一种燃气锅炉的调控方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种燃气锅炉的调控方法及装置，所述方法包括：根据燃气锅炉在各个历史时间阶段内的运行数据，构建燃气锅炉的数据模型，获取燃气锅炉的一次风送风机、二次风送风机风口面积和锅炉的燃气进口的应用面积；根据燃气流量，分别确定燃气锅炉一次风送风机、二次风送风机和燃气进口的风速；利用在当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，建立燃烧效率预测模型并训练；调用燃烧效率模型，预测燃气锅炉在当前时间段内的燃烧效率，基于反推法，根据燃烧效率值获取当前燃烧效率值下的一次风送风机、二次风送风机和燃气进口的风速，采用燃气锅炉的一次风送风机、二次风送风机和燃气进口的风速对所述燃气锅炉的温度均匀性进行调控。控。控。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气锅炉的调控方法及装置


[0001]本专利技术涉及能源领域，特别涉及到一种燃气锅炉的调控方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，家庭用燃气锅炉在我国北方具有一定的市场需求；现有燃气锅炉在使用时，会导致水温快速上升，进而影响到供暖管道内的供暖温度，进而导致用户室内的温度逐渐升高，所以影响室内的最佳供暖温度值，并且现有的燃气锅炉在工作时，无法及时的控制燃气的进给量，同时更重要的是会导致燃气锅炉的炉膛内燃料不能充分燃烧，造成炉膛内温度均匀程度较低及燃料的浪费；同时，锅炉内水温还会发生较大的变化，可能导致锅炉内发生结垢、水温局部温度过高或过低；从而降低了燃气锅炉的运行效率。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供了一种燃气锅炉的调控方法及装置，所述方法包括：
[0004]根据燃气锅炉在各个历史时间阶段内的运行数据，构建燃气锅炉的数据模型，基于所述数据模型获取所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积和燃气锅炉的燃气进口的应用面积；
[0005]根据所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积、燃气锅炉的燃气进口的应用面积和燃气流量，分别确定燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速以及燃气进口的风速；
[0006]利用燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速和燃气进口的风速以及在当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，建立燃烧效率预测模型并训练；
[0007]调用所述训练好的燃烧效率模型，预测所述燃气锅炉在当前时间段内的燃烧效率，以及基于反推法，根据燃烧效率值获取当前燃烧效率值下的一次风送风机的风速、二次风送风机风速和燃气进口的风速，采用所述燃气锅炉的一次风送风机的风速与二次风送风机的风速的以及燃气进口风速对所述燃气锅炉的温度均匀性进行调控。
[0008]进一步地，所述根据燃气锅炉在各个历史时间阶段内的运行数据，构建燃气锅炉的数据模型，基于所述数据模型获取所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积和燃气锅炉的燃气进口的应用面积，包括：
[0009]获取燃气锅炉在各个历史时间阶段内的运行数据，并将运行数据构建成数据模型；
[0010]基于数据模型中的运行数据按运行数据的类型进行分类，并对其类别生成字符串索引；
[0011]通过不同的字符串索引获取燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积和燃气锅炉的燃气进口的应用面积。
[0012]进一步地，所述根据所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积、燃气锅炉的燃气进口的应用面积和燃气流量，分别确定燃气锅炉一次风送风机的风
速、二次风送风机的风速以及燃气进口的风速，包括：
[0013]根据燃气锅炉的燃气进口的应用面积和燃气流量确定所述燃气锅炉的燃气进口风速，并根据所述燃气进口风速确定空气需求量；
[0014]根据燃气锅炉的数据模型获取所述一次风送风机的风速与二次风送风机的风速的比例值，根据获取的所述比例值、一次风送风机风口面积和二次风送风机风口面积确定一次风送风机风量的百分比和二次风送风机风量的百分比；
[0015]根据以下公式获取一次风送风机的风速和二次风送风机的风速：
[0016][0017]其中，V
i
代表第i次风送风机的风速，Q代表空气需求量，λ
i
