[發明專利]一種工業燃氣鍋爐多目標多約束燃燒優化方法

有效

• 申請號: 201610021248.5
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105674326B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 宋光武;焦偉紅;潘濤;金大建;卓建坤;宋少鵬;馮復興;姚強
• 申請（專利權）人: 北京市環境保護科學研究院;北京環科環保技術公司;清華大學
• 主分類號: F23N5/00
• 分類號: F23N5/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 張曉霞

1.一種工業燃氣鍋爐多目標多約束燃燒優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S100：采集燃氣鍋爐運行中的可調參數和表征燃燒狀態的特征指標作為基礎數據，所述可調參數包括總燃料量、二次燃料比例、氧含量和煙氣循環率β，所述特征指標包括NOx濃度值、CO濃度值和火焰長度值；

S200：用基礎數據建立燃氣鍋爐燃燒的數學模型，所述數學模型包括；NOx的SVM模型、CO的SVM模型和火焰長度的SVM模型；

S300：確定目標函數和約束條件，所述目標函數為：min：NOx+a(CO-CO’)+b(L-L’)；所述約束條件為：四個可調參數的調節范圍；

其中，CO’為鍋爐運行允許的最大值，CO為采集的濃度值，a、b為加權系數，當CO＞CO’時，a取10³，當CO≤CO’時，a＝0；L’是爐膛允許的最大火焰長度，L為采集到的火焰長度，當L＞L’時，b取10³，當L≤L’時，b＝0；

S400：根據所建立的數學模型、目標函數和約束條件，通過遺傳算法搜索出各負荷下可調參數的最佳組合。

2.根據權利要求1所述的工業燃氣鍋爐多目標多約束燃燒優化方法，其特征在于，所述煙氣循環率β由下式計算：

其中：β是煙氣循環率，γ′_O是風道含氧量，V_煙是理論煙氣量，γ_O是煙氣含氧量，V_空是理論空氣量，V′_煙是實際煙氣量。

3.根據權利要求1所述的工業燃氣鍋爐多目標多約束燃燒優化方法，其特 征在于，所述NOx濃度值是將煙氣分析儀測得的NOx濃度值折算至氧含量為3.5％時的值，折算公式：

其中氧含量為煙氣分析儀測得的煙氣氧含量。

4.根據權利要求1所述的工業燃氣鍋爐多目標多約束燃燒優化方法，其特征在于，所述步驟S200具體包括：

S201：數據預處理，將可調參數總燃料量、二次燃料比例、氧含量和煙氣循環率β和特征指標NOx濃度值、CO濃度值和火焰長度的值全部做歸一化處理；

S202：選取訓練集，以總燃料量、二次燃料比例、氧含量和煙氣循環率β為輸入，對應的NOx濃度值、CO濃度值和火焰長度的值為輸出，通過matlab加載工具箱libsvm-faruto分別訓練NOx的SVM模型、CO的SVM模型和火焰長度的SVM模型，其中工具箱libsvm-faruto中核函數參數g和懲罰因子c，采用工具箱默認值；

S203：通過試算法調整核函數參數g和懲罰因子c。

5.根據權利要求4所述的工業燃氣鍋爐多目標多約束燃燒優化方法，其特征在于，所述步驟S203包括：以訓練集以外數據作為測試集，用所建模型預測測試集的輸入所對應的輸出作為預測值，對比預測值與實際值，計算預測值與實際值的相關系數、平均誤差和最大誤差；若相關系數、平均誤差和最大誤差大于相應設定閾值時，則通過試算法調整g和c，通過網格尋優方法確定g、c的較優范圍，在此范圍內任選5-10組g、c組合，返回步驟S202，直至模型預測效果滿足需要。