一種電廠鍋爐燃燒的優(yōu)化監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控方法，尤其是涉及一種電廠鍋爐燃燒的優(yōu)化監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]實現(xiàn)對大型火力發(fā)電廠鍋爐的優(yōu)化監(jiān)控,對機組節(jié)能降耗、減少污染物排放有著重大的意義。目前，以單元機組為控制對象，火力發(fā)電廠的整體自動控制系統(tǒng)包括鍋爐的蒸汽溫度控制系統(tǒng)、燃燒過程控制系統(tǒng)以及協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)等眾多子系統(tǒng)。
[0003]維護電廠鍋爐燃燒過程的最佳狀態(tài)和經(jīng)濟性是燃燒過程控制系統(tǒng)的重要任務(wù)。在鍋爐運行中，必須控制好送風量與燃料量的比例。為了使鍋爐保持最佳燃燒工況，必須使風煤比合適。與風煤比有關(guān)的參數(shù)較多，如入爐煤的灰分和水分、爐膛內(nèi)燃燒溫度分布情況和輻射能強度分布情況、爐膛內(nèi)煙氣含氧量等都將影響最優(yōu)風煤比的確定。目前采用的燃燒優(yōu)化監(jiān)控方法由于參數(shù)采集較單一，往往無法完全針對鍋爐燃燒的特點，實時控制運行工況。而且隨機組負荷的變化，運行效率的變化也非常大，不能保證機組保持在最佳的運行曲線上，難以獲得長期穩(wěn)定的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電廠鍋爐燃燒的優(yōu)化監(jiān)控方法，其可靠性好、靈敏度高、參數(shù)采集全面，并能對實時采集到的數(shù)據(jù)進行融合處理，用于指導優(yōu)化調(diào)節(jié)鍋爐燃燒的風煤比參數(shù)，提高了運行效率，降低了發(fā)電成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電廠鍋爐燃燒的優(yōu)化監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]步驟一，鍋爐燃燒優(yōu)化相關(guān)參數(shù)檢測:采用數(shù)據(jù)檢測單元對與鍋爐燃燒風煤比相關(guān)的參數(shù)進行實時檢測；所述數(shù)據(jù)檢測單元包括灰分探測儀、水分探測儀、煤質(zhì)熱值計算單元、看火視頻監(jiān)控裝置、圖像處理單元、近紅外輻射能傳感器、光電轉(zhuǎn)換單元和含氧量傳感器；所述灰分探測儀、水分探測儀均與所述煤質(zhì)熱值計算單元相接，所述看火視頻監(jiān)控裝置與所述圖像處理單元相接，所述近紅外輻射能傳感器與所述光電轉(zhuǎn)換單元相接；所述信息采集的方式如下:
[0007]所述灰分探測儀和水分探測儀分別對入爐煤的灰分信息和水分信息進行檢測，并將檢測結(jié)果傳送給煤質(zhì)熱值計算單元；所述煤質(zhì)熱值計算單元根據(jù)所述灰分信息和水分信息計算出燃燒發(fā)熱量；
[0008]所述看火視頻監(jiān)控裝置對入爐煤在爐膛內(nèi)燃燒的火焰溫度分布情況進行圖像監(jiān)視，并將采集到的圖像信息傳送給所述圖像處理單元；所述圖像處理單元對鍋爐的燃燒圖像進行數(shù)字分析和圖像識別；
[0009]所述近紅外輻射能傳感器對所述爐膛內(nèi)輻射能的強度信息進行檢測，并通過所述光電轉(zhuǎn)換單元實現(xiàn)信號隔離；
[0010]所述含氧量傳感器對所述爐膛內(nèi)的煙氣含氧量進行檢測；
[0011]所述數(shù)據(jù)檢測單元將上述檢測到的信號實時傳輸給參數(shù)優(yōu)化單元；所述參數(shù)優(yōu)化單元包括信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器、存儲器、接口電路和電源模塊，所述信號調(diào)理電路與所述數(shù)據(jù)采集卡相接，所述數(shù)據(jù)采集卡、存儲器、接口電路和電源模塊均與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器相接，所述煤質(zhì)熱值計算單元、圖像處理單元、光電轉(zhuǎn)換單元和含氧量傳感器均與所述信號調(diào)理電路相接；
[0012]步驟二，信號調(diào)理及數(shù)據(jù)采集:所述信號調(diào)理電路對步驟一中檢測到的信號依次進行放大、濾波和線性化處理，然后傳輸給所述數(shù)據(jù)采集卡；所述數(shù)據(jù)采集卡對接收到的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器；
[0013]步驟三，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化模型建立:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器采用內(nèi)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和遺傳算法進行風煤比優(yōu)化建模，其建模過程如下:
[0014]獲取數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)，并存入存儲器作為歷史數(shù)據(jù)；
[0015]整理上述歷史數(shù)據(jù)形成風煤比優(yōu)化樣本，樣本的格式為:每一條數(shù)據(jù)按輸入-輸出對模式組織，輸入為步驟一中檢測到的相關(guān)參數(shù)，輸出為最優(yōu)風煤比；
