[發明專利]基于垃圾熱值軟測量的垃圾焚燒控制方法

無效

• 申請號: 200810220724.1
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101476731A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 陸繼東;沈凱;李春健;易新建;姚順春;李娉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F23G5/50
• 分類號: F23G5/50;F23N1/02;G05B19/418;G05B13/02
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明屬于燃燒過程監測領域，涉及垃圾焚燒過程中運行參數的控制方法。

背景技術

垃圾熱值是影響垃圾焚燒穩定性的一個關鍵參數。在垃圾焚燒過程中，入爐垃圾熱值的變化對燃燒過程的穩定性會產生巨大的影響。由于我國垃圾發電廠的垃圾來源廣泛，垃圾的熱值變化很大。目前在國際上還沒有一種能夠在線測量垃圾熱值的測量設備應用于生產過程，究其原因主要在于目前對物質熱值進行測量的設備均是采用點測量的方法，而垃圾是一種成分復雜多變、熱值分布不均勻的物質，用于點測量的垃圾樣品并不能代表垃圾的實際熱值。

國際上常用的測量垃圾熱值的方法包括兩大類：實驗測量和模型計算。實驗測量主要是指采用彈式量熱計測量方法，它是一種點測量方法。另一大類就是垃圾熱值計算模型。目前主要是基于離線實驗分析結果的垃圾熱值計算模型，包括基于元素分析結果的垃圾熱值計算模型、基于工業分析的垃圾熱值計算模型和基于物理組分的垃圾熱值計算模型。

上述的三類垃圾熱值計算模型用于垃圾焚燒爐垃圾熱值的在線監測，存在著以下幾點不足：

1)、基于元素分析、工業分析和物理組分的熱值計算模型均是以垃圾樣品的分析為基礎的。垃圾是一種非均勻的燃料，熱值分布不均勻，難于得到典型樣品，在實驗分析中，樣品尺寸和取樣點的選擇將會影響結果的準確性。

2)、目前垃圾元素分析、工業分析和物理組分測試還沒有在線實驗方法，所以基于實驗分析方法的熱值計算模型難于用于垃圾熱值的在線測量。

對于實際應用的垃圾焚燒DCS控制系統而言，需要的是垃圾熱值的整體變化趨勢。在焚燒過程中，運行參數會隨著垃圾熱值的波動而發生變化，所以根據監測參數的變化，有可能對垃圾熱值的整體變化做出判斷。因此，建立基于在線運行參數的垃圾熱值在線測量模型是現實可行的。

發明內容

本發明針對垃圾焚燒過程中垃圾熱值難以在線測量的現狀，提供了一種基于垃圾熱值軟測量的垃圾焚燒控制方法，它能夠實時預測垃圾熱值的整體變化趨勢，為控制系統有效調節垃圾焚燒爐燃燒提供依據。

本發明方法包括以下步驟：

(1)在理論分析的基礎上，根據垃圾焚燒爐的實際運行情況，總結垃圾熱值變化趨勢和焚燒爐運行參數之間存在的統計規律，確定可反映垃圾熱值變化趨勢的主要運行參數，包括給料量B、主蒸汽量D、主蒸汽壓力P_m、主蒸汽溫度T_m、爐膛煙氣溫度T_f、一次風量W_f、二次風量W_s，以及煙氣空氣預熱器旁路風壓P_g作為垃圾熱值軟測量模型的輸入參數，垃圾熱值作為輸出參數。

(2)將垃圾熱值軟測量模型嵌入垃圾焚燒發電廠的控制系統，構建基于小腦神經網絡模型的垃圾熱值軟測量模型，模型的輸入參數和輸出參數均為已經過模糊化的測量參數。輸出垃圾熱值的模糊語言集合為：{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，英文縮寫為{NB，NM，NS，O，PS，PM，PB}。

(3)確定基于小腦神經網絡模型的垃圾熱值軟測量模型的結構和算法

基于小腦神經網絡模型的垃圾熱值軟測量模型結構如圖2所示。本模型主要應用兩個基本映射和一個輸出：概念映射和實際映射；輸出是垃圾熱值。

基于小腦神經網絡模型的垃圾熱值軟測量模型應用的具體算法主要包括概念映射算法、輸出算法、學習算法以及學習算法的目標函數四個部分，具體算法流程圖如圖3所示。

(4)利用現場采集的監測參數，對垃圾熱值軟測量整體模型進行訓練。

在確定好最小方差ε、最大訓練次數N、學習參數β、感受野C等神經網絡參數的基礎上，利用現場采集垃圾焚燒控制系統中的相關數據對模型進行訓練，實現垃圾熱值的在線軟測量。

(5)將得到的垃圾熱值在線軟測量結果反饋到垃圾焚燒過程控制系統，監測垃圾熱值的整體變化趨勢，并將垃圾熱值作為控制系統的一個邏輯判斷分支，為運行參數的調整和優化提供依據。

本發明的有益效果是：它提供了一種基于運行參數的垃圾熱值在線軟測量方法，無需額外增加測點，直接利用垃圾焚燒電站控制系統的運行參數，就可以實時反映垃圾焚燒過程中垃圾熱值的整體變化趨勢，為提高垃圾焚燒穩定性提供了有利的依據。

附圖說明

圖1為本發明實施的流程圖。

圖2為本發明基于垃圾熱值軟測量的垃圾焚燒控制方法中的算法結構圖。

圖3為本發明基于垃圾熱值軟測量的垃圾焚燒控制方法中的算法。

圖4為本發明模型訓練樣本檢驗結果圖。

圖5為熱值在線監測結果圖。

具體實施方式