人工智能技术在电站锅炉燃烧优化中的应用研究

电站锅炉的运行面临降低运行成本与降低污染物排放的双重要求，高效低污染的优化决策问题日益引起关注。由于锅炉设备结构庞大，运行条件复杂，燃料性质多变等因素，建立电站锅炉排放特性的函数模型难度极大，为满足锅炉高效低污染燃烧优化研究的需要，该文借助优化燃烧特性试验数据，建立了电站锅炉热效率与NOx排放的响应特性的神经网络与解析函数的混合模型。文中使用了非函数形式的响应模型，燃烧优化采用了十进制遗传算法。优化数值解表明，该方法可针对锅炉热效率和NOx排放的不同优化目标，给出可行的调整各风门开度等操作量的优化控制方案。     

电站锅炉燃烧系统的神经网络建模

提高锅炉运行效率,降低烟气NOx的排放是电站锅炉燃烧优化的主要目标,而燃烧特性模型是燃烧优化的核心.基于某电站锅炉燃烧系统的稳态试验数据,通过对锅炉系统模型结构的分析,应用人工神经网络建立了NOx排放量和锅炉效率的预测模型,实现了其飞灰舍碳量、排烟温度、炉膛温度、NOx排放量等参数的软测量和锅炉效率的预测,为锅炉燃烧优化奠定了基础.     

超临界660 MW褐煤锅炉深度调峰负荷水动力特性研究

为了实现“双碳”目标,对电站锅炉燃烧系统进行改造升级势在必行。首先利用精英反向学习策略、动态惯性权重和自适应t分布变异对麻雀搜索算法（SSA）的种群初始化和位置更新进行改进,获得一种新的改进麻雀搜索算法（ISSA）。然后通过ISSA优化核极限学习机（KELM）的正则化系数和核函数参数,建立ISAA-KELM锅炉燃烧特性预测模型。采用该预测模型对某超超临界660 MW机组实际运行数据进行预测,预测结果得到锅炉NOx排放质量浓度和锅炉热效率的平均绝对误差率分别为1.441 7%和0.023 9%,预测效果较好。最后,根据该模型预测结果,利用ISSA对2种典型工况锅炉运行可调参数进行寻优,优化后低负荷工况锅炉NOx排放质量浓度降低约91.73 mg/m3,热效率提高0.54%,高负荷工况锅炉NOx排放质量浓度降低约45.96 mg/m3,热效率提高0.50%。     

电站锅炉热效率和NOx排放混合建模与优化

提高电站锅炉热效率和降低污染物排放对于节约能源和保护环境具有重要意义。人工智能方法在优化锅炉燃烧方面有广泛的应用。该文以某300MW电站锅炉燃烧调整试验数据为基础,采用BP神经网络建立以锅炉效率和NOx排放为目标的锅炉燃烧系统模型,利用遗传算法对模型进行优化,使模型训练精度和预测精度大为提高,锅炉效率平均预测误差由0．22％降至0．06％,NOx排放浓度平均预测误差由3．5％降至0．15％。利用遗传算法进行全局寻优,并用权重系数法将多目标优化转化为单目标优化。结果表明,该方法可根据需要对锅炉效率和NOx排放进行优化,实际中需重点优化锅炉效率或者重点优化NOx排放时只需要改变权重系数即可,由此得到相应的锅炉运行参数,并为锅炉优化运行提供指导。     

基于RBF神经网络模型的电站锅炉燃烧优化

针对电站锅炉燃烧过程对运行经济性的影响,运用径向基函数(RBF)神经网络建立锅炉运行优化模型,以锅炉热效率与NOx排放质量浓度最佳值作为优化目标,实现二次风门挡板开度、燃尽风门挡板开度的寻优,求取不同工况下的最优值。结果表明:该系统可以在提高锅炉效率的同时也降低了NOx的排放,并正确地反映了锅炉机组的动态特性。     