[0016]根據(jù)上述樣本設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值、輸出值、層數(shù)、各層節(jié)點數(shù)和各層的激活函數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；在上述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，用遺傳算法對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值和偏置值進行優(yōu)化，以得到最優(yōu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)值和偏置值；
[0017]以上述最優(yōu)的初始權(quán)值和偏置值作為所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始值，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的風煤比優(yōu)化訓練樣本反復訓練，訓練指標為誤差的平方和，最后將訓練得到的權(quán)值和偏置值，以及此時網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行保存，這些參數(shù)便構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化模型；
[0018]實時讀取數(shù)據(jù)檢測單元檢測到的最新運行參數(shù)，將這些參數(shù)輸入到所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化模型，通過模型計算得到最優(yōu)風煤比；
[0019]步驟四，最優(yōu)燃燒控制方案生成:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器將計算得到的最優(yōu)風煤比傳輸給布設(shè)在鍋爐燃燒現(xiàn)場的工控機，所述工控機根據(jù)所述最優(yōu)風煤比和鍋爐、汽機的實時運行工況，生成最佳燃燒控制方案，并將最優(yōu)風煤比曲線和最佳燃燒控制方案顯示在與所述工控機相接的人機界面上；
[0020]步驟五，最優(yōu)燃燒控制實施:操作人員根據(jù)所述人機界面上顯示的信息向所述工控機輸入相應(yīng)控制命令，工控機對與其相接的燃燒控制系統(tǒng)進行最佳燃燒控制。
[0021]上述一種電廠鍋爐燃燒的優(yōu)化監(jiān)控方法，其特征是:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
[0022]上述一種電廠鍋爐燃燒的優(yōu)化監(jiān)控方法，其特征是:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓練方式為在線訓練方式。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0024]1、能夠?qū)θ霠t煤的水分和灰分進行檢測，以防止劣質(zhì)煤冒充優(yōu)質(zhì)煤，降低了發(fā)電成本。
[0025]2、能夠?qū)t膛火焰燃燒進行可視化監(jiān)視，方便運行人員進行燃燒調(diào)整。
[0026]3、將爐膛內(nèi)輻射能信號作為入爐燃料量調(diào)節(jié)的反饋信號之一，對系統(tǒng)的遲滯性進行了較好的補償。
[0027]4、能夠?qū)Χ鄠€傳感器的測試信號進行信息融合處理，提高了數(shù)據(jù)的可靠性和高效性。
[0028]綜上所述，本發(fā)明可靠性好、靈敏度高、參數(shù)采集全面，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控方法參數(shù)采集單一，難以獲得最佳運行曲線，運行效率低，發(fā)電成本高等問題。
[0029]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]如圖1所示，本發(fā)明包括以下步驟:
[0032]步驟一，鍋爐燃燒優(yōu)化相關(guān)參數(shù)檢測:采用數(shù)據(jù)檢測單元對與鍋爐燃燒風煤比相關(guān)的參數(shù)進行實時檢測；所述數(shù)據(jù)檢測單元包括灰分探測儀、水分探測儀、煤質(zhì)熱值計算單元、看火視頻監(jiān)控裝置、圖像處理單元、近紅外輻射能傳感器、光電轉(zhuǎn)換單元和含氧量傳感器；所述灰分探測儀、水分探測儀均與所述煤質(zhì)熱值計算單元相接，所述看火視頻監(jiān)控裝置與所述圖像處理單元相接，所述近紅外輻射能傳感器與所述光電轉(zhuǎn)換單元相接；所述信息采集的方式如下:
[0033]所述灰分探測儀和水分探測儀分別對入爐煤的灰分信息和水分信息進行檢測，并將檢測結(jié)果傳送給煤質(zhì)熱值計算單元；所述煤質(zhì)熱值計算單元根據(jù)所述灰分信息和水分信息計算出燃燒發(fā)熱量；
[0034]所述看火視頻監(jiān)控裝置對入爐煤在爐膛內(nèi)燃燒的火焰溫度分布情況進行圖像監(jiān)視，并將采集到的圖像信息傳送給所述圖像處理單元；所述圖像處理單元對鍋爐的燃燒圖像進行數(shù)字分析和圖像識別；
[0035]所述近紅外輻射能傳感器對所述爐膛內(nèi)輻射能的強度信息進行檢測，并通過所述光電轉(zhuǎn)換單元實現(xiàn)信號隔離；<