[发明专利]一种基于碳核算的细纱工序工艺参数优化方法

说明书

本发明公开了一种基于碳核算的细纱工序工艺参数优化方法，涉及细纱生产过程节能减排及质量控制领域，所述方法包括：首先选取了影响细纱工序碳排放和成纱质量的工艺参数指标，并根据变异系数法提取评价成纱质量的关键质量指标，进而构建了细纱工序能耗与成纱质量关系模型。根据细纱生产流程建立生产过程的目标碳足迹核算函数；根据所述目标碳足迹核算函数确定影响所述碳足迹以及所提取的评价质量的关键指标；基于预设的数学软件、基于“信噪比+熵权法”的灰色关联分析法，对碳排放及评价质量的关键指标进行融合，得到目标综合指标。本发明实现了细纱生产过程中降低生产能耗，减少碳排放量，同时提高细纱成纱质量的目标。

技术领域

本发明涉及优化方法，具体涉及一种基于碳核算的细纱工序工艺参数优化方法。

背景技术

目前，细纱车间是纺纱厂用电最多的车间，其装机容量约占纺纱厂总装机容量的60%。在目前绿色制造大背景下，如何降低细纱过程尤其是细纱机的能耗，一直是纺纱厂探讨的重要课题。然而，细纱机是纺纱工程的关键设备，其机械运行状态、牵伸专件器材动作、上机工艺参数等直接影响着细纱工序成纱质量的波动，而且，细纱机更是高耗能设备，其包括的牵伸、加捻以及卷绕等装置均是高耗能单元，约占细纱机电耗的80%。其碳排放的高低直接决定纺纱的碳排放。因此，为此，在其他条件不变情况下，能否通过配置合适的工艺参数，如锭子速度、后区牵伸倍数、前罗拉速度等，达到降低细纱工序碳排放的同时提高细纱质量的目的，是一个亟待解决的问题。通过文献回顾发现：现有研究主要从生命周期理论、投入产出理论以及电机控制系统等角度入手，探讨了细纱工序的节能减排方法，解决了生产工艺中的节能降耗问题。但问题是，在降低细纱工序碳排放的同时提高成纱质量方面的研究甚少。为此，在绿色制造理念下，充分考虑绿色低碳生产，以细纱工序高能耗问题为切入点，以灰色关联分析理论为基础，以降低细纱碳排放并提升成纱质量为目的，系统研究最小化碳排放的细纱工序工艺优化方法，以实现降低生产能耗的同时提高成纱质量，为棉纺企业降低细纱工序的碳排放和成纱质量控制提供理论依据。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于碳核算的细纱工序工艺参数优化方法。克服了由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。

本发明采用的技术方案是：一种基于碳核算的细纱工序工艺参数优化方法，包括：根据对细纱碳排放量及成纱质量的影响选取了工艺参数指标，并根据变异系数法提取了评价成纱质量的关键质量指标；根据细纱生产制造过程建立生产过程的目标碳足迹核算函数；根据所述目标碳足迹核算函数确定影响所述碳足迹以及所提取的评价质量的关键指标；基于预设的数学软件、基于信噪比及熵权法的灰色关联分析法，对碳排放及评价质量的关键指标进行融合，得到目标综合指标；基于Design-Expert.8.05b软件、响应曲面算法构建了综合指标与细纱工艺参数之间的二阶响应曲面回归方程，并利用粒子群算法对回归模型进行寻优，得到目标关键工艺参数组合。

进一步地，所述对细纱碳排放量及成纱质量的影响选取了工艺参数指标，并根据变异系数法提取了评价成纱质量的关键质量指标；包括：根据影响细纱碳排放及成纱质量因素选取了细纱工艺参数；根据变异系数法提取了评价成纱质量的关键质量指标。

更进一步地，所述根据细纱生产制造过程建立生产过程的目标碳足迹核算函数；包括：根据各个生产阶段的能耗建立能耗模型；对应地，根据能耗建立如式（1）所示的细纱生产过程碳足迹核算函数；

（1）

式中：E_e(i=1,2,…,n)为生产过程中的各项能源的碳消耗量，kg；f_e为各能源消耗对应的碳排放因子kWh/kg。