[发明专利]一种融合机理与数据驱动的风粉浓度测量方法

说明书

本发明公开了一种融合机理与数据驱动的风粉浓度测量方法它包括如下步骤：第一步，建立基于一次风管道压降的风粉浓度计算的机理模型；第二步，通过测量获取一次风管在实际运行过程中风管内混合物的压降值和速度值；第三步，采集磨煤机出力、磨入口气流质量流量、磨入口气流温度和压力、磨出口温度和压力、磨煤机电流、AB间的差压、一次风管道速度、原煤水分等燃煤电厂在生产运行中的历史数据和实时数据，并对上述数据进行调和处理；第四步，对风粉浓度计算模型进行实时校正，第五步，获得现场实时数据后计算出磨出口煤粉浓度值。本发明具有可以根据现场工况，有效修正测量结果，使得测量更准确的有益效果。

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，具体是指一种基于机理和人工智能融合，用于准确测量一次风管道中的风粉浓度的测量方法。

背景技术

目前，构建以新能源为主体的新型电力系统是实现“碳达峰，碳中和”目标的重要抓手，以太阳能发电和风力发电为代表的新能源电力在未来将成为主体电源，但新能源电力由于具有明显的随机性和间歇性而无法提供稳定的电量，为解决这一问题，除了需要大力发展储能外，还需要同步发展调峰电源；由于煤电稳定可靠，可将其作为调峰电源的一种，发挥其兜底保障作用和承担应急备用电源以服务新能源电力系统。煤电的灵活性改造是实现煤电机组调峰的重要手段，在进行灵活性改造的过程中，锅炉燃烧的稳定对机组调峰的低限起着决定性作用。随着机组负荷的降低，锅炉燃烧负荷也需降低，这意味着进入炉膛的空气和煤粉将减少，负荷越低，空气和煤粉就减少越多，这时燃烧的热量可能不足以维持整个炉膛的热稳定，控制不当会造成炉膛灭火，进而机组停机。因此在降负荷的过程中，煤粉是维持燃烧的关键点，这里既包含煤粉本身的品质，也包含煤粉在整个炉膛的分配情况。

当前，煤粉主要是通过多根一次风管道分配到炉膛中燃烧，一次风管道内的风速及煤粉浓度是影响煤粉分配的重要因素，是保证锅炉燃烧稳定性和效率的重要监控参数。一般来说，在同一层燃烧器中各一次风管道内流速和煤粉浓度的不一致，会对锅炉的运行造成诸如燃烧偏斜、锅炉热负荷不均、火焰贴壁，冲刷水冷壁、结焦、熄火等等问题。为了实现一次风管道中煤粉浓度的分配，准确测量一次风管道中的煤粉浓度是关键，因为只有将一次风管道中煤粉浓度测量准确才能采取措施对一次风管道中的煤粉浓度进行调控。

现有技术中，对于一次风管道中煤粉浓度的测量方法，主要包括有：压降法、静电法、电容法、超声法、微波法等等，但本专利申请的发明人，经过实践后发现，这些方法大多是采用单一的机理建模方法或单一的数据驱动建模方法计算煤粉浓度，受环境影响大、现场适应性差，同时单一数据驱动模型对数据质量要求高、模型泛化能力弱，最终会导致测量结果不准确或不稳定，针对上述问题，目前的测量方法中缺少一种可以根据现场工况有效的修正结果的干预措施。

因此，缺少一种可以根据现场工况，有效修正测量结果，使得测量更准确的一次风管道中的煤粉浓度的测量方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可以根据现场工况，有效修正测量结果，使得测量更准确的一次风管道中的风粉浓度的测量方法，因为本方法不仅可以用于测量风管中的风粉的浓度，也可以测量其他介质的浓度，所以以下采用风粉的概念进行描述。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种融合机理与数据驱动的风粉浓度测量方法它包括如下步骤：

第一步，建立基于一次风管道压降的风粉浓度计算的机理模型；所述的机理模型中引入有现场数据来对修正系数进行修正；

第二步，通过测量获取一次风管在实际运行过程中风管内混合物的压降值和速度值；

第三步，通过传感器或数据采集器采集需要测量风粉浓度的设备在生产运行中与风粉浓度相关的参数的历史数据和实时数据；

第四步，将第二步和第三步中获取的数据转化为修正系数代入第一步建立的机理模型中对模型进行实时校正；