一种燃煤锅炉燃烧的稳定性判断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃煤锅炉燃烧稳定性判断方法：确定影响燃煤锅炉燃烧稳定性的特征参数；获取锅炉稳定燃烧及不稳定燃烧的多种工况数据，并对上述工况数据进行稳定燃烧、不稳定燃烧标识；利用LSTM算法，以所获取工况对应的特征参数为输入变量，以该工况对应的标识为输出变量，建立锅炉的燃烧状态模型群；根据建立的模型群对燃煤锅炉燃烧状况进行判断并输出结果。其优点在于：综合考虑了炉膛负压、汽包水位及火检信号的影响，使得燃烧状况判断更稳定；将锅炉不稳定燃烧状态分为三级，有助于运行人员及时发现锅炉不稳定燃烧状态，并及时采取措施，避免锅炉状况恶化。避免锅炉状况恶化。避免锅炉状况恶化。

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤锅炉燃烧的稳定性判断方法及系统

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[0001]本专利技术涉及燃煤锅炉监测
，特别涉及一种燃煤锅炉燃烧的稳定性判断方法及系统。

技术介绍
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[0002]当前，风电和光伏新能源占比逐渐增加，为稳定电网运行，火电机组的深度调峰成为常态，因深度调峰偏离了正常运行的设计工况，同时深调期间仍有负荷调整，锅炉燃烧不稳定的情况时有发生。当锅炉处于不稳定燃烧但未被及时发现时，会引发锅炉灭火、机组跳闸等严重事故，因此对锅炉燃烧状况进行及时判断以指导运行作业非常重要。
[0003]目前，在锅炉运行过程中，通常通过火检指标对燃烧状况进行判断，但该指标判断单一且需要结合运行人员经验，对运行人员要求极高。公开号为CN 103032886 B的专利中公开了以下判断锅炉燃烧稳定性的方法：采集锅炉燃烧过程中的炉膛负压值、汽包压力的微分波动值或者燃烧器火检变化次数作为燃烧工况信号，当所述燃烧工况信号为炉膛负压值时，稳燃标准为炉膛负压瞬间波动值超出
±
300pa；当所述燃烧工况信号为汽包压力的微分波动值时，所述稳燃标准为汽包压力的微分波动值超出
±
3；当所述燃烧工况信号为燃烧器火检变化次数时，所述稳燃标准为燃烧器火检变化次数≥3/min。该方法存在以下不足：上述波动值范围不适用于所有锅炉系统，因此在判定过程中会出现误判；为确定理想的波动值范围，需要进行大量试验，适应性较差。

