[發(fā)明專利]一種基于粒子群算法的分倉組合摻燒方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011315132.5
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112418664B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙越;李仁義;王桂芳;姚偉;張森;劉家利
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q10/06;G06N3/00;G06Q50/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明提供了一種基于粒子群算法的分倉組合摻燒方法，分倉組合摻燒方法包括以下步驟：步驟一、設(shè)置邊界約束條件體系；步驟二、構(gòu)建邊界約束條件體系的數(shù)學(xué)表達(dá)式；步驟三、確定目標(biāo)函數(shù)，利用粒子群優(yōu)化算法對目標(biāo)函數(shù)在構(gòu)建出的數(shù)學(xué)表達(dá)式中進(jìn)行全局尋優(yōu)搜索，獲得分倉組合摻燒最優(yōu)方案。本發(fā)明還提供了一種基于粒子群算法的分倉組合摻燒系統(tǒng)。本發(fā)明簡單易行，計算準(zhǔn)確度高，絕大部分現(xiàn)有火電機(jī)組均可在燃煤摻配過程中通過本方法實現(xiàn)優(yōu)化。優(yōu)化后的方案可在保證鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下配制條件最優(yōu)的混煤方案，從而大大降低了摻燒運(yùn)行成本與購煤成本，使燃煤電廠獲得長遠(yuǎn)收益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鍋爐配煤摻燒領(lǐng)域，涉及一種基于粒子群算法的分倉組合摻燒方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前各發(fā)電企業(yè)普遍存在實際燃用煤種與設(shè)計或校核煤種嚴(yán)重不符的問題，煤源多、價格波動大且煤質(zhì)差別大，給鍋爐安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來諸多問題。

配煤摻燒是解決該類問題最簡單有效的方法。配煤摻燒有多種實現(xiàn)方式，分倉組合是其中較復(fù)雜但效果最佳的一種方式，分倉組合是指將不同的入廠煤在不同原煤倉中進(jìn)行摻配后磨制，并由相對應(yīng)的燃燒器燃用該混煤。分倉組合摻燒具有控制靈活、負(fù)荷適應(yīng)性好、入爐煤質(zhì)調(diào)整速度快以及燃燒穩(wěn)定性易掌握等優(yōu)點。但要獲得燃煤分倉組合摻燒的優(yōu)化方案極難準(zhǔn)確實現(xiàn)。例如，選定10種單煤，六臺磨煤機(jī)，每個原煤倉不超過兩種單煤，且比例步進(jìn)為10％的摻配條件下，具有多達(dá)種摻配結(jié)果。并且隨著可摻配煤種數(shù)量的增加，結(jié)果呈冪數(shù)級增長，逐一比較各摻配結(jié)果的優(yōu)劣基本無可能。因此，如果能夠通過先進(jìn)的方法實現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的分倉組合摻燒將不僅可以解決鍋爐燃燒的諸多問題，同時獲得極為可觀的經(jīng)濟(jì)效益，為將來的智能化摻燒技術(shù)提供堅實的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中分倉組合摻燒方案極難準(zhǔn)確實現(xiàn)的問題，提供一種基于粒子群算法的分倉組合摻燒方法及系統(tǒng)，在滿足所有磨煤機(jī)及鍋爐燃燒性能的多參數(shù)限制條件后，建立目標(biāo)函數(shù)通過粒子群優(yōu)化算法計算獲得所有原煤倉摻配的煤種與比例。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明有以下技術(shù)方案：

一種基于粒子群算法的分倉組合摻燒方法，包括以下步驟：

步驟一、設(shè)置邊界約束條件體系；

步驟二、構(gòu)建邊界約束條件體系的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

步驟三、確定目標(biāo)函數(shù)，利用粒子群優(yōu)化算法對目標(biāo)函數(shù)在構(gòu)建出的數(shù)學(xué)表達(dá)式中進(jìn)行全局尋優(yōu)搜索，獲得分倉組合摻燒最優(yōu)方案。

作為本發(fā)明分倉組合摻燒方法的一種優(yōu)選方案，所述的邊界約束條件包括煤種約束條件、原煤倉約束條件、機(jī)組運(yùn)行約束條件以及投運(yùn)磨約束條件。

作為本發(fā)明分倉組合摻燒方法的一種優(yōu)選方案，步驟一具體包括：設(shè)置煤種約束條件為選定所有可參與摻燒的煤種，設(shè)置各煤種最大及最小摻配比例，設(shè)置比例歸整步長；設(shè)置原煤倉約束條件為設(shè)置原煤倉最多能夠摻配的煤種數(shù)量，設(shè)置各原煤倉不能摻配的或必須摻配的煤種；設(shè)置機(jī)組運(yùn)行約束條件為設(shè)置機(jī)組摻燒工況運(yùn)行的最大電負(fù)荷、最大供汽量、最大供暖量以及最大入爐硫分；設(shè)置投運(yùn)磨約束條件為選擇投運(yùn)磨煤機(jī)編號，并配置其對應(yīng)原煤倉的混煤煤質(zhì)需求范圍，包括熱值、揮發(fā)分、灰分、水分及硫分。

作為本發(fā)明分倉組合摻燒方法的一種優(yōu)選方案，步驟二構(gòu)建的邊界約束條件體系的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

C_max≤nc

r_i,min≤R_i≤r_i,max

R_step＝r_step

式中nc為原煤倉最多摻配煤種數(shù)量，r_i,min與r_i,max為i煤種最小及最大摻配比例，i為正整數(shù)；r_step為比例歸整步長；