基于配风方式优化的四角切圆锅炉燃烧优化控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110986085A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911147027.2G06Q50/04(2012.01)(22)申请日2019.11.21(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人李益国黄埔刘西陲沈炯潘蕾吴啸张俊礼(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人姜慧勤(51)Int.Cl.F23N5/00(2006.01)G06F30/17(2020.01)G06Q10/04(2012.01)G06K9/62(2006.01)权利要求书5页说明书14页附图4页(54)发明名称基于配风方式优化的四角切圆锅炉燃烧优化控制方法(57)摘要本发明公开了基于配风方式优化的四角切圆锅炉燃烧优化控制方法，首先离线建模：筛选历史数据并进行数据拟合，建立支持向量回归机（SVR）初始模型；之后进行在线计算：利用精确在线支持向量回归机方法（AOSVR）对模型进行更新，根据更新后模型和所设置约束求解非线性规划，得到优化控制量。针对四角切圆锅炉控制变量较多的问题，本发明基于整体调整配风方式的思路，通过数据拟合的简化方法用形状参数代替控制量，整体优化控制量的分配方式，从而避免出现机器学习中“维数灾难”的问题，在保证精度的同时提高运算速度。结合该简化方法的优化控制策略能够在保证锅炉安全稳定运行的前提下，提高锅炉效率或降低氮氧化物排放。CN110986085ACN110986085A权利要求书1/5页1.基于配风方式优化的四角切圆锅炉燃烧优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据四角切圆锅炉结构，确定以下参数：燃尽风配置层数F1，周界风配置层数F2，二次风配置层数F3，给煤机台数T；步骤2，利用厂级监控信息系统采集并筛选各个典型工况时刻下的运行数据，数据类别包括6类输入量以及3类输出量，其中，6类输入量为各层燃尽风门开度、各层周界风门开度、各层二次风门开度、各台给煤机给煤量、省煤器出口氧量定值、机组负荷，3类输出量为锅炉效率、再热汽温、脱硝系统入口NOx浓度；针对6类输入量的前4类输入量，对每类输入量进行二阶最小二乘拟合，在每一时刻得到三个拟合系数；步骤3，分别针对锅炉效率、再热汽温、脱硝系统入口NOx浓度建立三个支持向量回归机模型，将步骤2得到的三个拟合系数代替输入量作为模型输入，对模型进行训练，得到初始支持向量回归机模型；模型输入和输出分别如下：Inputeff＝[FXsofa(z),FXsur(z),FXsec(z),FXfuel(z),Xo2(z),Xload(z),Yeff(z)]Outputeff＝[Yeff(z+1)]Inputtem＝[FXsofa(z),FXsur(z),FXsec(z),FXfuel(z),Xo2(z),Xload(z),Ytem(z)]Outputtem＝[Ytem(z+1)]Inputnox＝[FXsofa(z),FXsur(z),FXsec(z),FXfuel(z),Xo2(z),Xload(z),Ynox(z)]Outputnox＝[Ynox(z+1)]其中，Inputeff、Outputeff分别表示锅炉效率支持向量回归机模型的输入、输出，Inputtem、Outputtem分别表示再热汽温支持向量回归机模型的输入、输出，Inputnox、Outputnox分别表示脱硝系统入口NOx浓度支持向量回归机模型的输入、输出，FXsofa(z)＝[AXsofa(z),BXsofa(z),CXsofa(z)]为第z时刻燃尽风门开度拟合系数，FXsur(z)＝[AXsur(z),BXsur(z),CXsur(z)]为第z时刻周界风门开度拟合系数，FXsec(z)＝[AXsec(z),BXsec(z),CXsec(z)]为第z时刻二次风门开度拟合系数，FXfuel(z)＝[AXfuel(z),BXfuel(z),CXfuel(z)]为第z时刻给煤机给煤量拟合系数，Xo2(z)为第z时刻省煤器出口烟气含氧量，Xload(z)为第z时刻机组负荷，Yeff(z)、Yeff(z+1)分别为第z和z+1时刻锅炉效率，Ytem(z)、Ytem(z+1)分别为第z和z+1时刻再热汽温，Ynox(z)、Ynox(z+1)分别为第z和z+1时刻脱硝系统入口NOx浓度；步骤4，根据分散控制系统采集当前时刻的运行数据，数据类别与步骤2相同，采用与步骤2相同的方法对前4类输入量进行二阶最小二乘拟合，每个输入量都得到对应的拟合系数，将包含拟合系数在内的6类输入量分别代入三个初始支持向量回归机模型，得到锅炉效率、再热汽温、脱硝系统入口NOx浓度的预测值；步骤5，将步骤4得到的锅炉效率