【技术实现步骤摘要】
一种基于混合模型的电除尘系统优化控制方法
本专利技术属于节能环保
,具体涉及一种基于混合模型的电除尘系统优化控制方法。
技术介绍
我国以煤炭为主的能源结构在短期内难以根本改变,作为燃煤烟气颗粒物脱除的主流技术之一,电除尘系统利用高压直流电源在放电极和收尘极之间形成高压静电场,使颗粒物在静电场中荷电,并获得沿电场方向的趋进速度,进而被收尘极收集。由于工业电除尘系统大多由多个通道并联,而每个通道又由多个电场串联组成,每个电场由一台功率在50至200kW的高压电源驱动,使系统的额定功率最高可达3MW以上,是燃煤烟气颗粒物减排系统中的主要耗能设备之一。电除尘系统的设计指标大都留有裕量,在日常运行过程中,系统往往在额定功率之下运行,但由于各个电场的设计和运行参数大都各不相同,使得颗粒物在电除尘器内部的荷电迁移等过程难以精确描述,这给电除尘系统的运行优化带来了困难,以至于当前的电除尘运行仍主要依靠工程师的经验进行调试,并以人工操纵为主要运行方式。当前出现了包括浊度闭环控制、最佳闪络率控制、恒流控制、恒压控制等在内的电除尘系统运行方式,在一定程度上实现了颗粒物排放达标与系统运行经济性的协调。但随着污染减排装置的运行要求不断提高,在进一步挖掘电除尘系统优化运行潜力时,主流的运行方式存在以下问题:一、当前的运行方法主要基于运行经验,缺乏对电除尘器中颗粒物脱除过程的精确描述,因此运行波动较大,需要较高的运行裕量以实现出口浓度的持续达标,运行能耗偏高;二、锅炉负荷、煤种等参数会对电除尘系统入口烟气包括颗粒物浓度、流速、温度、湿度等参数造成较大影响,如何建立多变工况下的电除 ...
【技术保护点】
1.一种基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:包括电除尘系统机理与数据混合的建模方法、电除尘系统变工况能耗评价方法、基于群智能算法的系统运行多参数优化方法,电除尘系统机理与数据混合的建模方法:通过电除尘系统的颗粒物脱除机理与实际运行数据的有机结合,实现电除尘系统变工况下的出口浓度预测;电除尘系统变工况能耗评价方法:获得不同参数下系统能耗的变化规律;基于群智能算法的系统多参数运行优化方法:将电除尘系统机理与数据混合的建模方法与电除尘系统变工况能耗评价方法结合,获得在特定排放目标和多变运行工况下的最优能量注入策略,实现电除尘系统可靠达标的节能运行。
【技术特征摘要】
1.一种基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:包括电除尘系统机理与数据混合的建模方法、电除尘系统变工况能耗评价方法、基于群智能算法的系统运行多参数优化方法,电除尘系统机理与数据混合的建模方法:通过电除尘系统的颗粒物脱除机理与实际运行数据的有机结合,实现电除尘系统变工况下的出口浓度预测;电除尘系统变工况能耗评价方法:获得不同参数下系统能耗的变化规律;基于群智能算法的系统多参数运行优化方法:将电除尘系统机理与数据混合的建模方法与电除尘系统变工况能耗评价方法结合,获得在特定排放目标和多变运行工况下的最优能量注入策略,实现电除尘系统可靠达标的节能运行。2.根据权利要求1所述的基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:所述电除尘系统机理与数据混合的建模方法使用电除尘过程中放电、颗粒物荷电、颗粒物迁移脱除过程作为机理模型部分,并利用数据模型进一步消除机理模型的预测误差。3.根据权利要求2所述的基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:放电过程使用修正的Townsend放电和Cooperman伏安特性模型描述;荷电过程使用拟合的Lawless模型描述;迁移脱除过程使用参数修正的Deutsch模型描述,修正参数包括比例、偏差和指数;数据模型使用深度学习算法,并使用关键影响参数作为模型输入。4.根据权利要求2所述的基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:电除尘系统机理与数据混合的建模方法中机理模型和数据模型部分采用线性叠加的方法实现混合。5.根据权利要求1所述的基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:所述电除尘系统变工况能耗评价方法为:通过分析电除尘系统放电机理和运行数据,获得变工况下电除尘系统电源一次侧注入功率受二次侧运行伏安特性的影响规律。6.根据权利要求5所述的基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:二次侧伏安特性的多参数包括气体温度、湿度、压力、密度、离子迁移率;根据电源形式、变压器形式、变换器形式,获得不同实际功率下能量转化效率,以获得二次侧伏安特性与一次侧功率的关系;根据线板式反应器电晕放电机理,获得二次侧伏安特性与二次侧多参数之间关系,进而建立二次侧多参数与一次侧参数的相互关系,以描述多参数下不同二次侧运行参数对一次侧功率影响。7.根据权利要求1所述的基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:基于群智能算法的多参数优化方法以电除尘系统机理与数据混合的建模方法获得的模型为寻优对象,以电除尘系统变工况能耗评价方法获得的不同参数下系统运行能耗为优化目标,通过群智能算法实现不同入口浓度和扰动参数下特定排放目标的运行参数最优值。8.根据权利要求7所述的基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其特征在于:基于群智能算法的系统运行多参数优化方法使用多变量非线性连续系统的算法,在寻优过程中结合电除尘系统运行的多个约束,群智能算法进行计算的初始化、并行计算、变异优化。9.根据权利要求8所述的基于混合模型的电除尘系统优化控制方法,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑成航,高翔,郭一杉,刘少俊,张涌新,王毅,翁卫国,吴卫红,徐甸,曲瑞阳,张悠,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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