技术实现思路
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[0004]本专利技术的一个目的在于提供一种适应性强、判断结果稳定的锅炉燃烧稳定性判断方法。
[0005]其由以下技术方案实施：一种燃煤锅炉燃烧稳定性判断方法，包括以下步骤：
[0006]S100：确定影响燃煤锅炉燃烧稳定性的特征参数；
[0007]S200：获取锅炉稳定燃烧及不稳定燃烧的多种工况数据，并对上述工况数据进行稳定燃烧、不稳定燃烧标识；
[0008]S300：利用LSTM算法，以S200中所获取工况对应的特征参数为输入变量，以该工况对应的标识为输出变量，建立锅炉的燃烧状态模型群；
[0009]S400：根据S300建立的模型群对燃煤锅炉燃烧状况进行判断并输出结果。
[0010]优选的，步骤S200中，不稳定燃烧标识包括一级不稳定燃烧、二级不稳定燃烧、三级不稳定燃烧；
[0011]步骤S300获得的燃烧状态群包括稳定燃烧模型群、一级不稳定燃烧模型群、二级不稳定燃烧模型群、三级不稳定燃烧模型群。
[0012]优选的，步骤S400对燃煤锅炉燃烧状态进行判断的逻辑如下：
[0013](1)三个燃烧不稳定模型群分别独立判断，当有模型群判断结果大于90％时，输出相应模型群对应的判断结果，若三个模型群同时输出结果，则按照三级、二级和一级的等级
顺序优先输出；
[0014](2)当稳定燃烧模型群判断结果大于90％时，输出稳定燃烧判断结果；
[0015](3)结合(1)、(2)对锅炉的燃烧稳定进行判断，当(1)有结果输出、同时(2)的判断结果为否，则判断锅炉处于不稳定燃烧状态，并以(1)的输出作为锅炉的燃烧状态判断结果；当(1)无结果输出、同时(2)的判断结果为是，则判断锅炉处于稳定燃烧状态。
[0016]优选的，所述特征参数包括汽包水位、炉膛负压、火检信号。
[0017]优选的，步骤S200中的所述多种工况数据来源于锅炉DCS系统的历史数据。
[0018]本专利技术的另一个目的在于提供一种燃煤锅炉燃烧稳定性判断系统，用于执行上述判断方法。
[0019]其由以下方案实施：包括依次通信连接的数据获取模块、数据标识模块、模型训练模块、燃烧状态判断模块，
[0020]所述数据获取模块从锅炉的DCS系统中获取锅炉稳定燃烧及不稳定燃烧的多种工况数据；所述数据标识模块对所述数据获取模块获取的工况数据进行稳定燃烧、不稳定燃烧标识；所述模型训练模块根据所述数据标识模块的标注结果，以工况相应的特征参数为输入变量、以工况标识为输出变量，生成燃煤锅炉燃烧状态模型群；所述燃烧状态判断模块对锅炉状态的燃烧状态进行判断并输出判断结果。
[0021]优选的，还包括DCS通讯服务器，所述DCS通讯服务器将DCS系统中的工况数据送至所述数据获取模块，同时将所述燃烧状态判断模块的输出结果送至所述DCS系统。
[0022]本专利技术的优点：综合考虑了炉膛负压、汽包水位及火检信号的影响，基于LSTM算法建立了锅炉的稳定燃烧及不稳定燃烧模型群，使得燃烧状况判断更稳定；从正常工况和异常工况两个方面进行多模态的建模，采取模型组合的方式对模型群进行了融合判断，有效避免了对锅炉燃烧状况的误判。将锅炉不稳定燃烧状态分为三级，有助于运行人员及时发现锅炉不稳定燃烧状态，并及时采取措施，避免锅炉状况恶化。
附图说明：
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例1的流程图。
[0025]图2为实施例2的系统结构连接图。
[0026]图3为实施例2的高速运算中心示意图。
具体实施方式：
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例1：
[0029]如图1所示的一种燃煤锅炉燃烧稳定性判断方法，包括以下步骤：
[0030]S100：确定影响燃煤锅炉燃烧稳定性的特征参数；
[0031]S200：获取锅炉稳定燃烧及不稳定燃烧的多种工况数据，并对上述工况数据进行稳定燃烧、不稳定燃烧标识；
[0032]具体地，本实施例中，S100中确定的特征参数为汽包水位、炉膛负压和火检信号，S200中的多种工况数据来源于锅炉运行的DCS历史数据，使用SIS系统进行历史工况回放。为增加数据准确性，本实施例中，对S200中获取的数据进行预处理，消除上线限、死区和离群点等异常点。
[0033]在预处理完毕后，根据专家经验将获取的数据进行标识，标识分为稳定燃烧、一级不稳定燃烧、二级不稳定燃烧、三级不稳定燃烧四个类型。其中，在进行数据标识时，专家经验可以依据锅炉燃烧期间的火焰电视情况及汽包水位、炉膛负压的波动幅度情况概括为如下几个方面：
[0034]对于一级不稳定燃烧，须同时满足以下条件：(1)汽包水位波动大于
±
50mm，汽包水位变化速率大于10mm/s，给水泵无大幅操作；(2)炉膛负压波动大于50Pa，变化速率大于10pa/s；(3)火焰电视闪烁；(4)火检闪烁。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃煤锅炉燃烧稳定性判断方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：确定影响燃煤锅炉燃烧稳定性的特征参数；S200：获取锅炉稳定燃烧及不稳定燃烧的多种工况数据，并对上述工况数据进行稳定燃烧、不稳定燃烧标识；S300：利用LSTM算法，以S200中所获取工况对应的特征参数为输入变量，以该工况对应的标识为输出变量，建立锅炉的燃烧状态模型群；S400：根据S300建立的模型群对燃煤锅炉燃烧状况进行判断并输出结果。2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉燃烧稳定性判断方法，其特征在于，步骤S200中，不稳定燃烧标识包括一级不稳定燃烧、二级不稳定燃烧、三级不稳定燃烧；步骤S300获得的燃烧状态群包括稳定燃烧模型群、一级不稳定燃烧模型群、二级不稳定燃烧模型群、三级不稳定燃烧模型群。3.根据权利要求2所述的一种燃煤锅炉燃烧稳定性判断方法，其特征在于，步骤S400对燃煤锅炉燃烧状态进行判断的逻辑如下：(1)三个燃烧不稳定模型群分别独立判断，当有模型群判断结果大于90％时，输出相应模型群对应的判断结果，若三个模型群同时输出结果，则按照三级、二级和一级的等级顺序优先输出；(2)当稳定燃烧模型群判断结果大于90％时，输出稳定燃烧判断结果；(3)结合(1)、(2)对锅炉的燃烧稳定进行判断，当(1)有结果输出、同时(2)的判断结果为否，则判断锅炉处于不稳定燃烧状态，并以...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志军，王荣，张莹，姚强，刘红欣，任少君，范伟，张海涛，梁满仓，
申请(专利权)人：内蒙古机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：