基于机器学习的火电机组一次风量软测量技术

在电厂燃煤机组中,一次风用于煤粉输送和锅炉燃烧,直接关系到炉膛内的实际燃烧工况,适当的一次风量对于磨煤机乃至整台机组的正常运行具有重要意义。然而受现场多种因素的影响,现有测量方法得到的一次风量误差很大。针对这一问题,基于最小二乘支持向量回归机算法建立了风量软测量模型,对辅助变量的选取及数据预处理方法进行了分析和讨论,并采用PSO算法对LSSVM软测量模型参数进行优化。以某电厂DCS历史数据中选取的数据作为训练样本和测试样本,对风量软测量模型进行了实验验证,结果表明该方法得到的预测值能够很好的跟踪实际风量的变化,且计算简便、预测速度快,具有较好的应用前景。     

磨煤机的风量测量和改进方案

采用侧煤仓布局的制粉系统,因磨煤机的安装位置所限,使磨煤机风量测量装置的布置和测量方法,存在诸多问题。当机组运行时,磨煤机风量的测量误差较大,且测量管易被堵塞。为此,针对风量测量时存在的问题进行了分析和研究,提出了改变测点位置、改进测量方法等技改方案。     

磨煤机一次风量测量不准分析及处理

针对某电厂1000 MW机组出现磨煤机一次风量测量不准的问题,结合风量测量原理,得出速度分布不均是风量测流不准的原因。然后对磨煤机入口前一次风道,运用Fluent进行数值模拟,并建立标准k-ε湍流模型。计算结果表明,测量点的数据是可代表整个测量截面的,并不会出现数据不准确的问题。风量测量厂家现场供货的正、负压侧测量管未能一一对应,仅有3个负压侧,与测量截面速度平均值误差较大,导致风量测量不准确;重新供货后,现场风量测量准确。     

基于聚类算法的双进双出磨煤机入炉煤量软测量方法

双进双出磨煤机制粉系统由于结构复杂,制粉过程惯性大,锅炉入炉煤量难以准确测量,严重影响机组自动控制系统调节性能。为此,本文提出一种双进双出磨煤机入炉煤量软测量方法。该方法在双进双出磨煤机制粉系统动态特性基础上,利用磨煤机煤粉流量与容量风门开度、一次风压力、料位等关键参数的相关性,采用分段线性函数构造了锅炉入炉煤量软测量模型,采用聚类算法通过机组历史运行数据辨识该软测量模型相关特性函数的参数,并在某330 MW机组控制系统优化项目中成功实现了入炉煤量的实时测量。该方法能实现入炉煤量的准确测量,有效提高机组自动控制系统性能。     

安庆电厂磨煤机一次风量改造分析

安庆电厂装机容量为2×300MW,制粉系统采用正压直吹式制粉系统,每台锅炉配置5台磨煤机。采用机翼型风量测量装置来测量磨煤机一次风量,运行过程中,一次风量测量不准确,取样管路堵塞较为严重,致使磨煤机通风量无法被准确实时测量,并导致热工维护量很大,增加了机组运行的不稳定性,因此,公司对磨煤机一次风量测量装置进行改造。     

基于自适应递推最小二乘支持向量机的磨煤机一次风量软测量模型

针对离线最小二乘支持向量机（LSSVM）以及无稀疏策略的在线LSSVM在过程建模工程应用的局限性,提出了一种基于选择性递推以及自适应更新模型参数的LSSVM软测量模型。该方法将快速留一交叉验证（FLOO-CV）误差作为模型更新阈值,前向学习时,根据更新阈值只引入预报误差较大的样本更新模型,提高了模型的稀疏性;后向样本修剪时,仅删除FLOO-CV误差最小的样本,提高了模型的全局推广能力。应用电厂实际运行数据验证该模型并对磨煤机一次风量进行在线预测,并研发了一套在线软测量平台。将该平台在某1 000 MW机组进行现场验证,结果表明,该平台对一次风量有较高的预测精度,可以在流量传感器出现故障时代替其工作,保证磨煤机一次风量信号的稳定性和可靠性。     

燃煤水分软测量研究

根据直吹式MPS型中速磨煤机进、出口物质的能量平衡和质量平衡原理,建立了燃煤水分的软测量模型.实际数据计算和实际煤质工业分析报告数据相比结果表明,计算的水分符合变化规律.同时,将运行中的多台磨煤机计算的水分值进行了数据融合处理,提高了软测量的准确性和可靠性.     

