本發(fā)明涉及鍋爐燃燒控制的，特別是涉及一種基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、從我國的能源結(jié)構(gòu)來看，火電仍然作為主力發(fā)電方式。由于隨著信息化時(shí)代的快速發(fā)展和進(jìn)步，社會(huì)對(duì)于電力的需求量也日益增加，因此，電廠的裝機(jī)容量和發(fā)電量都在不斷提高，但這使得機(jī)組的各項(xiàng)參數(shù)(如給煤量、發(fā)電量、鍋爐的壁溫等)都極高，而火電機(jī)組長時(shí)間在高參數(shù)條件下運(yùn)行，機(jī)組的穩(wěn)定性和安全性會(huì)受到一定的風(fēng)險(xiǎn)。

2、鍋爐壁溫作為機(jī)組穩(wěn)定性和安全性最重要的參數(shù)之一，在鍋爐燃燒過程中對(duì)其的在線監(jiān)測極為重要，對(duì)壁溫的有效監(jiān)測，能夠更好的預(yù)防鍋爐超溫爆管的問題，進(jìn)一步能夠在避免超溫的情況下優(yōu)化鍋爐機(jī)組的燃燒。一方面，入爐煤煤質(zhì)對(duì)壁溫的影響顯著，另一方面，現(xiàn)有方案中無法對(duì)鍋爐的燃燒工況實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測，因此，在入爐煤煤質(zhì)、飛灰含碳量等參數(shù)無法有效監(jiān)控獲取的情況下，鍋爐的燃燒可能存在嚴(yán)重滯后的情況，給煤量與實(shí)際負(fù)荷不匹配，此時(shí)，操作人員頻繁給煤，極易出現(xiàn)鍋爐壁溫超溫的現(xiàn)象。

3、因此，提供一種基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，避免鍋爐壁溫超溫，進(jìn)而優(yōu)化鍋爐機(jī)組的燃燒，是亟待本領(lǐng)域技術(shù)人員解決的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，從而提供一種基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，包括以下步驟：

4、構(gòu)建基于飛灰含碳量、煤質(zhì)以及機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量輸入的鍋爐壁溫安全預(yù)警模型；

5、利用所述安全預(yù)警模型預(yù)測鍋爐壁溫，并輸出預(yù)測壁溫；

6、根據(jù)所述預(yù)測壁溫判斷鍋爐壁溫是否存在超溫風(fēng)險(xiǎn)，并生成判斷結(jié)果；

7、根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整給煤量和送風(fēng)方式，以降低鍋爐壁溫，或，根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整送風(fēng)方式，以降低nox含量。

8、優(yōu)選地，所述構(gòu)建基于飛灰含碳量、煤質(zhì)以及機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量輸入的鍋爐壁溫安全預(yù)警模型，包括以下步驟：

9、構(gòu)建飛灰含碳量、煤質(zhì)、機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量、風(fēng)量、壁溫、nox含量的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫；

10、基于所述動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建所述安全預(yù)警模型。

11、優(yōu)選地，所述構(gòu)建飛灰含碳量、煤質(zhì)、機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量、風(fēng)量、壁溫、nox的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，具體包括以下步驟：

12、建立鍋爐燃燒數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)庫，所述鍋爐燃燒數(shù)據(jù)包括不同機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量、不同煤質(zhì)、不同飛灰含碳量條件下的壁溫和nox含量數(shù)據(jù)；

13、對(duì)不同工況要求下的壁溫特點(diǎn)進(jìn)行cfd仿真模擬，構(gòu)建不同工況下壁溫的cfd仿真數(shù)據(jù)庫；

14、基于所述歷史數(shù)據(jù)庫和所述cfd仿真數(shù)據(jù)庫，耦合建立所述動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫。

15、優(yōu)選地，所述基于所述歷史數(shù)據(jù)庫和所述cfd仿真數(shù)據(jù)庫，耦合建立所述動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，包括以下步驟：

16、對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和所述cfd仿真數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

17、去除所述歷史數(shù)據(jù)庫和所述cfd仿真數(shù)據(jù)庫的異常數(shù)據(jù)；

18、將所述cfd仿真數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)映射到所述歷史數(shù)據(jù)庫中的對(duì)應(yīng)工況下，以將所述cfd仿真數(shù)據(jù)庫和所述歷史數(shù)據(jù)庫耦合成所述動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫。

19、優(yōu)選地，所述利用所述安全預(yù)警模型預(yù)測鍋爐壁溫，并輸出預(yù)測壁溫，包括以下步驟：

20、將實(shí)時(shí)監(jiān)測參數(shù)輸入所述安全預(yù)警模型，以使所述安全預(yù)警模型輸出預(yù)測壁溫，所述實(shí)時(shí)監(jiān)測參數(shù)包括實(shí)際負(fù)荷要求的給煤量、在線監(jiān)測的煤質(zhì)結(jié)果、在線監(jiān)測的飛灰含碳結(jié)果。

21、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整給煤量和送風(fēng)方式，以降低鍋爐壁溫，具體包括以下步驟：