锅炉燃烧系统神经网络建模及多目标优化研究

电站锅炉面临降低运行成本与降低污染物排放的双重要求。依据采集到的燃烧数据,采用神经网络训练得到了锅炉燃烧模型,用于预测锅炉在不同燃烧参数的NOx排放和燃烧效率。并采用多目标优化算法,通过调整锅炉运行参数,在锅炉高效燃烧与NOx低排放之间找到合理的平衡点。     

基于Internet/ Intranet的火电厂锅炉低NOx燃烧优化指导系统

从分散控制系统（DCS）上采集数据，结合人工神经网络的非线性动力学特性和自学习特性，通过对锅炉输出参数和NOx输出特性的样本学习，建立了大型电站燃煤锅炉的氮氧化物排放特性神经网络模型，并利用遗传算法实现锅炉的低NOx燃烧的优化运行指导，系统采用Browese/Server方式，实现基于Internet/Intranet模型下的大型电站锅炉燃烧优化指导。     

基于遗传算法和支持向量机的低NOx燃烧优化

大型四角切圆电站锅炉NOx排放是造成环境污染的重要因素，也是电厂关心的重要问题。影响燃煤锅炉NOx排放量的因素众多而且复杂。对锅炉NOx排放特性进行建模预测，并结合优化算法实现燃烧优化是降低锅炉NOx排放的有效方法。文中应用支持向量机算法建立了大型四角切圆燃烧锅炉NOx排放特性模型，接合遗传算法，利用NOx排放的热态实炉试验数据对模型进行了校验，对锅炉运行参数进行了优化。结果表明，通过遗传算法的寻优， NOx排放量有比较明显的降低。支持向量机与遗传算法相结合与其它方法相比具有泛化能力好，计算速度快等优点，是锅炉NOx排放控制的有效工具。     

600MW超临界机组墙式燃烧锅炉运行特性的数值模拟计算研究

采用计算流体力学(CFD)数值模拟计算方法,对某电厂600 MW超临界墙式燃烧煤粉锅炉的炉内流动、燃烧和NOx生成过程进行了数值模拟研究分析,以获得该锅炉炉内流动、燃烧和NOx生成特性,为同类型锅炉的调试试验和运行提供参考依据,以充分发挥先进锅炉低NOx燃烧技术的性能,优化燃烧降低锅炉NOx排放浓度,实现锅炉安全稳定经济运行的目标。     

基于模糊聚类的NOx排放多模型预测优化

火电机组广泛参与调峰导致运行工况频繁变动,使得锅炉出口NOx排放的控制难度增大。 基于对燃烧状态的影响将锅炉运行参数分为可调参数和不可调参数,并利用不可调参数分布将运行数据样本进行模糊均值聚类划分,以此实现锅炉出口NOx排放特性的多模型预测。同时,利用粒子群算法对各工况所属子模型的可调参数进行寻优来实现NOx排放的优化。对某1 000 MW燃煤机组数据仿真表明,提出的NOx排放多模型预测方法比单一模型具有更好的精度,且模型训练时间更短,经过粒子群算法参数优化后NOx排放质量浓度降低了9.98%。     

某600MW机组配煤掺烧试验与分析

为研究掺烧对机组NOx排放和锅炉效率的影响,对某电厂600 MW超临界机组进行热态试验。分析了煤质特性、煤的组合方式、配风控制对机组NOx排放和锅炉效率的影响,阐述了不同工况NOx的排放规律,为电力生产企业优化燃烧过程,降低燃料成本和污染物排放提供依据。     

基于PSO优化锅炉氮氧化物的排放

以某超临界600 MW机组锅炉为例,采用BP-adaboost算法建立氮氧化物预测模型,通过粒子群优化算法(PSO)优化锅炉运行参数进而在减少氮氧化物排放的同时保持较高的锅炉效率.结果表明,所建模型预测氮氧化物排放量的误差可控制在3％以内,且具有较强的泛化能力;在机组满负荷运行工况下,优化后锅炉实际燃烧效率为92.04％,NOx排放量为520.93 mg/m3,相比优化前锅炉效率略有降低,但NOx排放量降低明显.     

