[发明专利]一种混合智能锅炉综合燃烧优化方法

说明书

技术领域

本发明属于信息与控制技术领域，涉及到自动化技术，特别是涉及一种一种混合智能锅炉效率燃烧优化方法。

背景技术

锅炉的燃烧优化是节能减排的重要技术手段，其目标是在一定的锅炉负荷条件下，通过调整锅炉配风、给煤等运行参数而获得高效率运行状态。锅炉的配风、给煤等运行参数的搭配对锅炉燃烧状态有直接的影响，不同的配风、给煤及氧量等操作参数的配置会直接导致不同的锅炉效率情况。同时，磨煤机的运行对锅炉燃烧效率有极大影响，而且，磨煤机耗电量也是电厂的厂用电的主要部分，因此为了能更好的获得综合经济效果，有必要将磨煤机与锅炉燃烧联系起来，一起进行优化，从而获得综合最有效果。对于给定的锅炉，在一定的负荷条件下，针对燃烧效率，存在一种最优的操作参数配置方案，能够使燃烧效率最优化，但是，锅炉的操作参数间有着非常复杂的耦合关系，要找到最优的操作参数的配置并不容易。尤其是对于锅炉效率来说，有一些计算需要的数据还无法实时在线获得，更使得对锅炉效率进行在线实时优化困难很大。对于给定的磨煤机来说，存在于锅炉燃烧类似的情况。随着科学技术的不断进步，锅炉运行自动化程度不断提高，但是锅炉燃烧及磨煤机运行优化问题一直没有很好的得到解决。

实际中锅炉的燃烧及磨煤机运行主要是靠调试人员进行不同工况的实验，针对具体的锅炉、磨煤机和煤种情况通过大量的实验来寻找好的运行参数配置，以提供给运行人员作参照，此种方法费时、费力而且能够实验的参数组合有限，因此通过调试实验找到的最优参数配置还存在较大的提升空间，而且这种方法还不能实现根据实时变化情况进行在线的优化。

通过锅炉燃烧及磨煤机运行的专业知识和实验分析，构建一个与锅炉效率正相关且计算简单，能够实现在线实时计算的指标，同时将磨煤机电耗考虑在内，进而以其为目标进行综合燃烧参数优化，从而可以达到对锅炉效率及磨煤机电耗的在线燃烧优化目标。通过数据挖掘，在大量不同的运行参数组合中，应用机器学习的方法，挖掘出运行参数与构造指标间的关系模型，再结合优化算法对进行锅炉的燃烧及磨煤机运行优化是非常有潜力的方法。如何使该方法真正达到锅炉生产实际的要求，是困扰工程技术人员的难题，主要难题包括，如何构造与锅炉效率正相关指标，如何提高模型的预测和泛化能力，如何提高模型的增量学习能力，如何丰富锅炉燃烧优化的目标，使之达到兼顾各项指标的更全面的优化的目的。

发明内容

本发明的目标是针对锅炉燃烧效率及磨煤机运行综合优化中的难题，构造了一个简单实用的与锅炉效率正相关且包括磨煤机电耗的指标，提出一种具有较强增量学习能力的锅炉燃烧优化方法，优化了经济性。

本发明的技术方案是通过锅炉的数据采集，针对锅炉燃烧效率的指标及磨煤机电耗指标建立模型，应用并行的优化算法寻优等手段，确立了一种智能锅炉燃烧综合优化的方法，利用该方法可有效提高锅炉综合燃烧优化的效率，既可以实施离线优化也可以进行在线实时燃烧优化。本发明的具体步骤是：

步骤(1)基于锅炉燃烧专业知识与实验研究，构造与锅炉燃烧热效率正相关的指标其中ΔT＝T₁-T₂，T₁为炉膛表征温度，可通过非接触式温度测量仪测量获得，如通过红外非接触式温度测量仪，或通过锅炉燃烧的DCS系统获得，T₂为尾部烟道表征温度，可取空预器后温度或省煤器后温度，可从锅炉燃烧的DCS系统获得或直接测量获得；为每吨燃煤产生烟气量系数，该系数与煤质有关，可据煤质元素分析数据计算获得，计算公式为成熟且在行业计算中广泛应用公式；也可据煤种和对应锅炉的实验回归获得，如精度要求不太高，也可据相应具体的经验公式获得；Q为单位时间燃煤量。

经申请者大量计算与实验，结果表明指标η与锅炉燃烧效率正相关。因此可以通过优化指标η进而实现优化锅炉燃烧效率的目标，指标η计算简单，可以避开锅炉效率计算所需大量数据，尤其是那些目前还无法在线精确获得的数据，例如飞灰含碳和炉渣含碳等，指标η所需的计算数据均可在线获得，所以可以实时在线优化，进而达到实时在线优化锅炉效率的目的。