[發(fā)明專利]一種鍋爐燃燒多約束多目標優(yōu)化專家系統(tǒng)及其優(yōu)化方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010186048.8
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN102261671A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王榮虎
• 申請（專利權(quán)）人: 王榮虎
• 主分類號: F23N5/00
• 分類號: F23N5/00
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31251
• 代理人: 郭桂峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源、環(huán)保、信息等技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鍋爐燃燒優(yōu)化專家系統(tǒng)，尤其涉及一種鍋爐燃燒多約束多目標優(yōu)化專家系統(tǒng)；同時，本發(fā)明還涉及一種上述優(yōu)化專家系統(tǒng)的優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

鍋爐燃燒過程中，影響其燃燒熱效率和污染物排放量的因素大部分相同，但對各個因素的具體要求卻往往是矛盾的。在已有的的風煤比尋優(yōu)方法中，有的可以提高燃燒熱效率，卻增加了污染物的排放，加重了環(huán)境污染；有的集中在減少環(huán)境污染而忽略了鍋爐的燃燒熱效率。

目前采用的DCS控制調(diào)節(jié)往往無法完全針對鍋爐燃燒的特點控制最佳運行工況，?機組的運行性能在很大程度上取決于運行人員的經(jīng)驗和操作，?鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)可以使鍋爐DCS的控制調(diào)節(jié)能力得以提高，減少操作人員的人為影響。

將人工智能方法引入了燃燒優(yōu)化領(lǐng)域也是一種新穎的做法：電站鍋爐燃燒優(yōu)化專家系統(tǒng)主要是利用鍋爐運行數(shù)據(jù)和一系列燃燒試驗數(shù)據(jù)，將燃燒過程視為一個“黑箱”，只關(guān)注輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)的關(guān)系，建立和測試針對機組的數(shù)學模型，通過仿真測試的模型將作為預測模型投入實際運行。

人工智能建模是通過對燃燒現(xiàn)象進行實時監(jiān)視，對一個“控制專家”在解決燃燒優(yōu)化問題時的思路、方法、經(jīng)驗和策略的模擬。專家系統(tǒng)包括知識庫、推理機、動態(tài)數(shù)據(jù)庫和過程輸人輸出接口等基本組成部分。采用智能算法進行全局搜索以確定鍋爐各種操作參數(shù)的最佳值，使鍋爐內(nèi)燃燒過程中的溫度、壓力、之間相互耦合，實現(xiàn)多元優(yōu)化，達到整體最優(yōu)。

通過使用上述技術(shù)能使得鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)中的鍋爐能效和污染物排放控制免除人工配置，能從繁多的實時技術(shù)數(shù)據(jù)中分析出最優(yōu)配置方案，再進行自動調(diào)整，實現(xiàn)了實時的自動優(yōu)化。

中國專利CN200710173267.0揭示了一種節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的燃煤工業(yè)鍋爐運行優(yōu)化指導系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)通訊接口、數(shù)據(jù)處理模塊、系統(tǒng)顯示模塊、鍋爐實時效率處理模塊和運行優(yōu)化指導模塊。其中：數(shù)據(jù)通訊接口從鍋爐控制系統(tǒng)中接受實時運行數(shù)據(jù)并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊對接收的數(shù)據(jù)進行檢驗和濾波；鍋爐實時效率處理模塊處理得出鍋爐排煙熱損失、物理未完全燃燒熱損失和鍋爐實時效率，并傳輸給運行優(yōu)化指導模塊和系統(tǒng)顯示模塊將實時風煤比與鍋爐最優(yōu)風煤比上下限值進行比較，同時將實測排煙溫度與鍋爐排煙溫度高限值進行比較，并將比較結(jié)果傳輸?shù)较到y(tǒng)顯示模塊，發(fā)出運行指導操作指令；系統(tǒng)顯示模塊負責顯示數(shù)據(jù)。該技術(shù)方案沒有有效解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種鍋爐燃燒多約束多目標優(yōu)化專家系統(tǒng)，可實現(xiàn)鍋爐燃燒的整體優(yōu)化。

另外，本發(fā)明還提供上述鍋爐燃燒多約束多目標優(yōu)化專家系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鍋爐燃燒多約束多目標優(yōu)化專家系統(tǒng)，用以優(yōu)化鍋爐的燃燒工況；其包括：

分布式控制系統(tǒng)DCS，用于獲取鍋爐的實時工況數(shù)據(jù)，并控制調(diào)節(jié)鍋爐的工況參數(shù)；

工業(yè)煤種分析模塊，用于分析燃燒用煤的成分及性質(zhì)；

環(huán)境污染物監(jiān)測系統(tǒng)，用于獲取鍋爐的環(huán)境污染物排放數(shù)據(jù)；

自尋優(yōu)系統(tǒng)，用于根據(jù)實時工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物排放數(shù)據(jù)在鍋爐燃燒模型庫中尋找最接近的成熟案例；

歷史數(shù)據(jù)庫，用于儲存鍋爐燃燒參數(shù)歷史數(shù)據(jù)及對應(yīng)的其他模塊記錄的歷史數(shù)據(jù)；

鍋爐燃燒模型庫，包括若干鍋爐的燃燒模型；

鍋爐優(yōu)化專家系統(tǒng)服務(wù)端程序，用于尋找達到鍋爐目標工況的參數(shù)，并把調(diào)節(jié)后的工況參數(shù)輸出至DCS；

人機界面，用于參數(shù)配置的輸入與實時工況/歷史報表的輸出。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述自尋優(yōu)系統(tǒng)包括：

案例推理模塊，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)，在所述鍋爐燃燒模型庫中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；

目標工況調(diào)節(jié)模塊，用以根據(jù)上述最接近的成熟案例調(diào)節(jié)控制參數(shù)，尋找達到鍋爐目標工況的參數(shù)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述案例推理模塊包括

近似案例查詢單元，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)，在所述鍋爐燃燒模型庫中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；

最優(yōu)解案例保存單元，用以保存經(jīng)過目標工況調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)后得到的新的案例作為燃燒模型。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述案例推理模塊還包括成熟案例庫更新單元，用以更新所述鍋爐燃燒模型庫中的現(xiàn)有燃燒模型的參數(shù)、或增加新的燃燒模型。