基于机器学习的飞灰含碳量预测模型比较研究

锅炉飞灰含碳量是衡量锅炉燃烧效率的重要指标之一,基于机器学习构建了一套能够准确预测飞灰含碳的模型。首先,借助随机森林算法解决了飞灰含碳实测值与其他输入特征频率不一致的问题;其次,采用基于随机森林的递归特征消除方法,从30个原始输入特征中提取出9个输入特征,在降低模型计算量的同时提高了预测准确度;最后,以某电厂330 MW机组锅炉实际运行数据,建立了线性回归、决策树、KNN、随机森林、Catboost、XGBoost 6个机器学习模型对飞灰含碳量进行预测。预测结果发现：决策树、KNN、随机森林和XGBoost模型预测效果较好,均方误差分别为0.010、0.009、0.006和0.006,线性回归模型表现最差;构建的预测模型在锅炉低、中、高负荷下均保持稳定。     

煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术进展

随着环保政策趋严,常规火电机组经超低氮排放改造对炉膛内部燃烧过程及尾部烟道燃烧后烟气进行氮氧化物协同脱除后,NO_x已达到低于50 mg/m3的水平。随着低NO_x燃烧技术的发展,煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术已引起重视,其主要思路是在预燃室内引入高温热源,对远低于化学当量比的浓煤粉气流进行加热,煤粉在预燃室内先快速释放挥发分并发生部分燃烧,其气相产物及高温半焦离开预燃室经燃烧器组织送入炉膛后进行低氮燃烧处理。与传统的选择性催化/非催化还原法(SCR/SNCR)等燃烧后降氮策略相比,该技术通过燃烧高温半焦直接在炉内燃烧过程中降氮,技术优势和经济潜力显著。预燃源是产生气相产物、高温半焦的关键环节,笔者根据预燃源方式的不同,介绍了天然气供热煤粉预燃、循环流化床供热煤粉预燃、等离子点火预燃室、感应加热点火预燃室、传统预燃室燃烧器等煤粉预燃技术的发展现状及应用情况,为相关技术人员提供参考。     

电站锅炉水冷壁高温腐蚀成因与对策研究

亚临界以上参数的大型电站锅炉水冷壁温较高,低NOx分级燃烧技术的应用使主燃烧区域处于贫氧状态,往往导致严重的高温腐蚀。选取某300 MW电站锅炉发生高温腐蚀后的水冷壁管为研究对象,通过割管取样、电镜表征分析等手段,对高温腐蚀原因、类型进行了研究。研究结果表明,腐蚀产物中含有大量FeS,属于典型的硫化物型腐蚀。腐蚀管样表面覆盖有肉眼可见的蓝色、黄绿色物质,其主要成分为铁的氧化物、铁的硫化物以及锌的硫化物;硫化物在蓝色物质中主要为FeS晶体,晶体尺寸大小在10～20μm,呈现规则六方晶体结构;黄绿色物质则主要为ZnS,同时,腐蚀管样表面还发现大量未燃尽碳颗粒,表明炉内配风不合理,存在火焰中未燃尽的煤粉和飞灰颗粒刷墙现象。燃烧器改造后,进行了冷态空气动力场烟花调试,发现整体切圆状况良好,符合设计要求,无偏离炉膛几何中心。一次风切圆直径为790 mm,基本与设计值吻合,各层气流相对舒展,无明显贴壁现象,炉内烟花模拟的火焰充满度良好,炉内空气动力场状况明显改善;从改造后热态运行结果看,锅炉对煤种适应性有极大改善,燃烧稳定性和防结渣能力均有较大提升,在贫煤50%掺烧比例下,锅炉出力可保持800 t/h以上连续运行,看火孔火焰均匀,未发现大块连续结焦现象,高温腐蚀现象明显减轻。     

模糊层次分析法在电站锅炉高温腐蚀影响因素定量分析中的应用

针对高温腐蚀影响因素间的模糊性和不确定性,采用模糊层次分析法(FAHP)进行试验分析,通过对各影响因素两两间隶属度的判别,并结合现场试验,构造反映人们思维判断与客观事实一致性的模糊矩阵,定量计算出某电站锅炉水冷壁高温腐蚀各影响因素的权重指标,找到了对锅炉水冷壁高温腐蚀影响最大的因素,并进行了针对性的燃烧调整.半年后的停炉检查发现,水冷壁高温腐蚀现象得到了改善.     

基于模糊层次分析法的凝汽器真空降低影响因素分析与权重计算

针对凝汽器真空降低影响因素间的不确定性和模糊性,采用模糊层次分析法(FAHP)对各影响因素两两问隶属度进行判别.结合设备实际运行情况,构造了反映思维判断和客观事实一致性的模糊矩阵,从而可定量计算电厂凝汽器真空降低各影响因素的权重指标,找到最大的真空降低影响因素.以某电厂凝汽器真空降低的实例,验证了该模型识别凝汽器故障的准确性.     

基于模糊理论的煤粉着火及时性试验研究

应用模糊综合评价方法对煤粉的着火状态进行定量评估,提出了着火及时性指数:js=b2/(b1+b2+b3)×100%,其值越大,说明着火情况越好。在某电厂锅炉上的试验表明:运行优化调整前,着火及时性指数为19.7%~68.6%,飞灰含碳量5.5%;运行优化调整后,着火及时性指数大幅度增加,达89.6%~92.2%,飞灰含碳量降至4.5%,表明模糊综合评价能准确地反映煤粉的着火状态,为锅炉燃烧调整提供指导。     

模糊层次分析法在燃煤锅炉NO_x排放影响因素定量分析中的应用

对NOx排放影响因素之间的模糊性和不确定性采用模糊层次分析法(FAHP)进行分析。通过对各影响因素两两间隶属度的判别并结合现场试验,构造了反映人的思维判断和客观事实一致性的模糊矩阵,定量计算出某电厂215 MW机组锅炉NOx排放影响因素的权重指标,找出NOx排放最强影响因素。据此,对锅炉进行了针对性的燃烧调整,使NOx排放降低了10%~15%,效果显著。     

煤、污泥和生物质三类典型燃料的热解气生成特性研究

采用固定床热解装置测定并比较不同温度下煤、污泥和生物质三类典型燃料的热解气生成特性。结果表明，温度是影响热解气析出的重要因素，三类燃料的热解气产率均随温度升高而增大，同时还得出了各燃料热解产气速率最快的温度区间；提升热解温度有利于煤和污泥中燃料氮向N₂转化，1 300℃时，煤的N₂转化率最高约42.5%，污泥则接近60%；各燃料热解气组分以H₂、CH₄和CO为主，CO₂和N₂含量次之，C₂H₂和C₂H₄最低，污泥和煤的热解气各组分的析出特性相似；同温度下，五种燃料的H₂和CO产率大小顺序相同，均为辣椒秆、污泥、神混煤、石炭煤、韩城煤，对于辣椒秆和污泥而言，通过热解制取高热值燃气(H₂和CO)是一种有效利用途径。