[發明專利]基于模型遷移的鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測方法

有效

• 申請號: 201911150477.7
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN111222685B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 王亞歐;任少君;耿察民;陳波;司風琪;陶謙;楊振;金煒;何鵬飛
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司;東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/08
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 朱欣欣

1.一種基于模型遷移的鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：結合鍋爐設計信息和燃料特性，確定負荷、風門開度、氧量主要運行參數分布范圍；

步驟(2)：結合邊界條件的理論可行域，采用正交試驗法，針對設計煤種進行CFD數值試驗，獲取鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測建模樣本；

步驟(3)：以CFD數值模擬樣本形成鍋爐寬負荷建模樣本庫，建立NOx排放濃度預測基本模型Z＝f(X)，其中X為邊界條件，Z為設計煤種所對應的模型輸出值；

步驟(4)：重復步驟(2)，針對機組歷史數據倉庫中另一非設計煤種1進行CFD數值試驗，獲取該煤種下NOx排放濃度預測建模樣本；

步驟(5)：基于步驟(4)中非設計煤種1下NOx排放濃度預測建模樣本，采用高斯過程回歸和貝葉斯理論將設計煤種基模型進行遷移，建立非設計煤種1所對應的NOx排放濃度預測基本模型Z₁＝f(X)，其中X為邊界條件，Z₁為非設計煤種1所對應的模型輸出值；

步驟(6)：重復步驟(4)和步驟(5)，建立電站煤種的NOx排放濃度預測基模型庫；

步驟(7)：從機組歷史數據倉庫獲取煤種1所對應的N₁組運行數據{(Y₁,X₁),(Y₂,X₂),…,(Y_N,X_N)}作為模型遷移的訓練數據集D₁,其中Y_i為NOx實際測量值，X_i為邊界條件實際值，i＝1,2,…N；

步驟(8)：采用高斯過程回歸和貝葉斯理論，使用訓練數據集D₁對NOx排放濃度預測基模型Z₁＝f(X)進行遷移，建立煤種1所對應的NOx排放濃度預測模型；

步驟(9)：重復步驟(7)，從機組歷史數據倉庫獲取另一煤種2所對應的N₂組運行數據作為模型遷移數據集D₂；

步驟(10)：重復步驟(8)，使用訓練數據集D₂對NOx排放濃度預測基模型Z₂＝f(X)進行遷移，建立煤種2所對應的NOx排放濃度預測模型；

步驟(11)：重復步驟(9)和步驟(10)，建立電站所有煤種的NOx排放濃度預測新模型庫；

步驟(12)：步驟(6)中所建立的基模型庫里的模型被對應煤種的新模型替代，進而實現NOx排放濃度預測新模型庫的在線更新。

2.如權利要求1所述的一種基于模型遷移的鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測方法，其特征在于：所述步驟(1)中鍋爐設計信息包括幾何結構信息以及燃燒器布置形式信息。

3.如權利要求1所述的一種基于模型遷移的鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測方法，其特征在于：所述步驟(1)中燃料特性包括煤質工業分析信息、元素分析信息以及粒徑分布信息。

4.如權利要求1所述的一種基于模型遷移的鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測方法，其特征在于：所述步驟(2)中邊界條件包括負荷、風門開度、氧量以及磨煤機組合方式。

5.如權利要求4所述的一種基于模型遷移的鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測方法，其特征在于，所述步驟(2)中正交試驗法的步驟如下：將負荷、風門開度、氧量、磨煤機組合方式4個參數作為試驗因素并根據歷史數據中各試驗因素的可行域確定各因素的位級數，進而根據因素數和位級數選擇正交表安排數值試驗。

6.如權利要求1所述的一種基于模型遷移的鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測方法，其特征在于，所述步驟(2)中獲取鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測建模樣本的方法如下：根據鍋爐的受熱面布置形式、燃燒器類型建立鍋爐的幾何模型；針對設計煤種，采用計算流體力學軟件進行爐內燃燒數值模擬試驗，得到不同負荷、風門開度、氧量、磨煤機組合方式下NOx的生成量，并將計算結果作為鍋爐寬負荷NOx排放濃度預測建模樣本。