基于粒子群优化算法分析约束条件对配煤最优价格的影响

电厂配煤是一个满足所有约束条件的寻优过程,而每种约束条件对目标函数的影响均不相同。本文利用粒子群优化算法建立配煤寻优模型,分析发热量、挥发分、水分、灰分与硫分等约束条件对配煤最优价格的影响趋势,并具体分析了配煤过程中调整发热量与挥发分约束范围对配煤经济性的影响。研究表明:各个约束条件对混煤价格的影响趋势基本符合分段线性函数;约束范围经济性由函数的斜率决定,斜率绝对值越小经济性越优,越大则经济性越差;合理制定调整配煤约束条件,可进一步提高配煤的经济效应,并获得较高的煤质参数指标。本文研究方法对电厂工作人员制定配煤约束条件有很好的指导作用,有利于电厂获得更加经济的配煤掺烧方案。     

燃煤电厂分磨掺烧方式下磨煤机组合优化模型及应用

为了提高配煤掺烧的精细化水平,建立了实用性强的磨煤机组合优化模型。模型中结合混煤煤质及锅炉结构构建了用于表征燃尽特性、结渣特性、低负荷稳燃特性及污染物排放特性的函数指标,优化模型分为煤种组合优化和出力组合优化两部分,并分别采用穷举法和非支配排序多目标遗传算法作为寻优算法。该模型已成功应用于某电厂燃煤掺烧全程动态优化决策系统中。     

基于非支配排序遗传算法的无约束多目标优化配煤模型

分析单目标动力配煤模型的缺点,提出多目标优化配煤模型,模型将所有煤质指标都作为优化目标,根据每个指标的特点构建出安全性、经济性和环保性3个目标函数。引入带有精英策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为该模型的寻优算法,并结合配煤问题的特点对原算法进行适当改进和调整,对某电厂的实际配煤问题进行求解,得到分布较好的Pareto最优解集,这些解为电厂配煤人员在多个相互关联的目标之间进行决策时提供了多样的选择,具有很好的指导作用和应用价值。     

某600MW机组锅炉多煤种掺烧的研究

对广东某电厂600 MW锅炉燃用的典型煤种进行了单煤及混煤煤质特性实验,实测值与理论计算值的对比分析表明,燃煤低位发热量等五个煤质参数具有较好的线性可加性。根据电厂分层掺烧多煤种的需求,建立了优化配煤的数学模型,利用多目标模糊决策算法确定最优掺烧配比。     

火电机组混煤掺烧全程动态优化系统开发与应用

针对火电厂混煤掺烧的实际工作特点,建立了基于燃煤流程的全程动态优化方法。该方法对进厂的每一种煤进行跟踪监视和综合优化调配,将堆煤、配煤、取煤、燃烧各环节耦合起来,结合智能算法,采用多目标协同优化,以使混煤掺烧达到安全、经济和环保的效果。同时,采用数字化方法模拟煤场和原煤仓的动态过程,以直观图形显示存煤情况,从而使全厂的存煤可视化。针对红海湾发电有限公司实际情况,开发了混煤掺烧全程动态优化决策系统,取得了很好的应用效果。     

火电厂燃煤智能优化系统研究

针对电厂燃煤管理系统的运行特点,提出了适合电厂运行的在线配煤优化模型.采用神经网技术对混煤的煤质参数进行预测,用改进的遗传算法对配煤方案进行求解.仿真实验证明,神经网络技术解决了加权平均法和经验公式法预测精度不高的问题.用遗传算法得到了符合生产实际的配煤问题的最优方案,确保了实时计算效率,有一定的工程实用价值.     

基于供热发电分析的配煤优化方法

为达到多热源供热系统的热电厂经济运行和节能减排的目的,同时使配煤结果更具有科学性和实用性,将供热负荷分配和配煤掺烧过程纳入到一个系统内进行配煤优化.通过供热分析将热电厂和调峰锅炉的供热、发电量作为后续配煤优化模型的边界输入条件,同时考虑到不同煤源煤质波动所导致的区间不确定性问题,以我国北方某大型城市经济新区采暖期的热电厂和调峰锅炉配煤为案例,建立“以热定电”的热电厂-调峰锅炉联合不确定优化模型,并利用交互式区间算法进行求解.结果表明：该模型在达到供热发电、满足锅炉机组设备和环保要求的同时,也将配煤成本控制在合理范围内.配煤优化模型所得的最终优化混煤煤质较为稳定,在不同掺配煤种的优化区间解内,可根据实际情况为相关决策者提供合理的环境减排-经济成本配煤妥协方案.     

