循环流化床锅炉节能最优化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种循环流化床锅炉节能最优化系统及方法，系统包括与循环流化床锅炉连接的现场智能仪表、数据库、数据接口、控制站以及上位机；现场智能仪表与控制站、数据库和上位机连接，上位机包括：能量损失预测模块，用于预测循环流化床锅炉在当前运行条件下，若按预设的操作变量值运行，锅炉将产生的总能量损失率；约束判断模块，用于判断预设的操作变量在当前工况下，是否符合循环流化床锅炉的工艺要求；寻优模块，用于寻找最优的操作变量；约束判断模块；信号采集模块；结果显示模块。本发明专利技术在保持蒸汽参数和蒸汽产量满足生产要求的前提下，通过操作变量的优化，充分降低能量损失，提高生产效益。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种循环流化床锅炉节能最优化系统，其特征在于，包括与循环流化床锅炉连接的现场智能仪表、数据库、数据接口、控制站以及上位机；现场智能仪表与控制站、数据库和上位机连接，所述的上位机包括：能量损失预测模块，用于预测循环流化床锅炉在当前运行条件下，若按预设的操作变量值运行，锅炉将产生的总能量损失率，采用以下过程来完成：1.1）从数据库中采集运行操作变量和运行条件变量的历史记录，组成自变量的训练样本矩阵X，采集对应的能量损失相关变量，组成因变量训练样本矩阵Y，记：X=1x1,1x1,2...x1,111x2,1x2,2...x2,11...............1xn,1xn,2...xn,11,Y=y1,1y1,2...y1,7y2,1y2,2...y2,7............yn,1yn,2...yn,7---(1)其中xi,1、xi,2、...、xi,11分别表示一次风总风量（Nm3/h）、二次风总风量（Nm3/h）、主蒸汽流量（t/h）、环境温度（℃）、给水温度（℃）、炉膛负压（kPa）、床压（kPa）、燃煤水分（%）、燃煤挥发分（%）、燃煤灰分（%）、燃煤硫分（%）的第i个训练样本值；yi,1、yi,2、...、yi,7分别表示过量空气系数、床温（℃）、排烟温差（℃）、飞灰含碳百分数（%）、一次风机电流（A）、二次风机电流（A）、引风机电流（A）的第i个训练样本值；n为训练样本个数；1.2）按下式求预测系数矩阵β：β=(XTX)?1XTY???（2）其中，上标：T、?1分别表示矩阵的转置、矩阵的逆；1.3）从现场智能仪表采集运行条件变量的实时信号，结合操作变量的当前预设值，按下式求能量损失相关变量的预测值：[y1??y2??...??y7]=[1??x1??x2??...??x11]β???（3）其中，x1、x2分别表示操作变量：一次风总风量（Nm3/h）、二次风总风量（Nm3/h）的当前预设值；x3、x4、...、x11分别表示运行条件变量：主蒸汽流量（t/h）、环境温度（℃）、给水温度（℃）、炉膛负压（kPa）、床压（kPa）、燃煤水分（%）、燃煤挥发分（%）、燃煤灰分（%）、燃煤硫分（%）的实时值；y1、y2、...、y7分别表示能量损失相关变量：过量空气系数、床温（℃）、排烟温差（℃）、飞灰含碳百分数（%）、一次风机电流（A）、二次风机电流（A）、引风机电流（A）的预测值；1.4）按（4）～（6）式求取各分项能量损失率的预测值：q2=(K1y1+K2)y310000---(4)q4=312.23x10x12×y4100-y4---(5)pf=fp(y5,y6,y7,x3)???（6）其中，K1、K2为与煤种有关的计算系数，对于常见的烟煤，取K1=3.35，K2=0.44；q2为排烟热损失率预测值，即排烟热损失占锅炉总输入热量的比例的预测值；x12为燃煤的收到基低位发热量（kJ/kg）；q4为固体未完全燃烧热损失率预测值，即固体未完全燃烧热损失占锅炉总输入热量的比例的预测值；fp(·)为根据实际设备确定的各风机电流及锅炉负荷与风机电耗率之间的函数关系；pf为风机电耗率预测值，即风机电耗占锅炉总输入热量的比例的预测值；1.5）按下式求取总能量损失率的预测值：qall=f(X)=q2+q4+kepf???（7）其中，qall为总能量损失率预测值，即锅炉的总能量损失占锅炉总输入热量的比例的预测值；ke为电能与热能的价值比；f(X)表示总能量损失率是操作变量集X的函数；约束判断模块，用于判断预设的操作变量在当前工况下，是否符合循环流化床锅炉的工艺要求，采用以下过程来完成：2.1）将运行条件变量、预设的操作变量以及预测得到的能量损失相关变量，代入（8）～（12）式：fpmin≤x1≤fpmax???（8）fsmin≤x2≤fsmax???（9）tbmin≤y2≤tbmax???（10）x4+y3≥tpmin???（11）x1+x2≥kfminx3???（12）其中，fpmin为最小一次风量，fpmax为最大一次风量，fsmin为最小二次风量，fsmax为最大二次风量，tbmin为最低运行床温，tbmax为最高运行床温，tpmin为最低排烟温度，kfmin为最低风负荷比；2.2）如果（8）～（12）式均成立，则判定预设的操作变量为可行，否则判定预设的操作变量为不可行；寻优模块，用于寻找最优的操作变量，采用以下过程来完成：3.1）由（13）、（14）式在以一次风量、二次风量为坐标轴的二维平面内产生一个随机点X(x1,x2...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴高，吴家标，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：