化率、窯爐的熱能需求、窯爐的出風量，以及窯爐的當前燒制階段；

11、其中，燒制階段包括：閑置階段、預熱階段、工作階段、降溫階段；

12、在預熱階段，窯爐通過將高溫煙氣排出管道的閥門關閉、高溫煙氣引入管道的閥門打開、低溫煙氣排出管道的閥門打開、空氣引入管道的閥門關閉，吸收熱能；

13、在工作階段，窯爐通過將高溫煙氣排出管道的閥門打開、高溫煙氣引入管道的閥門關閉、低溫煙氣排出管道的閥門關閉、空氣引入管道的閥門打開，釋放熱能；

14、在降溫階段，窯爐通過將高溫煙氣排出管道的閥門關閉、高溫煙氣引入管道的閥門關閉、低溫煙氣排出管道的閥門關閉、空氣引入管道的閥門打開，釋放熱能；

15、所述可回收熱能包括：在工作階段的窯爐中，單位時間窗口內，提供參與循環的熱能。

16、作為本發明所述的一種煙氣循環式窯爐節能方法的一種優選方案，其中：所述任務排程包括：獲取未執行的任務工單，并根據所述任務工單對處于閑置階段的窯爐進行任務分配；

17、所述任務工單包括：工單執行時間和執行內容；

18、設第i個處于閑置階段的窯爐，具有分配到的任務工單；當處于閑置階段的窯爐分配到任務工單時，窯爐進入預熱階段。

19、作為本發明所述的一種煙氣循環式窯爐節能方法的一種優選方案，其中：所述數字模擬還包括：設狼群在每經過一個處于工作階段的窯爐時，增加狼群個體；狼群按照高溫循環煙道運動，在每個所述目標對象處，狼群分出部分個體進行目標捕獲；在所述目標對象的溫度達到預熱的目標溫度時，目標捕獲成功；

20、每個目標對象僅包括兩個控制過程：未完成目標捕獲時的待優化參數，以及完成目標捕獲后的待優化參數；在目標捕獲成功后，狼群持續分出個體對捕獲成功的目標對象進行分食；

21、所述待優化參數為：高溫煙氣引入管道和低溫煙氣排出管道上，在單位時間窗口內，閥門處的進氣量和出氣量。

22、作為本發明所述的一種煙氣循環式窯爐節能方法的一種優選方案，其中：所述策略尋優包括：對每個窯爐的所述待優化參數進行更新，利用更新后的待優化參數，計算每個窯爐達到目標溫度的所需時間；所需時間的計算過程為：

23、步驟一：計算到達當前窯爐i時，狼群個體數量和狼群個體的體力；

24、將單位循環氣量的熱量作為所述狼群個體的體力；在經過每個工作階段的窯爐時，對每個狼群個體的熱能進行重置，計算為：循環氣體總熱能除以狼群個體總數；

25、步驟二：根據所述待優化參數，控制單位時間窗口內，狼群個體的進入量；根據狼群個體的進入量、狼群個體的體力、當前時刻窯爐內的溫度，匹配熱交換率；

26、步驟三：利用所述熱交換率、狼群個體的進入量、狼群個體的體力，計算單位時間窗口內獲取的熱能；

27、步驟四：根據步驟三的計算結果和當前時刻窯爐內的溫度，計算窯爐達到目標溫度的所需時間；

28、以所有窯爐達到目標溫度的所需時間之和的最小值作為目標函數，進行求解，得到優化后的參數。

29、作為本發明所述的一種煙氣循環式窯爐節能方法的一種優選方案，其中：所述循環控制指令包括：根據預訓練的函數關系，通過優化后的參數，對高溫煙氣引入管道和低溫煙氣排出管道上的閥門，匹配開合程度；

30、利用每個閥門上匹配到的開合程度，生成控制指令；

31、在所述工作數據發生更新時，對所述待優化參數重新計算，并根據重新計算的參數，生成更新后的控制指令；

32、其中，在重新計算時，所述待優化參數以重新計算前，優化后的參數為初始值進行參數更新。

33、一種煙氣循環式窯爐節能系統，應用上述的一種煙氣循環式窯爐節能方法，包括：

34、采集單元，根據每個窯爐上的溫度傳感器，獲取每個窯爐的溫度數據；

35、分析單元，通過對每個窯爐的工作數據進行分析，得到每個窯爐在工作階段中，單位時間窗口的可回收熱能；

36、計算單元，根據窯爐的任務排程，以待工作窯爐的預熱為目標，對熱能的循環策略進行數字模擬和策略尋優；

37、控制單元，根據所述循環策略的尋優結果，生成循環控制指令；利用控制指令，進行窯爐的閥門控制。

38、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現所述的一種煙氣循環式窯爐節能方法的步驟。

39、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現所述的一種煙氣循環式窯爐節能方法的步驟。

40、本發明的有益效果：通過構建基于可回收熱能動態調度的智能控制體系，實現了多臺窯爐間高溫煙氣的循環利用與協同預熱。相比傳統的熱氣回收方式，本發明引入改進后的狼群優化算法，將單位熱量抽象為個體，結合窯爐任務排程與溫度狀態，智能規劃熱能流向和供熱策略，從而顯著縮短預熱時間，提升熱效率。系統不僅實現了熱源的最優匹配，還具備自適應調節能力，可在工況變化或任務更新時實時調整控制指令，確保運行過程的穩定性與節能性。實踐中，該方法可有效降低能源消耗，提升熱能利用率，適用于多爐并行運行場景下的高效節能控制，具有良好的工程適用性與推廣價值。