基于电厂混煤燃烧性能的优化配煤模型

随着火电厂对混煤的使用日益广泛,以煤的发热量、挥发分等工业分析指标作为约束条件的配煤已不能完全满足当前的需求,并且由于在线煤质检测设备的逐步应用使电厂在配煤过程中更加重视入炉混煤的着火、燃尽与结渣等燃烧性能。本文通过建立着火、燃尽与结渣指数的混煤配比关系模型并设置相关约束条件,再基于粒子群优化算法全局寻优,可快速、准确地搜索到满足需求的燃煤配比关系和最优的配煤价格,所配制的混煤不仅能保障电厂锅炉的安全运行,而且可极大地提高燃煤经济性。     

两种配煤优化模型的建立及算法的实现

本文就锅炉热效率和混煤配比之间的关系通过理论推导，利用锅炉热效率的反平衡计算，找到混煤配比和锅炉热效率的关系，将煤种特性和锅炉设计参数相耦合，建立了效率配煤优化模型。作为对比，同时建立了基于配煤成本最低的成本配煤优化模型。对于建立的两种配煤模型，利用高性能计算机，采用穷举法的算法，并对两种模型计算的结果进行了对比分析，对火电厂优化配煤具有一定的参考价值。     

采用LINGO软件实现动力配煤的优化设计

对动力配煤进行研究,引入0/1变量,同时将结焦倾向性指标作为动力配煤的约束条件之一,得到了以配煤成本最小为目标函数的数学模型,以及多种动力配煤方案.采用LINGO软件进行电厂动力配煤方案优化,利用其全局性、快速性的特点,有效地解决了配煤中的非线性多约束离散规划问题.     

电厂负荷分配与配煤优化耦合模型的研究

机组负荷和混煤质量是影响电厂经济运行和节能减排的重要因素,但是目前的研究很少考虑到两者的关联性.本研究提出一个电厂负荷分配与配煤优化耦合模型.该模型的计算是通过负荷优化分配模型优化分配不同时段各机组的负荷;计算出各机组不同负荷下单位小时电力生产所需的热耗量,此计算结果作为配煤优化模型中供热量约束的输入;通过求解配煤优化模型得到各机组在不同负荷下的各掺配煤种的消耗量.研究结果表明: 电厂负荷分配与配煤优化耦合模型能够在合理分配机组负荷的基础上对燃料混配进行优化,既能满足机组实时负荷变化下的生产要求,又可以避免不必要的燃料浪费,并减少污染物排放.     

300MW机组锅炉非设计煤种掺配掺烧及燃烧调整

基于燃煤锅炉非设计煤种掺配掺烧主要约束指标、按照负荷配煤的指标要求,同时指出配煤的注意事项。根据九华电厂300 MW机组特点,针对其锅炉非设计煤种的掺配掺烧,调整配煤方案,优化燃烧,尤其针对劣质混煤和高挥发份混煤特性,给出详细的燃烧调整措施,满足了机组的安全稳定运行。     

优化配煤在韶关电厂的应用

分析了14种单煤的煤质指标,根据电厂的燃煤要求,应用配煤软件确定最优配比,还利用沉降炉研究了单煤和混煤的燃烧特性,为电厂的运行提供指导。     

火电厂配煤模型研究

根据配煤的核心,通过确定动力配煤的优化配比,研究了燃煤电厂配煤模型的组成,建立了火电厂线性配煤模型、非线性配煤模型和不确定性的配煤模型。对线性模型和非线性模型的目标函数和约束条件进行分析,指出线性模型的建立和求解较简单,其实用性和操作性较强;而非线性模型的精确度虽高,但其纠结相对困难。针对电厂配煤煤质参数的不确定性、可变性以及煤炭价格的波动性问题,利用区间规划方法对不确定性的配煤模型进行分析,并通过算例验证其现场操作性更强。     

