玻璃熔窑作为玻璃制造的核心热工设备,其熔制效果与产品质量及企业生产成本息息相关。而传统的熔制技术主要基于人工经验来调整相关工艺参数,这种方式不仅效率低,且难以适应玻璃制品的多样化需求。当前针对熔制技术的研究中将能耗和产品质量等级相结合的研究非常少,此外针对熔制过程中澄清质量的研究大都忽略了气泡在运动过程中自身半径的变化,且没能结合澄清环境中生产流的流动规律,因此对马蹄焰玻璃窑能效优化研究已成为现阶段非常有价值的研究课题。本文针对马蹄焰熔窑的能源消耗问题和澄清质量问题展开研究,首先建立了以碹顶温度,空气过剩系数和燃料流量为自变量的澄清质量约束下的能耗优化模型,然后改进了自适应粒子群优化算法并将其用于对该模型的求解,最后利用MATLAB仿真平台构建了马蹄焰玻璃窑的能耗优化仿真系统。本文主要研究内容包含以下几个方面:(1)通过分析马蹄焰玻璃熔窑的结构和工艺原理,结合各个结构的能耗收入和支出情况进行热平衡分析,建立能耗模型,并从模型中得到影响能源热效率的关键因素。(2)针对澄清质量的研究:首先通过对玻璃生产过程中的缺陷进行分析,确定了熔制过程中存在的主要缺陷是气泡质量缺陷;并结合玻璃液流的流动规律及工艺要求,将气泡质量缺陷定位在澄清区;其次将气泡半径与澄清温度的关系,空气过剩系数与温度的关系应用于气泡逸出规律的分析中;将温度与粘度的关系应用在生产流运动的规律研究;最后在此基础上将气泡的逸出规律和生产流的运动规律相结合,提出了澄清质量模型,并从模型中分析出影响澄清质量的关键因素及不同产品质量等级下的澄清因子取值范围。(3)针对粒子群算法在目标寻优中因参数固定而出现的停滞状态,提出了将收敛因子和粒子的适应度方差相结合共同评估进化状态,用于区分算法停滞状态时粒子处于聚集状态还是分散状态,并依据具体的进化状态自适应调整惯性权重等参数。结合第二章和第三章的分析提出澄清质量约束下的能耗优化模型,并利用乘子罚函数的约束处理方式,结合改进后的自适应粒子群算法对该模型进行优化求解,将得到的解与生产数据进行对比,结果显示优化后的参数组合在保证了产品质量的情况下显著提高了热效率。综合上述所提出的模型与方法,使用Matlab仿真平台构建了“马蹄焰玻璃窑能耗优化系统”,通过仿真模拟为马蹄焰玻璃窑的能耗优化提供理论支撑和技术参考。