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《华中科技大学》 2005年
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基于炉内温度场可视化的燃烧优化控制方法研究

王淅芬  
【摘要】:对先进燃烧检测和控制技术进行研究是实现电站燃煤锅炉稳定、高效、低污染燃烧的重要途径之一。现有的炉膛三维温度场可视化技术已经能够为新的燃烧优化控制策略的实施提供实践基础。针对燃烧控制系统中固有的纯延迟、大滞后、分布参数的特性,本文提出了以炉膛三维温度场分布为中间参量,对多火嘴煤粉锅炉进行控制的新型控制策略。针对电站锅炉的运行面临降低运行成本与降低污染物排放的双重要求,开展了一种整体燃烧优化的研究。 本文建立了表征炉内三维温度分布与输入炉膛的各燃烧器的煤粉量,一、二次风量等参量的适用于控制的线性模型。提出了一种基于自适应遗传算法的以炉膛火焰温度分布为中间参量的优化控制策略,并对控制策略进行了仿真研究。结果表明,该控制策略可以有效克服锅炉负荷变化对炉内燃烧过程的影响,获得燃料量和风量控制指令以适应负荷变化,并能给出个别燃烧器故障情况下的识别和控制动作等。因此,采用基于自适应遗传算法的锅炉温度场分布优化控制策略对锅炉燃烧过程进行优化控制是可行的。 本文针对一台采用三维温度场可视化检测系统的300MW 锅炉进行了现场试验,研究了燃烧调整对炉内三维温度分布与锅炉NO_x排放特性的影响。从中得出,燃烧调整不仅对炉膛内的三维温度分布有较大的影响,并且对NO_x排放、炉膛辐射能、飞灰含碳量等产生影响; 三维温度场分布与NO_x排放量具有较强的关联性,尤其是主燃烧区内的温度对NO_x 排放量影响很大,这为通过控制炉膛三维温度场来达到控制NO_x排放的控制策略提供了依据。 在燃烧调整试验基础上,发展了基于神经网络的锅炉NO_x排放和飞灰含碳量的响应模型,并通过试验值和模型计算值的比较,证实模型的泛化能力。将炉膛断面最高温度作为输入参数引入到NO_x排放神经网络预测模型中,与不考虑此温度影响的网络相比,得到的网络训练更快,精度更高。提出了基于自适应遗传算法的电站锅炉高效低污染优化控制问题的控制策略,并进行了仿真研究,结果表明,采用该模型建议的燃烧调整参数,可明显降低NO_x排放浓度及飞灰含碳量,提高锅炉效率。最后,本文采用灰色理论中相关性分析的方法,分析锅炉入炉参数与污染物排放
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TK32

【引证文献】
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1 陈荣保;基于视觉融合的监控机理及其在锅炉燃烧中的应用研究[D];上海大学;2010年
2 张燕锋;三废锅炉智能控制系统的研究与应用[D];昆明理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘建军;加入炉膛温度信息的电站锅炉燃烧优化[D];华中科技大学;2011年
2 李文浩;炉内温度分布及热辐射参数检测的实验研究[D];华中科技大学;2011年
3 朱凌平;废杂铜冶炼炉高温测量方法研究[D];浙江大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龚崇权,蔡维由,肖惠民;基于遗传算法的水轮机调节系统最优参数整定[J];电力系统自动化;2002年15期
2 闫志勇,张慧娟,邱广明,刘启旺,袁亚莉;锅炉分级燃烧降低NO_x排放的技术改造及分析[J];动力工程;2000年04期
3 王培红,李磊磊,陈强,董益华;电站锅炉高效低污染燃烧优化算法研究[J];动力工程;2004年04期
4 章名耀,李大骥,蔡宁生,徐益谦;关于我国发展先进燃煤发电技术的建议[J];动力工程;1994年02期
5 钟北京,徐旭常;低NOx煤粉燃烧器的设计原理[J];动力工程;1995年05期
6 肖伯乐;我国火力发电厂自动化技术的发展以及前景展望[J];动力工程;1997年05期
7 许晓鸣,孙优贤,熊刚;智能控制理论及应用的发展现状[J];电子技术应用;1997年08期
8 何佩敖;我国燃煤电厂 NO_x 控制和清洁燃烧技术[J];电站系统工程;1993年01期
9 刘微,吴宏伟,王耀青;在线调节风煤比的智能燃烧优化控制系统设计[J];电站系统工程;1996年02期
10 钟北京,傅维镳;锅炉低NO_x排放煤粉分级燃烧的优化[J];电站系统工程;1997年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜学东,韦穗;基于彩色CCD的三色法测量炉膛火焰温度场分布[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
2 王海华;邹凌;宋蕾;;基于自适应遗传算法的PID参数寻优[J];鞍山科技大学学报;2007年04期
3 杨启伟;陈以;;常用温度控制法的对比[J];兵工自动化;2005年06期
4 张春芝;活性污泥法多变量最优控制的遗传算法实现[J];北京工业职业技术学院学报;2005年02期
5 刘旭东;范青武;段建民;周大森;;基于混合自适应遗传算法HEV系统参数的优化[J];北京工业大学学报;2009年07期
6 袁书卿,张葛祥;基于改进遗传量子算法的FIR数字滤波器设计[J];电讯技术;2003年05期
7 潘峰,蔡维由;基于改进遗传算法的水轮机调节系统单神经元PSD控制[J];水电自动化与大坝监测;2004年01期
8 赵长见;姚红;周伯昭;傅维贤;;导弹姿控系统设计的进化多目标优化算法[J];导弹与航天运载技术;2006年04期
9 张丽香;智能控制的发展前景及在电厂中的应用[J];电力学报;2002年04期
