基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法和装置。其中在基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法中，以预定的时间间隔采集第i个经济性指标参数的参数值Fci，计算参数值Fci的指标偏差Bi，判断是否存在大于预定偏差值的指标偏差；若存在大于预定偏差值的指标偏差，则利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差Bi确定第i个经济性指标参数的修正值Ci；根据氮氧化物排放基准值R和修正值Ci，预测当前的氮氧化物排放基准值R′。通过在考虑经济性指标参数的前提下预测燃煤锅炉的氮氧化物排放量，从而可在保证锅炉安全高效运行的前提下，实现氮氧化物低排放的目标。

【技术实现步骤摘要】
基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法和装置
本专利技术涉及锅炉优化燃烧控制领域，特别涉及一种基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法和装置。
技术介绍
目前燃煤锅炉已大量采用空气、燃料分级为基本原理的低氮燃烧技术，多年实践表明，它取得了良好的减排氮氧化物(NOx)的效果。但众所周知其技术原理和高效燃烧、壁区防渣防腐原理是相悖的，因此NOx低排放和炉无渣高效矛盾始终存在，当实施深度脱氮时其影响锅炉安全和经济性的程度是无法接受的，只有强防渣高燃尽高效前提下的超低氮才是适合国情的。在锅炉进行低氮燃烧器改造之后，炉内主燃烧器区域形成缺氧富燃料环境抑制NOx生成，较常规大三区加大了空气分级程度，属于深度空气分级燃烧，过量空气系数分布的变化容易造成煤粉燃烧不完全、锅炉热效率降低、主再汽温异常、过热/再热器管壁超温等。这就需要实时准确预测在经济因素制约下系统应维持的NOx排放值。电厂运行过程中对锅炉NOx排放预测控制的常用方法，主要包括基于优化控制的数学模型方法和计算流体力学(ComputationalFluidDynamics，简称：CFD)模拟方法。1)数学模型方法目前国内外有相当多的系统采用基于神经网络、支持向量机等人工智能方法对锅炉NOx排放量进行预测，用人工神经网络来预测NOx排放的模型是一种较好的非线性黑箱模型，它不需要详细了解NOx排放与各操作参数之间的关系，就可以预测NOx的排放量。2)CFD模拟方法计算CFD模拟是预测电站锅炉燃烧过程和NOx排放量常用方法。因CFD模型可详细考虑炉内的流动、传热、燃烧反应和NOx生成过程，在已知锅炉结构燃烧系统结构和运行输入条件的前提下，理论上可以准确预测不同运行条件下锅炉的NOx排放量及煤质等条件变化的影响。经过研究分析，发现在数学模型方法中存在以下缺陷：1)人工神经网络模型缺乏影响NOx排放因素之间的关系和热力学反应机理，难以给出各运行工况参数对输出参数(即NOx排放量)贡献的大小，而这点对于深度降氮而言调整至关重要。虽然可以在建模方面进行一定的改进，如在模型中考虑NOx生成机理和电厂运行实际条件，但其作用在于提高模型的准确性，上述问题仍然难以解决。2)人工神经网络方法建模本身还存在许多问题有待于进一步的研究解决，特别是建模所必需的样本数量多，而目前的研究中采用实炉测试工况数据数量很有限，且实际测量数据在统计意义上的准确性和可靠性也可能存在不确定性。由于试验条件限制而不可能进行大量工况的试验,又不可能进行经常性的现场试验,这也是基于试验工况所建立的模型难以适应实际工况的重要原因。此外，CFD模拟方法也存在如下缺陷：1)目前CFD技术不能进行实时的在线计算，只能被应用于锅炉设备改造时估算NOx排放量以预测设计、改造方案的效果，或者应用于锅炉运行性能和NOx排放特性的离线研究和分析中。2)锅炉燃烧过程是一个非线性、强耦合、时变的复杂系统，涉及到燃烧学、热力学、流体力学、传热学等多个学科。CFD技术因受各基础模型在理论上的准确性的限制，对NOx排放预测的准确性也有待商榷。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法和装置。通过在考虑经济性指标参数的前提下，预测燃煤锅炉氮氧化物排放量，从而可兼顾经济性和氮氧化物低排放这两方面，便于实现低氮燃烧优化闭环控制。根据本专利技术的一个方面，提供一种基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法，包括：以预定的时间间隔采集第i个经济性指标参数的参数值Fci，其中1≤i≤N，N为经济性指标参数总数；计算参数值Fci的指标偏差Bi，其中Bi＝Fci－FcLi，FcLi为与第i个经济性指标参数相对应的参数阈值；判断是否存在大于预定偏差值的指标偏差；若存在大于预定偏差值的指标偏差，则利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差Bi确定第i个经济性指标参数的修正值Ci；根据氮氧化物排放基准值R和修正值Ci，预测当前的氮氧化物排放基准值R′。在一个实施例中，在预测当前的氮氧化物排放基准值R′的步骤之后，还包括：根据当前的氮氧化物排放基准值R′对燃煤锅炉的二次风门进行调整，以降低氮氧化物的排放。在一个实施例中，根据氮氧化物排放基准值R和修正值Ci，预测当前的氮氧化物排放基准值R′的步骤包括：利用公式R′＝R+ψ1C1+…+ψiCi+…+ψNCN预测当前的氮氧化物排放基准值R′，其中ψi为修正值Ci的权重值。在一个实施例中，权重值ψi均为1。在一个实施例中，利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差Bi确定第i个经济性指标参数的修正值Ci的步骤包括：利用公式B′i＝F(Bi)对指标偏差Bi进行过滤以得到经过修正的指标偏差B′i，其中F为滤波函数，用于去除外界干扰对指标偏差计算的影响；利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差B′i确定第i个经济性指标参数的修正值Ci。