22、當(dāng)所述判斷結(jié)果為有超溫風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，降低給煤量，減少供給鍋爐的一次風(fēng)風(fēng)量，增加供給鍋爐的二次風(fēng)風(fēng)量；

23、再次判斷鍋爐壁溫是否存在超溫風(fēng)險(xiǎn)。

24、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整送風(fēng)方式，以降低nox含量，具體包括以下步驟：

25、當(dāng)所述判斷結(jié)果為無超溫風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，增加供給鍋爐的一次風(fēng)風(fēng)量，減少供給鍋爐的二次風(fēng)風(fēng)量。

26、一種基于上述基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法的系統(tǒng)，包括：

27、模型構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建基于給煤量、煤質(zhì)和飛灰含碳量輸入的鍋爐壁溫安全預(yù)警模型；所述安全預(yù)警模型用于預(yù)測鍋爐壁溫，并輸出預(yù)測壁溫；

28、判斷模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測壁溫，判斷鍋爐壁溫是否存在超溫風(fēng)險(xiǎn)，并生成判斷結(jié)果；

29、控制模塊，用于根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整給煤量和送風(fēng)方式，以降低鍋爐壁溫，或，用于根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整送風(fēng)方式，以降低nox含量。

30、優(yōu)選地，所述模型構(gòu)建模塊包括：

31、歷史數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單元，用于采集鍋爐燃燒數(shù)據(jù)，并對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)以生成歷史數(shù)據(jù)庫，所述鍋爐燃燒數(shù)據(jù)包括不同負(fù)荷要求、不同煤質(zhì)、不同飛灰含碳量條件下的壁溫和nox含量數(shù)據(jù)；

32、cfd仿真數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單元，用于對(duì)不同工況要求下的壁溫特點(diǎn)進(jìn)行cfd仿真模擬，并對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)，以生成不同工況下壁溫的cfd仿真數(shù)據(jù)庫；

33、動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單元，用于耦合所述歷史數(shù)據(jù)庫和所述cfd仿真數(shù)據(jù)庫，以生成所述動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫。

34、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

35、上述技術(shù)方案中所提供的一種基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，通過構(gòu)建的安全預(yù)警模型，進(jìn)而能夠結(jié)合飛灰含碳量、煤質(zhì)以及機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量，對(duì)運(yùn)行中的鍋爐壁溫進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)一步能夠根據(jù)預(yù)測結(jié)果判斷鍋爐是否超溫，并根據(jù)判斷結(jié)果優(yōu)化鍋爐的燃燒，避免鍋爐運(yùn)行過程中鍋爐壁溫超溫，能夠避免nox含量過高，提高鍋爐的安全性和可靠性。同時(shí)，基于上述在線監(jiān)測的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法的系統(tǒng)，能夠?qū)\(yùn)行中的鍋爐壁溫進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)一步能夠根據(jù)預(yù)測結(jié)果判斷鍋爐是否超溫，并根據(jù)判斷結(jié)果優(yōu)化鍋爐的燃燒。

技術(shù)特征：

1.一種基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，所述構(gòu)建基于飛灰含碳量、煤質(zhì)以及機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量輸入的鍋爐壁溫安全預(yù)警模型，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，所述構(gòu)建飛灰含碳量、煤質(zhì)、機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量、風(fēng)量、壁溫、nox的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，具體包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，所述基于所述歷史數(shù)據(jù)庫和所述cfd仿真數(shù)據(jù)庫，耦合建立所述動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，所述利用所述安全預(yù)警模型預(yù)測鍋爐壁溫，并輸出預(yù)測壁溫，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整給煤量和送風(fēng)方式，以降低鍋爐壁溫，具體包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整送風(fēng)方式，以降低nox含量，具體包括以下步驟：

8.一種基于上述權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)所述的基于煤質(zhì)-飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模型構(gòu)建模塊包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于煤質(zhì)?飛灰在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：構(gòu)建基于飛灰含碳量、煤質(zhì)以及機(jī)組負(fù)荷要求的給煤量輸入的鍋爐壁溫安全預(yù)警模型；利用所述安全預(yù)警模型預(yù)測鍋爐壁溫，并輸出預(yù)測壁溫；根據(jù)所述預(yù)測壁溫判斷鍋爐壁溫是否存在超溫風(fēng)險(xiǎn)，并生成判斷結(jié)果；根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整給煤量和送風(fēng)方式，以降低鍋爐壁溫，或，根據(jù)所述判斷結(jié)果調(diào)整送風(fēng)方式，以降低NO<subgt;X</subgt;含量，具有對(duì)運(yùn)行中的鍋爐壁溫進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)一步能夠根據(jù)預(yù)測結(jié)果判斷鍋爐是否超溫，并根據(jù)判斷結(jié)果優(yōu)化鍋爐的燃燒，避免鍋爐運(yùn)行過程中鍋爐壁溫超溫，避免NO<subgt;X</subgt;含量過高，提高鍋爐的安全性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：何建樂,張鵬威,劉法志,于鵬峰,李國敏,徐俊,陳德志,向軍,陳軍華,唐秀能
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華電電力科學(xué)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19