水泥工业是我国最重要的基础产业之一,其中水泥回转窑是水泥生产中最重要的设备之一,它对水泥生产的能效以及水泥产品的质量都有着重要影响。工艺参数设置合理的水泥回转窑不仅能大大提高能源利用效率,还可以提高水泥物料的烧成质量,也可以延长设备的使用寿命。由于水泥回转窑是一种极其复杂的烧成系统,其能效优化也是复杂困难且耗时的,尤其是对它进行多目标优化时会存在采集数据难、计算量大等问题。基于我国双碳战略的背景下,如何兼顾水泥产品质量的同时,快速且有效地提升水泥回转窑能效,已经成为水泥行业实现技术绿色创新、产业绿色升级的关键问题。针对水泥回转窑能效优化困难的问题,本文以华南某水泥制造企业的水泥回转窑为研究对象,提出了一种基于数值模拟技术的智能工艺参数优化方法。本文首先建立了回转窑的能效和质量指标评估模型,其次构建了基于Fluent的回转窑基础工况的数值模拟模型,然后结合指标模型和数值模拟模型进行显著性分析以确定待优化参数,最后构建了基于广义回归神经网络（Generalized Regression Neural Network,GRNN）的回转窑能效与质量数据模型并结合第三代的非支配排序遗传算法（Nondominated Sorting Genetic Algorithm-III,NSGA-III）求解出该研究对象的最佳工艺参数组合,其主要内容如下:1、针对回转窑能效与温度场质量难以评定的问题,通过深入了解回转窑的工作特性及其工作机理,分析其传热方式,构建了能效和质量的量化指标模型。本文基于热平衡分析了回转窑系统的物料与热量的收入支出情况,进而构建了回转窑热效率作为能效指标,并结合前人研究与企业调研,确定以回转窑的最高烧成温度与烧成带长度作为质量指标。2、针对采集数据难、耗时长、实验成本高的问题,本文基于Fluent数值模拟软件,构建了水泥回转窑的数值模拟模型,以此作为本文的数据支持。本文结合了回转窑物理结构以及工作特性构建CFD模型,通过输入基础工况的边界条件以得到该工况下的流场信息,通过对比流场的变化趋势以及与真实值的相对误差,验证了本数值模拟模型可靠性。3、针对回转窑工艺参数多导致难以优化的问题,本文基于方差分析,通过正交实验表和数值模拟模型采集数据,分析各工艺参数对于水泥回转窑能效和质量指标的影响显著性,剔除对影响小的参数,保留影响大的参数作为待优化工艺参数。本文确定了二次风速、二次风温与进煤量为待优化工艺参数,进一步分析待优化工艺参数对于回转窑能效和质量的单因素影响规律,为企业提供参数调节指导。4、针对数值模拟仿真耗时长、与智能优化算法结合难的问题,本文基于GRNN模型与NSGA-III多目标优化算法对回转窑进行以能效和质量作为优化目标的研究。本文首先通过企业调研设定待优化参数的取值区间,其次基于数值模拟模型获取多组工况的仿真数据作为数据模型的数据集,将待优化参数作为模型输入,将能效和质量指标作为模型输出,基于GRNN算法构建了水泥回转窑的数据模型,然后基于NSGA-III算法进行寻优,从而获取最佳运行工况的工艺参数组合,最后比较优化工况与基础工况的优化效果。仿真结果表明,该研究对象优化后最高烧成温度提高了183.1K,烧成带长度提高了10.8m,热效率提高了13.13%,表明本研究方法对水泥回转窑能效和质量优化的有效性,对水泥生产可以起到指导作用。