[发明专利]电除尘系统性能评估及运行优化系统

说明书

本发明涉及一种电除尘系统性能评估及运行优化系统，包括状态评估系统、在线模拟系统和运行优化系统，采集电除尘系统多个关键系统数据，准确掌握电除尘系统实时运行状态，通过数据算法对电除尘系统运行数据进行分析，对设施的投运率、运行效率和能量效率等重要指标进行评估；通过系统建模，建立电除尘系统的全流程计算机仿真模型，应用电除尘系统内在的物理规律和性能约束条件，进行模型优化求解，确定动态优化参数，得出综合考虑经济性能和环保性能的最优控制策略。本发明能够有效地实现电除尘系统的性能评估和运行优化，具有响应速度快、评估结论准确、提效节能效果显著等优点。

技术领域

本发明属于能源环境工程管理技术以及控制技术领域，具体涉及一种电除尘系统性能评估及运行优化系统。

背景技术

我国大气污染物排放总量巨大，大气污染形势依然严峻，雾霾、酸雨等大气环境问题频发，尤其是京津冀、长三角、珠三角等地，由于国土开发密度较高，环境承载能力较弱，大气环境容量较小等原因，雾霾天气没有得到根本改观。同时，全世界最严格的火电厂大气污染物排放标准(GB 13223-2011)已经执行，多个地区提出达到超低排放要求，污染物排放控制面临挑战。

电除尘系统利用高压电源系统在放电极与收尘板之间产生负高压静电场，使空气电离，进而使颗粒物荷电迁移，被收尘板收集，达到颗粒物脱除的效果。电除尘系统因其工作稳定性高、工作浓度和温度范围大、颗粒物脱除效果好，是当前工业颗粒物排放控制的主要手段。

电除尘系统颗粒物控制效果主要由设计指标决定，一般按照既定运行计划，结合人工经验进行运行调整，控制策略比较独立和简单，运行过程中存在以下问题：(1)电除尘系统出口浓度波动较大；(2)电源系统能耗高；(3)电源系统对颗粒物负载的响应不足，能量效益波动大；(4)电除尘系统管理水平不高，电除尘系统实时运行状态不直观。

发明内容

本发明针对电除尘系统运行连续性强、稳定性要求高、浓度相应控制困难、能耗高等问题，提出一种可以实时评估、在线模拟和优化控制的电除尘系统性能评估及运行优化系统。

一种电除尘系统性能评估及运行优化系统，包括状态评估系统、在线模拟系统和运行优化系统，

所述状态评估系统包括专家系统和评估系统，专家系统按照除尘器运行经验，结合其设计指标、历史运行数据记录以及物理特性，按照不同工况建立专家工况库，并结合电除尘系统实时运行数据，利用评估系统对电除尘系统实时工况实施状态评估；

在线模拟系统基于历史运行数据和专家工况库，通过数据建模方法，以专家工况库为建模根据，以历史工况数据为模型训练样本，利用数值方法提高训练速度，实现电除尘系统建模；将模型代码封装，在计算机平台进行可视化处理和人机交互界面开发，实现电除尘系统的实时运行模拟；

运行优化系统根据电除尘系统专家工况库，电除尘系统状态评估结论和电除尘系统数据仿真模型建立电除尘器数学模型，根据电除尘系统工况和环保标准建立约束条件，根据负荷、环保和能量指标建立目标函数，利用数值方法，实现多目标工况优化求解，进而提供电除尘系统优化运行方案。

作为优选，状态评估的评估内容包括电除尘系统环保性，经济性和稳定性，并以表格、曲线、电除尘系统拓扑方式对评价结果进行可视化处理。

作为优选，工况库的分类按照不同负荷L_i和不同煤种C_i。

作为优选，专家系统建设包括下述步骤：

步骤S101：采集不同负荷L_i和不同煤种C_i下的特征量，包括电除尘系统各烟道各电场电源电压U_i、电流I_i、功率P_i、控制频率F_i，各级电场工作温度T_i，颗粒物浓度E_i和其他相关工况向量