10 李超顺;周建中;雷慧;安学利;向秀桥;李清清;;基于Hartley变换的水轮机调速器参数辨识[J];大电机技术;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘峰;蔡维由;陈光大;;用改进遗传算法优化水轮机调节系统单神经元PSD控制参数[A];2004中国水电控制设备论文集[C];2004年
2 郭亚中;左洪福;;Petri网理论在民航飞机故障诊断中的应用[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
3 甄成刚;张丽静;张芳娥;;炉膛火焰图像处理及三波长测温算法的研究[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
4 何大阔;王福利;贾明兴;;基于改进DE算法的RBF神经网络建模方法研究[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
5 罗文彩;陈小前;;并行计算的多方法优化协作[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
6 吴志伟;袁德成;;关于复杂系统研究的发展情况[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
7 曾庆海;方蜀州;;固体发动机尾焰二维温度场测试研究[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集(发动机分册)[C];2005年
8 曹军伟;;遗传算法在固体火箭冲压发动机优化设计中的应用[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集(发动机分册)[C];2005年
9 王永标;魏毅立;;锅炉燃烧系统模糊控制研究[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年
10 田玉龙;吴清;赵卫国;;基于有性繁殖的小生境遗传算法与多峰函数优化[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘茂省;煤粉空气分级和再燃技术机理、应用和模型研究[D];浙江大学;2009年
2 张寿明;基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究[D];昆明理工大学;2009年
3 毕凤阳;欠驱动自主水下航行器的非线性鲁棒控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 吕立华;复杂工业系统基于小波网络与鲁棒估计建模方法研究[D];浙江大学;2001年
5 李阳春;自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[D];浙江大学;2001年
6 张荣涛;复杂装备远程智能监测、诊断与维护系统研究[D];南京理工大学;2002年
7 姚俊峰;人工智能与混沌理论在铜锍吹炼炉实时仿真与优化决策中的应用研究[D];中南大学;2001年
8 王乃华;新型半干法烟气脱硫的实验及机理研究[D];浙江大学;2002年
9 卫成业;燃煤锅炉炉膛火焰温度场和浓度场测量及燃烧诊断的研究[D];浙江大学;2001年
10 舒斌;中小型制造企业信息化协同产品开发原理与实施方法[D];四川大学;2002年
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1 于群;异步电机矢量控制系统的参数辨识研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 陶化龙;四角切圆炉单层燃烧器出口流场特征参数提取方法的研究[D];长沙理工大学;2010年
3 毕武林;煤粉火焰稳定性与熄火综合评判模型的研究[D];长沙理工大学;2010年
4 程晓华;135MW循环流化床(CFB)锅炉机组DCS的应用[D];合肥工业大学;2010年
5 李响;利用非接触红外测温技术测量火焰温度[D];天津理工大学;2010年
6 王青峰;300MW燃煤锅炉一次风优化研究[D];华南理工大学;2010年
7 杨平;仓储库位分配问题中的智能优化方法研究[D];长春工业大学;2010年
8 胡海舰;循环流化床锅炉燃烧特性与煤种关系的研究[D];昆明理工大学;2010年
9 贺朝新;动态TSP遗传算法研究[D];中南民族大学;2010年
10 陈凯迪;基于CCD图像传感器的温度场测量系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【同被引文献】
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1 姜学东,韦穗;基于彩色CCD的三色法测量炉膛火焰温度场分布[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
2 葛传力;热电站锅炉安全保护与火焰检测[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年01期
3 王宇,王乘,刘吉平;一种基于数学形态学的遥感图像边缘检测算法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2003年02期
4 袁涛;李太福;郭平;;基于多参数融合的火焰模糊PID控制[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2009年02期
5 原贺新,刘海英,于春来;虚拟仪器在区域锅炉房供热自动控制中的应用[J];城市管理与科技;2002年02期
6 张丽香;现场总线控制系统与火电机组自动化[J];电力学报;2004年01期
