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电站燃煤锅炉燃烧优化系统研究

刘海峰  
【摘要】:电站燃煤锅炉既是巨大的动力源,又是巨大的污染源,对其燃烧运行进行优化具有重要意义。锅炉效率和NOx排放浓度的各种影响因素相互耦合,必须建立量化的燃烧系统预测模型。介绍BP神经网络的基本原理,并利用Adaboost算法优化BP神经网络得到BP_Adaboost模型,然后介绍支持向量机的基本原理,尤其对最小二乘支持向量机(LS-SVM)用于非线性回归的建模原理作重点介绍。以某电厂300MW机组燃煤锅炉的燃烧调整试验数据为样本集,分别使用BP_Adaboost模型和LS-SVM模型建立以锅炉效率和NOx排放浓度为输出、以各运行变量为输入的燃烧系统模型,并对两种模型在理论依据、建模耗费时间、泛化能力以及实际应用等方面比较分析,BP_Adaboost模型更适合于大样本集的在线训练与预测。在多输入、双输出的BP_Adaboost燃烧系统模型基础上,以锅炉运行可调整参数为优化变量,利用遗传算法优化搜索技术以锅炉效率和NOx排放浓度为目标进行全局寻优,并引进权重系数将双目标问题转化为单目标问题。根据实际运行中对锅炉效率和NOx排放浓度的不同要求,对各个工况进行变权重优化,追求低NOx排放浓度兼顾提高锅炉效率,找到锅炉效率与NOx排放浓度存在的“最佳”结合点,从而获得双目标综合最优的锅炉运行参数,为电厂锅炉优化运行提供指导。优化后,各工况主燃区均采用低氧燃烧,上部风门开度增大,符合空气分级燃烧理论。使用MATLAB语言开发电站燃煤锅炉燃烧优化系统软件,包括三大模块:数据采集子系统、混合建模子系统以及遗传算法优化子系统。


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