代表i次风送风机风量的百分比，S
i
代表i次风送风机风口面积。
[0018]进一步地，所述利用燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速和燃气进口的风速以及在当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，建立燃烧效率预测模型并训练，所述训练步骤包括：
[0019]步骤A1，获取以往某一时刻下燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速和燃气进口的风速以及在当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，作为训练数据，并获取训练数据所对应的真实效率值，并将其训练数据转化为数据矩阵X，其中，X为m行4列的矩阵，m代表样本数量，4列分别代表一次风送风机的风速，二次风送风机的风速，燃气进口的风速和燃气锅炉的温度，并将真实效率值转化为真实标签矩阵Y，其中Y为m行1列的矩阵，真实标签矩阵Y与数据矩阵X每一行都一一对应；
[0020]步骤A2，根据以下公式构建数据矩阵X和标签矩阵Y的一个损失学习函数J(θ,θ1)：
[0021][0022]其中，Y
i,1
代表标签矩阵Y中第i行第1列的值，X
i,j
代表数据矩阵X第i行第j列的值，θ代表初始化为0的权重矩阵，其中，θ为4行1列的矩阵，θ
j,1
代表权重矩阵θ第j行第1列的值，θ1代表初始化为0的参数值，ln代表对数函数，T代表矩阵转置符号；
[0023]步骤A3，根据以下公式确定更新后的权重矩阵θ和参数值θ1：
[0024][0025]其中，θ
′
代表更新后的权重矩阵，θ1′
代表更新后的参数值，α代表学习率，初始值为0.001，代表损失学习函数J(θ,θ1)对初始的权重矩阵θ做偏导，代表损失学习函数J(θ,θ1)对初始的参数值θ1做偏导；
[0026]步骤A4，重复迭代执行步骤A2至步骤A3，直到满足预设条件，则燃烧效率预测模型训练结束，其中预设条件为到达预设的迭代次数或损失学习函数J(θ,θ1)的值小于等于0.0001。
[0027]进一步地，所述调用所述燃烧效率模型，预测所述燃气锅炉在当前时间段内的燃烧效率，以及基于反推法，根据最优的燃烧效率值获取当前燃烧效率值下的一次风送风机的风速、二次风送风机风速和燃气进口的风速，采用所述燃气锅炉的一次风送风机的风速与二次风送风机的风速的以及燃气进口风速对所述燃气锅炉的温度均匀性进行调控，包括：
[0028]获取当前时间段内的燃气锅炉的一次风送风机的风速、二次风送风机风速和燃气进口的风速当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，并将其数据值转换为数据矩阵K，其中，K为1行4列的矩阵，并利用以下公式进行模型预测燃气锅炉在当前时间段内的燃烧效率：
[0029][0030]其中η代表当前时间段内燃气锅炉的燃烧效率，基于反推法，根据燃烧效率值获取当前燃烧效率值下的一次风送风机的风速、二次风送风机风速和燃气进口的风速；
[0031]燃气锅炉采用获取的一次风送风机的风速与二次风送风机的风速的以及燃气进口风速对所述燃气锅炉的温度进行均匀调控，从而满足燃烧效率值。
[0032]一种燃气锅炉的调控装置，所述包括：
[0033]数据获取模块，用于根据燃气锅炉在各个历史时间阶段内的运行数据，构建燃气锅炉的数据模型，基于所述数据模型获取所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积和燃气锅炉的燃气进口的应用面积；
[0034]风速确定模块，用于根据所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积、燃气锅炉的燃气进口的应用面积和燃气流量，分别确定燃气锅炉一次风送风机的风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气锅炉的调控方法，其特征在于，所述方法包括：根据燃气锅炉在各个历史时间阶段内的运行数据，构建燃气锅炉的数据模型，基于所述数据模型获取所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积和燃气锅炉的燃气进口的应用面积；根据所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积、燃气锅炉的燃气进口的应用面积和燃气流量，分别确定燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速以及燃气进口的风速；利用燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速和燃气进口的风速以及在当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，建立燃烧效率预测模型并训练；调用所述训练好的燃烧效率模型，预测所述燃气锅炉在当前时间段内的燃烧效率，以及基于反推法，根据燃烧效率值获取当前燃烧效率值下的一次风送风机的风速、二次风送风机风速和燃气进口的风速，采用所述燃气锅炉的一次风送风机的风速与二次风送风机的风速的以及燃气进口风速对所述燃气锅炉的温度均匀性进行调控。