[發(fā)明專利]一種基于耗差分析的循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化運行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410390756.1
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104199290B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 馬曉茜;李雙雙;余昭勝;林有勝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐燃燒的技術領域，特別涉及一種基于耗差分析的循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化運行方法。

背景技術

循環(huán)流化床鍋爐(CFB)燃燒技術是一種新型的高效、低污染清潔燃煤技術，由于它在煤種適應性、變負荷調整能力以及污染物排放上具有的獨特優(yōu)勢，近年來得到了廣泛的應用。雖然流化床燃燒可以極大的緩解電廠燃用劣質煤帶來的污染問題，但是在循環(huán)流化床鍋爐向大容量、高參數(shù)、高自動化的發(fā)展過程中，其運行仍存在燃燒效率低、爐膛溫度變動大、受熱面磨損、飛灰含碳量高等問題。循環(huán)流化床鍋爐是一個多參數(shù)、非線性、時變及多變量緊密耦合的系統(tǒng)，使得其能效的提高比一般鍋爐更加復雜和困難，如何提高鍋爐監(jiān)控水平、運行管理水平，并實現(xiàn)經(jīng)濟優(yōu)化運行是流化床鍋爐面臨的關鍵問題之一。

基于耗差分析建立循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化運行方法，相比于目前普遍采用的鍋爐運行經(jīng)濟小指標考核方法，具有較大的全面性以及科學性。通過變工況計算以及歷史數(shù)據(jù)整理分析等方法獲取各運行參數(shù)基準值，即在運行過程中各參數(shù)操作過程的目標值。通過實時計算各參數(shù)偏離基準值對鍋爐效率的定量影響，也就是耗差，能較清晰判斷影響鍋爐效率的參數(shù)，從而能夠準確指導鍋爐優(yōu)化運行。

專家系統(tǒng)的主要應用思路是根據(jù)獲取的鍋爐系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)以及歷史運行情況，模擬專家思維推理方式，運用行業(yè)內專家經(jīng)驗知識對鍋爐系統(tǒng)運行進行推理并指導優(yōu)化。人工智能技術特別是專家系統(tǒng)，在航天、航空、電力、船舶、化工等行業(yè)都得到了廣泛的應用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，尤其適用于流化床鍋爐系統(tǒng)此類多參數(shù)、多變量耦合的大型動態(tài)系統(tǒng)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種基于耗差分析的循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化運行方法，實現(xiàn)典型循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)整體運行優(yōu)化。

本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種基于耗差分析的循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化運行方法，包括以下步驟：

S1、創(chuàng)建專家系統(tǒng)，包括循環(huán)流化床鍋爐的基礎參數(shù)庫、推理機、事實庫、規(guī)則庫以及解釋模塊；

S2、建立循環(huán)流化床鍋爐特定參數(shù)耗差計算模型；

S3、參數(shù)基準值確定，通過獲取循環(huán)流化床鍋爐歷史運行數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)挖掘方法，確定特定工作情況下參數(shù)基準值；

S4、獲取鍋爐實時運行數(shù)據(jù)，并進行預處理；

S5、實時運行數(shù)據(jù)與當前負荷下目標值進行對比，按照規(guī)則輸出事實，啟動專家系統(tǒng)進行推理，并輸出能耗診斷結論；

S6、對輸出結論對應的參數(shù)進行耗差計算，獲取參數(shù)變量對鍋爐效率的影響值；

S7、根據(jù)專家系統(tǒng)推理結論以及耗差計算結果，給出優(yōu)化運行動作建議以及參數(shù)調整應達值，并應用調整之后的參數(shù)進行能耗分析計算與當前參數(shù)能耗分析結果進行對比，確認可達到的優(yōu)化效果。

優(yōu)選的，所述步驟S1中的基礎參數(shù)庫包括循環(huán)流化床各設備結構參數(shù)、設計運行參數(shù)以及銘牌參數(shù)；

所述步驟S1中的事實庫包括鍋爐燃燒系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)以及輔機系統(tǒng)可測量參數(shù)運行值與基準值對比偏高或者偏低的事實；

所述步驟S1中的規(guī)則庫：包括鍋爐各系統(tǒng)基于不同運行事實而導致的運行能效降低的規(guī)則；

所述步驟S1中的推理機，用于基于正向推理策略進行推理；

所述步驟S1中的解釋模塊，用于實現(xiàn)輸出匹配事實，匹配規(guī)則的結論，以及結論對應的建議優(yōu)化動作。

優(yōu)選的，所述規(guī)則的形式為IF和THEN，規(guī)則的前提為不同組合的鍋爐運行參數(shù)偏離基準值的事實集。

優(yōu)選的，所述步驟S2中耗差計算模型的關于循環(huán)流化床鍋爐的重要參數(shù)包括：排煙溫度、鍋爐氧量、給水溫度、環(huán)境溫度、入爐煤低位發(fā)熱量、主蒸汽溫度、再熱溫度、主蒸汽壓力、飛灰含碳量、爐渣含碳量、空預器漏風量。

優(yōu)選的，所述步驟S3參數(shù)基準值確定又包括下列步驟：

S31、選取6個以上典型負荷工況歷史數(shù)據(jù)；

S32、計算不同運行參數(shù)下鍋爐效率，選取各負荷工況下鍋爐效率最低作為最優(yōu)工況樣本；

S33、排煙氧量、爐膛溫度參數(shù)采用設計值進行變工況計算，獲得其負荷-基準值關系式：y_i＝a_ix²+b_ix+c_i，其中x為鍋爐負荷值，y為運行參數(shù)基準值，參數(shù)a_i，b_i，c_i采用數(shù)學工具進行擬合獲取上述負荷-基準值關系式。