电厂燃煤锅炉NOx排放计算模型的建立

抛弃了传统的建立在湍流模型和气固两相流模型基础上的NOx排放质量浓度计算方法，运用统计学的方法，建立了NOx排放质量浓度的多元回归计算模型。模型的建立是从锅炉运行因素出发，通过分析各种运行因素对锅炉效率和NOx排放质量浓度的影响，归纳出影响锅炉效率和NOx排放质量浓度的综合性影响因素——炉内风分配，并将其量化，从而建立起锅炉NOx排放质量浓度的多元回归计算模型。通过此模型可由各运行因素预测锅炉的NOx排放质量浓度。以此模型为基础可开发出应用于切圆燃烧煤粉锅炉的“NOx排放优化运行与在线监测软件”，在线指导运行人员优化燃烧，实现高效低NOx燃烧运行。该模型是针对某一特定锅炉建立的，但其建立方法对各种四角切圆燃烧锅炉具有普遍意义。     

大型电站锅炉混煤掺烧的NOx排放特性预测与运行优化

在某700 MW四角切圆燃煤电站锅炉的NOx排放特性及锅炉效率多工况热态测试的基础上,应用人工神经网络建立大型四角切圆电站锅炉NOx特性及锅炉效率模型并进行预测,检验样本NOx排放浓度和锅炉效率预测值与实测值的平均相对误差分别为3.63%和0.23%,证实模型的可行性。并在此基础上,结合遗传算法对锅炉运行参数进行优化。优化后NOx排放浓度为421.44、255.05和215.40 mg×m-3,分别降低了37.56%、29.43%和30.56%;锅炉效率为94.56%、94.13%和94.80%,分别提高了0.09%、0.42%和0.88%。该模型可在掺烧非设计煤种情况下寻找出最优运行参数,降低锅炉NOx排放浓度并提高锅炉效率;同时随掺混比的增大,NOx排放浓度降低;掺烧D磨和E磨有利于降低NOx。     

330 MW机组锅炉燃烧调整对NOx排放浓度影响的试验研究

在330 MW机组锅炉上进行了燃烧调整降低氮氧化物排放浓度的试验研究,测试数据反映了煤种、锅炉运行工况和参数等对氮氧化物排放浓度的影响。通过调整燃烧工况降低了锅炉氮氧化物排放浓度,同时考虑锅炉各种损失随工况的变化及对锅炉效率的影响。     

低NOx改造方案中煤粉再燃风喷口位置的选择

针对国内某热电公司410 t/h四角切圆燃烧锅炉,基于CFD软件平台,采用常规煤粉做再燃燃料,在额定负荷下分别对原有方案和4种不同再燃风喷口位置的改造方案的炉内燃烧及污染物生成进行数值模拟,选择出最优方案实施改造。结果表明,再燃改造燃烧器区间增大,燃烧器区域容积热负荷qv降低,可以有效降低炉膛最高温度,从而抑制热力型NOx的生成。主燃区低氧燃烧可以抑制NOx的生成,使得进入再燃区具有较低的NOx浓度,还原效果更好。再燃风喷口位置越低,受主燃区的干扰越大,还原效果差;再燃风喷口位置越高,停留时间短,还原效果也差,同时炉膛出口烟温越高,飞灰含碳量也越高;选择合适的再燃风喷口位置,可以取得较好的还原效果。通过采用主燃区低氧燃烧,选择合适的再燃风喷口位置,以及燃尽风的作用,使得改造脱硝率达到47.66%,而且锅炉各参数运行稳定,同时锅炉热效率也略有增加,因此对于灰分较低的易燃尽烟煤来说,实施常规煤粉再燃改造可以获得比较满意的效果。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。     

600MW机组燃烧优化及降低NOx排放试验研究

围绕提高锅炉效率和降低NOx排放开展了热态一、二次风量及氧量等方面运行优化调整试验,从中找出最佳运行工况;通过修改分散式控制系统控制逻辑实现优化配风调整,在保证锅炉安全、稳定、经济运行前提下,找出最佳运行调整方案,成功地实现了锅炉低氮燃烧。