2.如权利要求1所述的一种燃气锅炉的调控方法，其特征在于，所述根据燃气锅炉在各个历史时间阶段内的运行数据，构建燃气锅炉的数据模型，基于所述数据模型获取所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积和燃气锅炉的燃气进口的应用面积，包括：获取燃气锅炉在各个历史时间阶段内的运行数据，并将运行数据构建成数据模型；基于数据模型中的运行数据按运行数据的类型进行分类，并对其类别生成字符串索引；通过不同的字符串索引获取燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积和燃气锅炉的燃气进口的应用面积。3.如权利要求1所述的一种燃气锅炉的调控方法，其特征在于，所述根据所述燃气锅炉的一次风送风机风口面积、二次风送风机风口面积、燃气锅炉的燃气进口的应用面积和燃气流量，分别确定燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速以及燃气进口的风速，包括：根据燃气锅炉的燃气进口的应用面积和燃气流量确定所述燃气锅炉的燃气进口风速，并根据所述燃气进口风速确定空气需求量；根据燃气锅炉的数据模型获取所述一次风送风机的风速与二次风送风机的风速的比例值，根据获取的所述比例值、一次风送风机风口面积和二次风送风机风口面积确定一次风送风机风量的百分比和二次风送风机风量的百分比；根据以下公式获取一次风送风机的风速和二次风送风机的风速：其中，V
i
代表第i次风送风机的风速，Q代表空气需求量，λ
i
代表i次风送风机风量的百分比，S
i
代表i次风送风机风口面积。4.如权利要求1所述的一种燃气锅炉的调控方法，其特征在于，所述利用燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速和燃气进口的风速以及在当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，建立燃烧效率预测模型并训练，所述训练步骤包括：
步骤A1，获取以往某一时刻下燃气锅炉一次风送风机的风速、二次风送风机的风速和燃气进口的风速以及在当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，作为训练数据，并获取训练数据所对应的真实效率值，并将其训练数据转化为数据矩阵X，其中，X为m行4列的矩阵，m代表样本数量，4列分别代表一次风送风机的风速，二次风送风机的风速，燃气进口的风速和燃气锅炉的温度，并将真实效率值转化为真实标签矩阵Y，其中，Y为m行1列的矩阵，真实标签矩阵Y与数据矩阵X每一行都一一对应；步骤A2，根据以下公式构建数据矩阵X和标签矩阵Y的一个损失学习函数J(θ,θ1)：其中，Y
i,1
代表标签矩阵Y中第i行第1列的值，X
i,j
代表数据矩阵X第i行第j列的值，θ代表初始化为0的权重矩阵，其中，θ为4行1列的矩阵，θ
j,1
代表权重矩阵θ第j行第1列的值，θ1代表初始化为0的参数值，ln代表对数函数，T代表矩阵转置符号；步骤A3，根据以下公式确定更新后的权重矩阵θ和参数值θ1：其中，θ
′
代表更新后的权重矩阵，θ1′
代表更新后的参数值，α代表学习率，初始值为0.001，代表损失学习函数J(θ,θ1)对初始的权重矩阵θ做偏导，代表损失学习函数J(θ,θ1)对初始的参数值θ1做偏导；步骤A4，重复迭代执行步骤A2至步骤A3，直到满足预设条件，则燃烧效率预测模型训练结束，其中预设条件为到达预设的迭代次数或损失学习函数J(θ,θ1)的值小于等于0.0001。5.如权利要求1所述的一种燃气锅炉的调控方法，其特征在于，所述调用所述燃烧效率模型，预测所述燃气锅炉在当前时间段内的燃烧效率，以及基于反推法，根据最优的燃烧效率值获取当前燃烧效率值下的一次风送风机的风速、二次风送风机风速和燃气进口的风速，采用所述燃气锅炉的一次风送风机的风速与二次风送风机的风速的以及燃气进口风速对所述燃气锅炉的温度均匀性进行调控，包括：获取当前时间段内的燃气锅炉的一次风送风机的风速、二次风送风机风速和燃气进口的风速当前风速下对应的燃气锅炉的温度值，并将其数据值转换为数据矩阵K，其中，K为1行4列的矩阵，并利用以下公式进行模型预测燃气锅炉在当前时间段内的燃烧效率：其中η代表当前时间段内燃气锅炉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，杨硕，赵博，
申请(专利权)人：北京北燃供热有限公司，
类型：发明
国别省市：