大型燃煤机组在线监测与优化控制系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术提供一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统及其实现方法，所述方法包括以下步骤：对大型燃煤机组的锅炉进行燃烧特性分析，并进行锅炉燃烧优化调整试验，获得锅炉运行关键参数；确定所述锅炉运行关键参数与锅炉效率和NOx排放之间的关系，并根据所述关系建立优化控制模型；对所述优化控制模型进行训练，得到最高锅炉效率下的锅炉运行参数的具体优化数值。本发明专利技术的一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统及其实现方法，可以在保证低NOx排放的基础上提高锅炉效率，有效的提高了电厂运行的经济性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，所述方法包括以下步骤：对大型燃煤机组的锅炉进行燃烧特性分析，并进行锅炉燃烧优化调整试验，获得锅炉运行关键参数；确定所述锅炉运行关键参数与锅炉效率和NOx排放之间的关系，并根据所述关系建立优化控制模型；对所述优化控制模型进行训练，得到最高锅炉效率下的锅炉运行参数的具体优化数值。本专利技术的一种，可以在保证低NOx排放的基础上提高锅炉效率，有效的提高了电厂运行的经济性。【专利说明】
本专利技术涉及电力系统领域，特别是涉及一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统以及一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统的实现方法。
技术介绍
高效率和低污染是电力发展永恒的主题。随着技术进步，目前我国的电站锅炉的发展也步入了大容量、高参数化和低排放阶段。但由于我国电站锅炉具有煤质多变，负荷大范围变化的特点，同时锅炉对象具有典型的大惯性、大延迟以及模型参数随工况显著时变的特点，因此当负荷发生变化时，燃料量、引风量、送风量应同时协调动作，达到既要适应负荷变化、又要使燃料量、送风量成一定比例，还要使炉膛负压保持一定的数值；当生产负荷相对稳定时，应保持燃料量、送风量的相对稳定，并能迅速消除外界干扰对它们各自的影响。由于燃煤锅炉的燃烧产物中NOx (氮氧化物)、飞灰含碳量以及烟气过氧量的排放特性复杂，受到多种因素的制约，诸如煤种、锅炉热负荷、风煤比、配风方式、炉膛温度等，因而难以用基于机理的简洁明确的数学模型描述，往往需要采用实炉测试方法加以确定，并由测试结果逐渐摸索降低NOx排放、提高锅炉燃烧效率的方法。但是，现场实炉测试工作量大，测试工况有限，且各种影响参数相互叠加，造成数据分析上存在困难，致使不能根据测试结果获得有关特性系数的估算公式和比较明确的数学模型。因而，试验结果也不具备良好的通用性，不能将其进一步推广用以描述不同条件下的锅炉燃烧过程。工况不同时，锅炉的热效率不同，烟气成分、传热情况也有很大不同，造成锅炉燃烧特性的不同，具有较强的非线性、时变性，锅炉各参数间相互影响，具有很强的耦合性。锅炉燃用煤种和操作参数千变万化，无法保证其在试验工况下运行，因此无法根据试验工况预测模拟其他操作工况下的NOx排放特性，不利于燃煤锅炉通过燃烧调整降低NOx排放和提高锅炉的燃烧经济性。大型锅炉的燃烧优化问题中(降低NOx排放量和提高锅炉的燃烧效率)，需要模型描述燃烧过程，提供寻优过程中对NOx排放、燃烧效率等指标的预测，但是锅炉燃烧特性的复杂性却为建模带来了很大的难度。总的说来，试验手段加上合理的模型演算以及DCS (DistributedControl System，集散控制系统)数据对提高锅炉效率与降低NOx排放是非常有帮助的。然而，单纯的燃烧优化调整测试不能自动寻找燃烧最优条件，单纯根据运行数据建立的模型也无法准确辨识特定参数对燃烧的影响大小。因此，如何更好地调整锅炉运行参数以降低NOx排放量和提高锅炉效率，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种，能够提高锅炉效率并降低NOx排放，保证锅炉自动运行在最低发电能耗和最低污染物状态。