一种在线煤质软测量方法

研究了一种工程实用的煤质软测量方法。通过测量锅炉、汽轮机、磨煤机、空气预热器的运行参数以及烟气成分含量,建立了电站锅炉入炉煤质在线监测模型;从磨煤机的运行状态中提取入炉煤收到基水分的信息;利用数据融合技术建立发热量、水分和灰分的关系,结合锅炉本体以及空气预热器的能量平衡分析,提取入炉煤发热量和灰分信息;根据物质守恒和能量守恒原理,从排烟成分中提取煤的干燥无灰基元素含量的信息,实现入炉煤元素分析和发热量的实时监测。现场试验表明,该模型能够快速准确测定入炉煤质,测量精度满足现场的需要。     

电站锅炉典型热工参数软测量研究

提出了基于最小二乘支持向量机(ＬＳＳＶＭ)统计学习建模理论的电站锅炉热工参数软测量方法。在LSSVM软测量建模理论基础上,重点研究了热工参数的动态软测量建模及模型在线更新等核心问题。以锅炉飞灰含碳量和烟气含氧量为范例,以锅炉实际运行数据为基础验证了提出的软测量建模方法。在算法验证基础上设计了锅炉飞灰含碳量及烟气含氧量软测量平台,该软件平台在广东某600 MW机组进行了现场试验,验证了提出的锅炉热工参数软测量方法的正确性。     

基于长短期记忆神经网络的燃煤机组磨煤机性能预测模型

针对磨煤机在实际运行中内部磨损测量较为困难导致检修时间不确定的问题,提出以磨煤机电流为内部磨损特征参数,采用分时段多模型的思路建立基于最小二乘支持向量机的多时段磨煤机电流模型,从而获得典型工况下具有时间序列的电流模型值,在此基础上利用长短期记忆（LSTM）神经网络建立了磨煤机电流时序预测模型,推算磨煤机电流的时序变化,得到磨煤机性能退化的趋势。以某电厂660 MW燃煤机组中速磨煤机实际运行数据为研究对象,采用本文方法对该磨煤机运行状况进行预测,并与循环神经网络（RNN）模型预测结果进行对比。结果表明,本文LSTM神经网络预测模型可以得到同一运行工况下磨煤机电流清晰准确的时序变化趋势,与现场实际变化相一致,且预测精度高于RNN模型;同时结合辊套磨损量分析得到的磨煤机检修电流,可准确确定磨煤机检修的时间节点。     

基于燃烧空气及烟气量的燃煤机组标准煤耗率计量方法

针对国内燃煤电厂发、供标准煤耗率正平衡计量准确性差、数据波动大等问题,本文提出了一种全新的标准煤耗率计量方法。此方法以锅炉燃烧空气及烟气量为基础,无需燃煤发热量,对煤样代表性要求也不高,即可比较准确地计算出标准煤耗率。实际计算及验证结果表明,按照本文所述计算方法得到的供电标准煤耗值与煤耗查定试验测定值比较接近,最大偏差2.06百分点。该方法既可用于燃煤电厂标准煤耗计算,也可用于入炉煤发热量软测量计算、机组能耗实时在线监测等方面,将对燃煤电厂成本核算、节能管理、配煤掺烧及运行优化等产生积极的影响。     

300MW亚临界锅炉NO_x排放量和机组经济性的综合治理

分析了燃煤火力发电厂NOx产生机理及影响因素,指出煤质、炉内燃烧温度、氧浓度及分布状况是影响NOx生成量最直接因素。对于已投产机组,控制运行氧量、实现空气分级燃烧、优化磨煤机组合方式是降低NOx排放量的主要措施。通过降低运行氧量1%～1.5%,NOx排放量可下降10%～40%,供电煤耗下降1～2 g/kWh;通过加强空气分级燃烧,NOx排放量可下降10%～40%,供电煤耗变化不大。采用下4台磨煤机组合方式,NOx排放量可下降50～100 mg/Nm3。     

