燃煤電站鍋爐低NOx燃燒優(yōu)化運(yùn)行策略的研究.pdf

1、鍋爐低Nox燃燒優(yōu)化運(yùn)行是指通過(guò)合理地組織爐內(nèi)燃燒以實(shí)現(xiàn)低Nox排放和高效率燃燒，但爐內(nèi)Nox生成的控制措施與爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒及燃盡的技術(shù)原則存在不同，因此如何兼顧降低Nox排放量和提升鍋爐效率使得鍋爐排污和煤耗的綜合成本最低是鍋爐低Nox燃燒優(yōu)化的目標(biāo)。燃煤電站鍋爐高效低Nox燃燒優(yōu)化過(guò)程通常分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段為建立Nox排放和鍋爐效率預(yù)測(cè)模型，所建模型須能依據(jù)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和當(dāng)前運(yùn)行狀況映射出Nox排放和鍋爐效率與鍋爐各輸入運(yùn)行變量

2、的變化關(guān)系；第二個(gè)階段為利用約束優(yōu)化技術(shù)求取低Nox排放的優(yōu)化運(yùn)行方案，然后依據(jù)此方案指導(dǎo)運(yùn)行人員實(shí)時(shí)運(yùn)行（開環(huán)模式）或在一定條件下通過(guò)集散控制系統(tǒng)（DCS）將優(yōu)化運(yùn)行方案自動(dòng)輸入到鍋爐，調(diào)整可調(diào)運(yùn)行參數(shù)（閉環(huán)模式）以實(shí)現(xiàn)低Nox燃燒優(yōu)化運(yùn)行。 本文首先對(duì)燃煤電站鍋爐低Nox燃燒優(yōu)化運(yùn)行進(jìn)行了探討和綜述，它包括電站煤粉爐Nox生成機(jī)理及主要控制方法、影響電站煤粉爐Nox排放特性的主要因素、煤粉爐燃燒時(shí)Nox生成量預(yù)測(cè)及模型優(yōu)化算

3、法。 然后分別以300MW機(jī)組單爐體雙爐膛八角切圓和300MW機(jī)組單爐堂四角切圓燃燒鍋爐為研究對(duì)象，以現(xiàn)場(chǎng)熱態(tài)燃燒調(diào)整試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用基于貝葉斯規(guī)范化的L-M改進(jìn)BP算法建立了Nox排放特性和鍋爐效率與各操作運(yùn)行變量之間的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)模型，并對(duì)所建模型進(jìn)行了預(yù)測(cè)能力的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明該模型可相對(duì)快速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出鍋爐實(shí)時(shí)運(yùn)行工況下的Nox排放量和鍋爐效率值。 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在非線性系統(tǒng)建模和控制方面得到廣泛應(yīng)用，且也已經(jīng)被

4、應(yīng)用到燃煤電站鍋爐Nox排放預(yù)測(cè)控制。但BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在獲得訓(xùn)練成功的預(yù)測(cè)模型之前要求大量的、信息豐富的歷史數(shù)據(jù)，它要求有計(jì)劃地把鍋爐實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)添加到模型中，使模型不斷更新以能夠充分體現(xiàn)鍋爐動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況。而基于梯度下降法的BP學(xué)習(xí)算法具有建模耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)和容易陷入“過(guò)擬合”的缺陷，從而限制了模型的更新和預(yù)測(cè)推廣能力。為解決此問(wèn)題，文中研究了利用具有計(jì)算速度快、泛化能力強(qiáng)的最小二乘支持向量機(jī)建立了Nox排放特性和鍋爐效率的預(yù)測(cè)模型，并將其與

5、利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的預(yù)測(cè)模型作了比較，結(jié)果表明前者既能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)在不同運(yùn)行工況下的Nox排放量又具有更強(qiáng)的泛化能力，與其它建模方法相比該方法更適合Nox排放的在線預(yù)測(cè)。 建立Nox排放特性和鍋爐效率的預(yù)測(cè)模型后，文中結(jié)合所建模型和遺傳算法實(shí)現(xiàn)了三種不同優(yōu)化目標(biāo)下的運(yùn)行方案優(yōu)化搜索，優(yōu)化目標(biāo)分別是：?jiǎn)为?dú)優(yōu)化Nox排放量、單獨(dú)優(yōu)化鍋爐效率及兼顧Nox排放量和鍋爐效率實(shí)施綜合優(yōu)化。所得優(yōu)化運(yùn)行方案具有實(shí)際可操作性，可為鍋爐低Nox燃