一种锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统及其优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102261671A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102261671A(43)申请公布日2011.11.30(21)申请号201010186048.8(22)申请日2010.05.28(71)申请人王荣虎地址德国巴登-符腾堡州菲尔德施塔特市菲尔德斯塔特约翰内斯大街82号D-70794(72)发明人王荣虎(74)专利代理机构上海硕力知识产权代理事务所31251代理人郭桂峰(51)Int.Cl.F23N5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统及其优化方法(57)摘要本发明揭示一种锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统及其优化方法，该系统包括DCS控制系统模块、工业煤种分析模块、环境污染物监测模块、近似案例查询单元、历史数据库、锅炉燃烧模型库、锅炉优化专家系统服务端程序和人机界面。本发明提出的锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统及其优化方法，可实现对锅炉燃烧热效率和污染物排放量的预测；同时根据燃烧模型库进行推理与查询，采用锅炉优化专家系统的智能算法，可寻找达到锅炉最佳工况的参数设置方案，进而通过DCS调节锅炉运行状态，实现锅炉燃烧的整体优化。CN10267ACCNN110226167102261684A权利要求书1/2页1.一种锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统，用以优化锅炉的燃烧工况；其特征在于，其包括：分布式控制系统DCS，用于获取锅炉的实时工况数据，并控制调节锅炉的工况参数；工业煤种分析模块，用于分析燃烧用煤的成分及性质；环境污染物监测系统，用于获取锅炉的环境污染物排放数据；自寻优系统，用于根据实时工况数据与环境污染物排放数据在锅炉燃烧模型库中寻找最接近的成熟案例；历史数据库，用于储存锅炉燃烧参数历史数据及对应的其他模块记录的历史数据；锅炉燃烧模型库，包括若干锅炉的燃烧模型；锅炉优化专家系统服务端程序，用于寻找达到锅炉目标工况的参数，并把调节后的工况参数输出至DCS；人机界面，用于参数配置的输入与实时工况/历史报表的输出。2.根据权利要求1所述的锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统，其特征在于：所述自寻优系统包括：案例推理模块，用以根据DCS的工况数据与环境污染物监测系统的污染物排放数据，在所述锅炉燃烧模型库中的燃烧模型寻找最接近的成熟案例；目标工况调节模块，用以根据上述最接近的成熟案例调节控制参数，寻找达到锅炉目标工况的参数。3.根据权利要求2所述的锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统，其特征在于：所述案例推理模块包括近似案例查询单元，用以根据DCS的工况数据与环境污染物监测系统的污染物排放数据，在所述锅炉燃烧模型库中的燃烧模型寻找最接近的成熟案例；最优解案例保存单元，用以保存经过目标工况调节模块调节后得到的新的案例作为燃烧模型。4.根据权利要求3所述的锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统，其特征在于：所述案例推理模块还包括成熟案例库更新单元，用以更新所述锅炉燃烧模型库中的现有燃烧模型的参数、或增加新的燃烧模型。5.根据权利要求2所述的锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统，其特征在于：所述目标工况调节模块根据设置的目标调节锅炉的参数；当寻优步长矩阵<寻优误差矩阵e时，结束调节过程，此时的配置被认为最优；否则调节Δu’=φ×Δu+ζ；其中，Δu为调节前的寻优步长矩阵，Δu’为调节后的寻优步长矩阵，Δu、Δu’、e为由各参数组成的矩阵，调节参数φ与ζ由选定的燃烧模型确定。6.一种权利要求1至5任一所述锅炉燃烧多约束多目标优化专家系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：所述环境污染物监测系统、工业煤种分析模块获取DCS监测数据、工业煤种分析数据、环境监测数据，并将数据传输至平台通讯端口；所述服务端程序对监测数据采集单元获取的数据进行初步处理，而后把更新的参数发送至自寻优系统的目标工况调节模块；2CCNN110226167102261684A权利要求书2/2页所述自寻优系统通过被动接收采集到的监测数据或主动问询环境污染物监测系统、工业煤种分析模块的运行信息，与系统内置的历史数据最优工作状态的状态参数集进行对比，查看设备是否处于最优状态；所述自寻优系统基于历史数据库与燃烧模型库，通过对监测数据参数集和设备工况参数集与设备功率因素的函数关系进行分析，并将设备的多个约束因素整体考虑，最终得到设备整体最优的配置参数；所述燃烧模型库根据模型输出配置参数，并将其传输至DCS；所述DCS执行系统平台发出的控制指令，对设备运行状态进行调整。7.根据权利要求6所述的燃烧优化方法，其特征在于：所述自寻优系统包括：案例推理模块，用以根据DCS的工况数据与环境污染物监测系统的污染物排放数据，在所述锅炉燃烧模型库中的燃烧模型寻找最接近的成熟案例；目标工