[發明專利]一種基于CO在線檢測的鍋爐優化方法及系統

在審

• 申請號: 202010214224.8
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111401652A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 鄢烈祥;裴彬;周力;劉立柱;彭愿;梁矩亮
• 申請（專利權）人: 漢谷云智（武漢）科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;F23N5/00;G06N3/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨涵

本發明公開了一種基于CO在線檢測的鍋爐優化方法及系統，運用大數據及智能優化算法，建立了CO濃度與鍋爐熱效率之間的數理模型，通過控制爐膛內CO的濃度來控制鍋爐效率，并運用關聯規則、BP神經網絡等算法進行優化計算，得到最佳的鍋爐操作方案，從而實現鍋爐的實時閉環優化。

技術領域

本發明涉及電力領域，具體涉及發電行業一種基于CO在線檢測的鍋爐優化方法及系統。

背景技術

隨著發電機組在向大容量、高參數方向發展，鍋爐的容量不斷增加，爐膛溫度呈上升趨勢；另外，環保對NO_x排放的要求越來越嚴格，為了減少氮氧化物的排放，燃煤鍋爐采用低氮燃燒方式，但是低氮燃燒方式導致主燃燒區域缺氧燃燒，使得水冷壁表面的還原性氣氛增強，水冷壁高溫腐蝕現象頻繁出現。水冷壁的高溫腐蝕與還原性氣氛有著極密切的關系，CO濃度大的地方腐蝕程度就高。CO在鍋爐水冷壁高溫腐蝕作用有兩方面：一方面作為監控鍋爐水冷壁高溫腐蝕的一個主要參數，并且反應腐蝕氣體H₂S的生成量；另一方面，直接參與對鍋爐水冷壁的高溫腐蝕。

研究表明，爐內燃燒配風控制是鍋爐提升熱效率最為有效的方式。傳統電廠通過氧量控制鍋爐，氧量不能真實反映風煤混合好壞，且其受漏風影響較大，難以精準地反映鍋爐的燃燒情況。

發明內容

本發明就是針對現有技術的不足，提供了一種基于CO在線檢測的鍋爐優化方法及系統。

為了實現上述目的，本申請提供了以下技術手段：

在一個總體方面，提供了一種基于CO在線檢測的鍋爐操作優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

采集數據：采集鍋爐主要運行數據與CO在線檢測數據按指定格式存入數據庫；

數據預處理：

1)剔除鍋爐系統運行數據中的異常數據；

2)進行鍋爐穩態分析，剔除鍋爐非穩態運行的異常數據；

3)運用相關系數法對各操作變量與鍋爐效率進行相關性分析，并按相關性強弱進行排序，保留相關性強的主要操作變量；

數理模型建立：運用BP神經網絡對鍋爐穩態運行數據進行挖掘，分別建立CO濃度與鍋爐效率、CO濃度與NOx濃度之間的數理模型；

優化模型與計算：根據CO濃度與鍋爐效率及NOx濃度之間的數理模型，建立鍋爐系統優化模型；并將多目標優化問題轉化為單目標優化問題，計算得到最佳CO濃度；并運用關聯規則算法進行實時優化計算，獲取最佳的鍋爐運行操作方案。

進一步地，鍋爐穩態分析采用滑動窗口法，即從數據的開始時間位置往后取一段時間內的運行數據作為一個窗口，計算窗口內數據的波動情況，若“鍋爐主蒸汽流量”波動較大，則認為窗口內數據處于非穩態，不保留數據；

否則數據處于穩態，保留數據；以此流程從開始時間點滑動到結束時間點，得到所有的鍋爐穩態數據；計算公式如下：

式中：t表示開始時間；N表示滑動窗口的寬度；表示從t到t+N-1之間的均值；x_t表示第t個工況的值；λ為主蒸汽流量波動范圍。

更進一步地，相關性分析的具體過程如下：

相關系數的計算公式：