球磨机负荷检测方法综述

火电厂制粉系统中仍广泛使用钢球磨煤机来磨制煤粉。但大部分球磨机系统都运行在保守工况下,造成制粉单耗大,系统出力小。原因之一就是至今还没有一种实用、准确的方法对磨煤机内的存煤量(磨负荷)进行测量。传统的利用磨煤机进出口差压信号来来表征磨负荷的方法易受通风量、煤种等影响,误差较大。本文归纳了近年来提出来的磨负荷测量方法,如磨电流、振动频谱分析法、基于神经网络的软测量法以及数据融合方法等,并进行了分析比较,最后得出一些有益的结论。     

掺配煤燃烧的锅炉仿真模型及其应用

在分析炉膛燃烧机理的基础上,建立了反映掺配煤燃烧特征的锅炉运行热效率模型,其包括炉膛一维燃烧模型、对流受热面集总参数模型和锅炉热效率计算模型。对某电厂超临界600MW机组锅炉进行的仿真计算表明,随着煤质因子Fz的增大,飞灰含碳量减少,排烟温度上升,锅炉热效率降低;飞灰含碳量和排烟温度仿真值与实际运行值较吻合,该锅炉热效率工程模型预测趋势准确。     

筒式球磨机料位测量控制新技术

火电厂采用的筒式低速球磨机料位测量和控制都有一定的难度,经常由于堵煤或断煤而严重影响锅炉的燃烧,影响机组负荷。介绍一种料位控制系统——通过安装在球磨机的简体压头探针之间的压差来判断料位,根据所测的料位变化自动控制给煤量,使磨煤机稳定地运行在一定的料位区内,达到安全经济运行。     

筒式球磨机料位测量控制新技术

火电厂采用的筒式低速球磨机料位测量和控制都有一定的难度,经常由于堵煤或断煤而严重影响锅炉的燃烧,影响机组负荷。介绍一种料位控制系统——通过安装在球磨机的简体压头探针之间的压差来判断料位,根据所测的料位变化自动控制给煤量,使磨煤机稳定地运行在一定的料位区内,达到安全经济运行。     

锅炉制粉系统运行经济性分析及建议

通过分析影响锅炉制粉系统运行经济性的主要问题,重点对磨煤机掺入冷风、煤粉细度动态控制、磨煤机出口温度、空预器换热面积和型式等进行了原因分析,提出了解决方法和研究方向,从而提升锅炉制粉系统运行的效率,为火电机组的设计和运行维护提供参考。     

200 MW富氧燃煤电厂制粉系统及磨煤机参数研究

针对空气-富氧燃烧兼容运行的大型富氧燃煤电厂制粉系统参数选择和磨煤机选型等问题,开展了研究和分析。采用设计计算和理论分析相结合的方式,研究了高CO2气氛对磨煤机及制粉系统参数的影响,获得了典型煤种在200 MW机组空气-富氧兼容条件下磨煤机出口温度、煤粉细度、通风量和煤粉管道流速等参数。综合考虑堵粉、腐蚀和防爆等情况,一次风氧分压控制在18%,烟气冷凝器出口含水率限制在5%以下,富氧干循环方案磨煤机出口温度控制在77~80 ℃为宜,湿循环方案磨煤机出口温度在95~100 ℃为宜。通过磨煤机及制粉系统选型参数比较分析,提出了相关防磨、防漏、防腐措施。研究结果实现了空气-富氧燃烧兼容运行下制粉系统和磨煤机关键参数的匹配。     

电厂双进双出钢球磨煤机经济性分析

电厂磨煤机是将燃烧用的原煤研制成粉,然后送进炉膛进行悬浮燃烧的设备,可分为低速磨煤机(主要是钢球磨煤机)、中速磨煤机和高速磨煤机。从影响双进双出钢球磨煤机经济运行的因素进行分析,降低磨煤机单耗。即在最佳钢球装载量条件下,既能增大磨煤机出力,又能降低磨煤机消耗的电功率,保证电厂在最佳经济条件下运行。     

600MW“W”火焰锅炉临界火焰保护动作原因分析及预防

针对某电厂#1机组600MW"W"火焰锅炉发生的临界火焰保护动作问题进行分析。分析结果表明,一次调频试验中,当机组负荷降低15MW时,在关磨煤机容量风门过程中,一次风机B失速,造成锅炉燃烧不稳,部分煤火检丧失,触发临界火焰保护动作,锅炉MFT。通过采取平衡风机出力、减小烟风系统阻力、系统压力与流量匹配运行和加强监视及时处理等一系列改进和预防措施,提高了机组今后运行的安全稳定性。