7 高俊山,牟晓光,杨嘉祥;一种基于遗传算法和神经网络的PID控制[J];电机与控制学报;2004年02期
8 吴立刚;凌明祥;王常虹;曾庆双;;自适应滑模控制具有状态和输入时滞的不确定系统[J];电机与控制学报;2005年05期
9 江哲生;董卫国;毛国光;;国产1000MW超超临界机组技术综述[J];电力建设;2007年08期
10 杨旭中;;超临界机组在中国的发展[J];电力勘测设计;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 庄开宇;变结构控制理论若干问题研究及其应用[D];浙江大学;2002年
2 卫成业;燃煤锅炉炉膛火焰温度场和浓度场测量及燃烧诊断的研究[D];浙江大学;2001年
3 周洁;基于光学波动法和相关原理的颗粒测量及多波长火焰温度分析[D];浙江大学;2001年
4 傅志中;红外扫描成像动目标检测跟踪技术与DSP实时实现[D];电子科技大学;2002年
5 李晓兵;多层螺旋CT在胰腺癌诊断中的价值及可切除性评价的研究[D];第二军医大学;2002年
6 李戈;超细煤粉再燃机理及细粉分离技术研究[D];浙江大学;2003年
7 夏振海;煤粉浓淡直流燃烧器气固多相流动的数值试验研究[D];浙江大学;2002年
8 吴艳;多传感器数据融合算法研究[D];西安电子科技大学;2003年
9 陈彦桥;单元机组模糊多模型协调控制系统研究[D];华北电力大学(河北);2004年
10 周黎辉;神经网络在过程辨识与控制中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2004年
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1 陈军;步进式加热炉燃烧过程智能控制策略及其应用[D];中南大学;2004年
2 朱伟波;数字图像处理技术在锅炉燃烧诊断和优化中的应用[D];华北电力大学(北京);2005年
3 王琼;燃气燃烧火焰燃烧过程光学测量方法研究[D];浙江大学;2005年
4 周欣;基于图象处理的炉膛燃烧火焰温度计算方法[D];四川大学;2005年
5 祝凌风;电站锅炉过热汽温控制策略的改进研究[D];华中科技大学;2005年
6 刘佳;基于神经网络PID控制算法的热水锅炉燃烧控制的研究[D];燕山大学;2006年
7 管良兵;高动态范围的火焰温度场分布的测量研究[D];浙江大学;2006年
8 云曦;基于预数值计算的电站煤粉锅炉燃烧优化专家系统研究[D];华北电力大学(河北);2007年
9 何钧;火电厂汽包水位运行故障诊断系统研究[D];华北电力大学(河北);2007年
10 张海清;生物质混煤燃烧及污染物排放特性研究[D];山东大学;2007年
【二级参考文献】
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1 王广雄,何雨奋;多目标遗传算法和伺服设计中的寻优问题[J];电机与控制学报;1997年03期
2 章名耀;傅文玲;蔡宁生;赵长遂;沈湘林;赵以钰;;贾汪增压流化床燃烧联合循环中试电站的设计概念[J];东南大学学报;1992年S1期
3 周怀春,韩才元;应用火焰探测诊断煤粉燃烧的试验研究[J];动力工程;1993年04期
4 周玉铭,朱建宁,王妍芃,张晓鹏;自补偿平衡式双热偶高温气流温度测量[J];动力工程;1993年04期
5 何佩敖;燃煤锅炉低NOx的燃烧技术[J];动力系统工程;1985年01期
6 何佩敖;我国循环流化床锅炉技术的发展及展望[J];电站系统工程;1989年04期
7 何佩敖;300MW和600MW燃煤机组燃烧器设计特点的探讨(一)[J];电站系统工程;1992年01期
8 何佩敖,董延平;电站燃煤锅炉煤粉火焰和煤粉燃烧的检测及诊断技术[J];电站系统工程;1993年06期
9 左志雄,向军,叶永松,李培生,张越;大型锅炉氮氧化物排放特性试验研究[J];华中电力;2001年05期
10 王耀青,刘微,刘竞;燃烧控制系统最佳风/煤比曲线在线自学习算法[J];华中理工大学学报;1996年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 茅建波;沉降炉中不同煤种NO_x生成特性实验研究[D];浙江大学;2002年
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1 徐玲;徐保国;李海波;;基于神经网络的轮胎外胎硫化内部温度预测[J];计算机测量与控制;2006年08期
2 曾汉才,朱全利,聂明局,陈红铁;大型贫煤锅炉NO_x排放特性试验研究[J];热力发电;1999年02期
3 李凤瑞,肖宝兰;当量煤粉浓度的计算方法及其两个应用领域[J];电站系统工程;2005年01期
4 李海波;;高阶反馈型神经网络及其在优化计算中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);1990年06期
5 朱铭铨,姬中岳,刘镜;神经网络与CIMS监控技术[J];中国机械工程;1992年03期
6 崔定军,杨尔辅,张振鹏,刘国球;基于神经网络的火箭发动机动态过程建模[J];航空动力学报;1995年03期
7 赵矿所,林钧清;神经网络在舰船噪声识别中的应用[J];舰船科学技术;1995年06期
8 刘磊,王康斌;基于神经网络的过程软测量[J];天津大学学报;1995年02期
9 孙道恒,胡俏,徐灏;固体力学有限元的神经计算原理[J];机械工程学报;1996年06期
10 代劲松,宋素芳东北大学;基于BP网络模型的汽轮发电机组的振动故障诊断[J];中国电力;1996年04期
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1 侯艳芳;冯红梅;;基于神经网络的调制识别算法的研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