典型贫煤与无烟煤混煤配比优化实验

不同燃烧性质的燃煤在掺混后,其掺混比例对于最终混煤的着火特性、燃尽特性、结渣特性等具有显著的影响。对典型的贫煤和无烟煤进行了不同掺混比例下的灰成分分析、可磨性指数测试和磨损指数测试,利用热重分析仪获得了不同掺混比例混煤的燃烧特性曲线。随着无烟煤掺混比的增加,混煤的燃烧特性和可磨性及磨损特性单向恶化。考虑到煤价因素,贫煤和无烟煤存在一个最佳掺混比。提供了典型贫煤和无烟煤在不同掺配目的下的掺配比例优化方法。     

复杂煤质下锅炉燃烧精细化运行技术

混煤掺烧可有效降低火电厂燃料成本,但导致锅炉入炉煤煤质多变且偏离设计煤种。如何在复杂煤质下保障锅炉安全、经济、环保运行,是火电厂亟待解决的重要问题。分析了当前锅炉燃烧涉及的制粉、配风、设计制造等环节的主要瓶颈问题,提出了从燃料输入的优化、锅炉燃烧设备优化改造、燃烧精细运行控制三个方面紧密协同优化的整体解决方案。重点研究和探讨了实现煤粉侧精细控制、炉内精细配风的关键监测及优化运行技术及发展应用现状。锅炉燃烧优化是一个复杂的系统工程,给出的方案为火电厂实施燃烧优化工程提供了必要的设计指导和参考。     

电力市场下考虑煤质影响的火电机组多目标优化调度

为了解决火电厂发电的经济效益与环境保护之间的矛盾,研究了电厂入炉煤质对煤耗和排放的影响,建立了电力市场下火电机组短期多目标协调优化调度模型,并采用重构归一化欧氏距离评价函数的方法处理多目标问题。采用5个火电机组的系统算例进行仿真计算,结果表明:多目标优化调度能够协调经济与环境之间的矛盾;入炉煤质影响电厂效益和污染排放;重构归一化欧氏距离评价函数能够获得较满意的多目标优化结果;电力市场下的优化调度能获得更高的经济效益。     

三元相图在配煤结渣特性研究中的应用

采用SiO2-Al2O3-CaO三元相图分析了榆林煤与平朔煤掺配后混煤结渣倾向的变化,并利用沉降炉试验方法验证了三元相图的分析结果.沉降炉试验结果与三元相图分析显示,混煤的结渣倾向性明显降低,并且随着平朔煤掺配比例的增大,结渣程度逐渐减弱.因此,可利用三元相图优化选择配煤煤种和预测掺配效果.     

考虑随机性的区域综合能源系统多目标日前优化调度方法

为了满足终端用户对电力、天然气以及热能等多类型用能需求,实现对区域范围内的配电系统、配气系统以及能量中心（energy center, EC）系统的多维度优化调度和能量管理,同时考虑新能源发电设备以及负荷等不确定性因素带来的影响,该文提出了一种考虑随机性的区域综合能源系统（integrated community energy system, ICES）多目标日前优化调度方法。首先,构建了ICES中配电系统、配气系统以及EC系统的数学模型;随后,基于机会约束法构建了多目标随机优化数学模型,以最小化运行成本和温室气体及污染气体排放量为目标函数,采用NSGA-II优化算法对多目标随机优化问题进行求解;最后,针对一个典型的ICES进行考虑随机性的多目标日前优化调度分析。结果表明所提方法能够为系统调度员提供一系列可选方案,优化结果合理反映了随机性条件下ICES的运行特性,能够满足多种能源系统的潮流约束,实现了ICES在随机性条件下的经济环保运行。     

基于实时入炉煤质数据的在线掺烧优化系统在火电厂的应用

为解决传统配煤掺烧过程中煤质数据滞后、配煤结果不准、无法获取锅炉实时燃煤数据的难题,研究利用皮带式入炉煤煤流全元素实时分析设备,实时获取皮带煤流煤质数据,并与配煤设备、在线掺烧优化软件相结合,形成在线掺烧优化系统。该系统通过实时采集入炉皮带煤流煤质数据,反馈调整煤场配煤煤种及比例,实现精准配煤,计算实时锅炉运行经济指标,并可采集锅炉运行数据,实时优化锅炉运行氧量、风门开度等关键控制参数。通过本系统的应用,可帮助电厂燃用更多标煤单价较低的经济煤种,并通过实时燃烧优化调整使锅炉运转保持在最佳状态,从而使电厂获得可观的收益。