在一个实施例中，经济性指标参数包括减温水量、锅炉省煤器出口氧量、尾部烟气中一氧化碳含量、主再热汽温。在一个实施例中，在以预定的时间间隔检测第i个经济性指标参数的参数值Fci的步骤之前，还包括：建立第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量之间的对应关系。根据本专利技术的另一方面，提供一种基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测装置，包括采集单元、偏差计算单元、识别单元、修正值确定单元和预测单元，其中：采集单元，用于以预定的时间间隔采集第i个经济性指标参数的参数值Fci，其中1≤i≤N，N为经济性指标参数总数；偏差计算单元，用于计算参数值Fci的指标偏差Bi，其中Bi＝Fci－FcLi，FcLi为与第i个经济性指标参数相对应的参数阈值；识别单元，用于判断是否存在大于预定偏差值的指标偏差；修正值确定单元，用于根据识别单元的判断结果，若存在大于预定偏差值的指标偏差，则利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差Bi确定第i个经济性指标参数的修正值Ci；预测单元，用于根据氮氧化物排放基准值R和修正值Ci，预测当前的氮氧化物排放基准值R′。在一个实施例中，装置还包括调整单元，其中：调整单元，用于根据当前的氮氧化物排放基准值R′对燃煤锅炉的二次风门进行调整，以降低氮氧化物的排放。在一个实施例中，预测单元具体利用公式R′＝R+ψ1C1+…+ψiCi+…+ψNCN预测当前的氮氧化物排放基准值R′，其中ψi为修正值Ci的权重值。在一个实施例中，权重值ψi均为1。在一个实施例中，修正值确定单元具体利用公式B′i＝F(Bi)对指标偏差Bi进行过滤以得到经过修正的指标偏差B′i，其中F为滤波函数，用于去除外界干扰对指标偏差计算的影响；利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差B′i确定第i个经济性指标参数的修正值Ci。在一个实施例中，经济性指标参数包括减温水量、锅炉省煤器出口氧量、尾部烟气中一氧化碳含量、主再热汽温。在一个实施例中，装置还包括对应关系建立单元，其中：对应关系建立单元，用于建立第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量之间的对应关系。本专利技术通过兼顾经济性和氮氧化物低排放这两方面，可在保证锅炉安全高效运行的前提下，实现氮氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法，其特征在于，包括：以预定的时间间隔采集第i个经济性指标参数的参数值Fci，其中1≤i≤N，N为经济性指标参数总数；计算参数值Fci的指标偏差Bi，其中Bi＝Fci－FcLi，FcLi为与第i个经济性指标参数相对应的参数阈值；判断是否存在大于预定偏差值的指标偏差；若存在大于预定偏差值的指标偏差，则利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差Bi确定第i个经济性指标参数的修正值Ci；根据氮氧化物排放基准值R和修正值Ci，预测当前的氮氧化物排放基准值R′。

【技术特征摘要】
1.一种基于经济性指标参数的氮氧化物排放预测方法，其特征在于，包括：以预定的时间间隔采集第i个经济性指标参数的参数值Fci，其中1≤i≤N，N为经济性指标参数总数；计算参数值Fci的指标偏差Bi，其中Bi＝Fci－FcLi，FcLi为与第i个经济性指标参数相对应的参数阈值；判断是否存在大于预定偏差值的指标偏差；若存在大于预定偏差值的指标偏差，则利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差Bi确定第i个经济性指标参数的修正值Ci；根据氮氧化物排放基准值R和修正值Ci，预测当前的氮氧化物排放基准值R′，其中利用公式R′＝R+ψ1C1+…+ψiCi+…+ψNCN预测当前的氮氧化物排放基准值R′，ψi为修正值Ci的权重值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预测当前的氮氧化物排放基准值R′的步骤之后，还包括：根据当前的氮氧化物排放基准值R′对燃煤锅炉的二次风门进行调整，以降低氮氧化物的排放。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，权重值ψi均为1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差Bi确定第i个经济性指标参数的修正值Ci的步骤包括：利用公式B′i＝F(Bi)对指标偏差Bi进行过滤以得到经过修正的指标偏差B′i，其中F为滤波函数，用于去除外界干扰对指标偏差计算的影响；利用第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量的对应关系，根据指标偏差B′i确定第i个经济性指标参数的修正值Ci。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经济性指标参数包括减温水量、锅炉省煤器出口氧量、尾部烟气中一氧化碳含量和主再热汽温。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在以预定的时间间隔检测第i个经济性指标参数的参数值Fci的步骤之前，还包括：建立第i个经济性指标参数的增量与氮氧化物排放增量之间的对应关系。7.一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋海涛，喻玫，张巍，蔡芃，王海鹏，赵超，付春磊，潘小龙，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37