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案:—种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统的实现方法，包括以下步骤:对大型燃煤机组的锅炉进行燃烧特性分析，并进行锅炉燃烧优化调整试验，获得锅炉运行关键参数；确定所述锅炉运行关键参数与锅炉效率和NOx排放之间的关系，并根据所述关系建立优化控制模型；对所述优化控制模型进行训练，得到最高锅炉效率下的锅炉运行参数的具体优化数值。一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统,包括:参数获取模块，用于对大型燃煤机组的锅炉进行燃烧特性分析，并进行锅炉燃烧优化调整试验，获得锅炉运行关键参数；关系建立模块，用于确定所述锅炉运行关键参数与锅炉效率和NOx排放之间的关系，并根据所述关系建立优化控制模型；优化数值计算模块，用于对所述优化控制模型进行训练，得到最高锅炉效率下的锅炉运行参数的具体优化数值。由以上方案可以看出，本专利技术的一种，能够建立锅炉运行的关键参数与锅炉效率和NOx排放之间的关系，并据此建立优化控制模型，然后通过对该优化控制模型的训练得到最高锅炉效率下的锅炉运行参数的具体优化数值，运行人员只需要依照这些具体优化数值来进行锅炉燃烧调整，就可以在保证低NOx排放的基础上提高锅炉效率。本专利技术不管是在开环模式还是闭环模式下均能保证锅炉自动运行在最低发电能耗和最低污染物状态，有效的提高了电厂运行的经济性。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统的实现方法的流程示意图；图2为本专利技术的整体实施方案示意图；图3为本专利技术的NOx排放与锅炉效率的关系模型示意图；图4为本专利技术的BP网络模型结构示意图；图5为本专利技术的BP网络模型算法步骤流程图；图6为本专利技术的一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统的结构示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种锅炉运行稳定、自动寻找最低能耗和最小污染(NOx)的在线监测与优化控制系统，使得即使在非典型工况下，也不需要电厂工作人员根据经验来调整锅炉运行参数，而是直接由在线监测分析与控制系统将锅炉在各个工况下生产参数都能自动分析并调整到最佳，保证锅炉自动运行在最低发电能耗和最低污染物状态。为实现上述目的，本专利技术提供一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统的实现方法，参见图1所示，包括以下步骤:步骤S101，对大型燃煤机组的锅炉进行燃烧特性分析，并进行锅炉燃烧优化调整试验，获得锅炉运行关键参数，然后进入步骤S102。作为一个较好的实施例，所述锅炉运行关键参数可以包括:过量空气系数、风/煤t匕、燃烬风量、煤粉细度、变磨煤机投运方式、负荷以及煤种特性等。本专利技术中，进行锅炉燃烧优化调整试验的目的如下:一方面在提高锅炉效率和降低污染排放的基础上得出该锅炉运行关键参数如煤粉细度、过量空气系数、风煤比(一次风量)、燃烬风量以及风量分配和煤种特性等对锅炉效率和NOx排放的影响规律；另一方面，通过调整试验，可以改善锅炉运行状态，掌握调整锅炉运行的实际动作参数如二次风门开度、粗细粉分离器挡板开度等为在线优化专家系统得出自动调整方案并执行做准备。步骤S102，确定所述锅炉运行关键参数与锅炉效率和NOx排放之间的关系，并根据所述关系建立优化控制模型，然后进入步骤S103。步骤S103，对所述优化控制模型进行训练，得到最高锅炉效率下的锅炉运行参数的具体优化数值。作为一个较好的实施例，在得到所述具体优化数值之后，还可以包括如下步骤:根据所述具体优化数值来调整锅炉运行参数。作为一个较好的实施例，本专利技术中所建立的优化控制模型可以为基于BP神经网络理论的优化控制模型。另外，作为一个较好的实施例，对所述优化控制模型进行训练的过程具体可以包括如下:采用带动量和动态自适应学习率的梯度函数对所述优化控制模型进行训练。其中带动量的学习公式如下:(I)输出层的权值变化对从第i个输出到第k个输出的权值有:【权利要求】1.一种大型燃煤机组在线监测与优化控制系统的实现方法，其特征在于，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗嘉，朱亚清，吴乐，刘小伟，叶向前，张曦，伍宇忠，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：