2 沈建荣;杨林泉;陈琳;;神经网络的稳定性判据与区域经济结构调整[A];系统工程与可持续发展战略——中国系统工程学会第十届年会论文集[C];1998年
3 石山铭;李富兰;丁俊丽;;神经网络的知识获取[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第1卷)[C];1991年
4 吴清烈;徐南荣;;基于神经网络的一种多目标决策方法[A];复杂巨系统理论·方法·应用——中国系统工程学会第八届学术年会论文集[C];1994年
5 李晓钟;汪培庄;罗承忠;;神经网络与模糊逻辑[A];中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第五届年会论文选集[C];1990年
6 房育栋;余英林;;高阶自组织映射及其学习算法[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
7 王晓晔;杜朝辉;吕德忠;刘建峰;;神经网络模糊控制在温度控制系统中的应用[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
8 金龙;吴建生;;基于遗传算法的神经网络短期气候预测模型(摘要)[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“气候系统与气候变化”分会论文集[C];2003年
9 申伟;张元培;;基于MATLAB的自适应神经网络模糊系统(ANFIS)的应用[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
10 田艳兵;;BP算法和PSO算法在神经网络中的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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1 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
2 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
3 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
4 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
5 本报首席记者 任荃 实习生 史博臻;轨交“神经网络”触动创新神经[N];文汇报;2011年
6 林立恒;降低能源成本 实现绿色钢铁[N];世界金属导报;2011年
7 计算机世界实验室 韩勖;当布线系统遭遇神经网络[N];计算机世界;2009年
8 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
9 谭薇;“潮湿计算机”:拥有人类智慧的超级大脑[N];第一财经日报;2010年
10 韩婷婷;ICT强壮奥运“神经网络”[N];通信产业报;2007年
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1 王淅芬;基于炉内温度场可视化的燃烧优化控制方法研究[D];华中科技大学;2005年
2 张静巧;船用增压锅炉燃烧控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
4 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
5 马戎;智能控制技术在炼钢电弧炉中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
6 文敦伟;面向多智能体和神经网络的智能控制研究[D];中南大学;2001年
7 吴大宏;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究[D];西南交通大学;2003年
8 杜文斌;基于神经网络的冠心病证候诊断标准与药效评价模型研究[D];辽宁中医学院;2004年
9 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
10 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢榕昌;大型联合循环机组性能模型及燃烧优化调整分析[D];华南理工大学;2011年
2 杨立儒;基于神经网络的电路故障诊断的研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
3 刘兰兰;基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺参数优化研究[D];山东大学;2011年
4 邢远凯;基于决策树和遗传算法的神经网络研究及应用[D];浙江大学;2010年
5 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
6 来建波;基于神经网络的路段行程时间预测研究[D];云南大学;2011年
7 闫超;基于BP神经网络的煤矿深埋硐室软岩流变参数反演分析[D];安徽理工大学;2011年
8 段成均;时滞神经网络稳定性分析[D];重庆交通大学;2011年
9 郝庆光;基于神经网络的农药去除设备设计[D];长春理工大学;2011年
10 杨宏宇;基于小波分析与BP神经网络的管道泄漏诊断方法的研究[D];东北大学;2009年
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