火电机组输灰节能优化方法及系统与流程

1.本发明属于火电机组节能环保技术领域，特别涉及一种火电机组输灰节能优化方法及系统。


背景技术：

2.近年来由于双碳目标的提出与新能源电力对传统火电的冲击，火电机组利用小时数逐年减少，设备平均利用率已经下降到约50％。目前火电机组负荷率都不高，距离满负荷还有较大空间，所产生的烟气量和灰量较少。火电机组低负荷运行，空压机的固定最低消耗功率所占功率消耗的比重增加，从而造成能源浪费。另外，多台空压机联合运行时相互排挤出力也造成能源的浪费。总之，机组中低负荷输灰系统能量利用率较低，灵活性较差，在整个行业节能降耗、减污降碳的大背景下，火电机组的输灰系统全负荷自动优化运行及灵活性改造已迫在眉睫。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种火电机组输灰节能优化方法及系统，以解决火电机组低负荷运行时，机组中低负荷输灰系统能量利用率较低，从而造成能源浪费的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种火电机组输灰节能优化方法，包括：
5.获取机组锅炉、磨煤机运行特性参数数据；
6.根据参数数据建立灰量预测基础数据库；
7.基于灰量预测基础数据库构建灰量预测分析系统；
8.对气力输灰系统进行优化，得到气力输灰优化系统；
9.基于灰量预测分析系统和气力输灰优化系统，对初始输灰系统运行控制策略进行优化，得到气力输灰系统的最优运行控制策略。
10.根据本发明的一个具体实施例，参数数据包括机组电流、风温和煤量。
11.根据本发明的一个具体实施例，基于灰量预测基础数据库构建灰量预测分析系统包括：
12.采用人工神经网络算法对灰量预测基础数据库中的机组电流、温风和煤量的参数数据进行训练，得到灰量预测分析系统。
13.根据本发明的一个具体实施例，对气力输灰系统进行优化，得到气力输灰优化系统包括：
14.读取历史数据库中不同灰量所对应的气力输灰系统的运行参数数据；
15.根据运行参数数据对气力输灰系统进行优化，得到气力输灰优化系统。
16.根据本发明的一个具体实施例，气力输灰系统的运行参数数据包括输灰母管压力值曲线，所需耗气量以及空压机运行台数。
17.根据本发明的一个具体实施例，根据运行参数数据对气力输灰系统进行优化，得
到气力输灰优化系统包括：
18.根据历史数据中各输灰单元以及输灰步骤的时间设定下的输灰母管实时压力值曲线的拖尾情况，调整各输灰单元的输灰时间，顺序以及各个输灰步骤的时间设定，得到气力输灰优化系统。
19.根据本发明的一个具体实施例，基于灰量预测分析系统和气力输灰优化系统，对初始输灰系统运行控制策略进行优化，得到气力输灰系统的最优运行控制策略包括：
20.通过灰量预测分析系统预测不同机组锅炉、磨煤机运行特性参数下机组产生的灰量；
21.通过气力输灰优化系统对不同灰量的历史数据的分析，调整各输灰单元的输灰时间和顺序，得到优化后的输灰系统运行策略；
22.结合灰量预测分析系统预测的灰量预测结果和气力输灰优化系统优化后的输灰系统运行策略，根据机组负荷变化实时调整气力输灰系统运行控制策略，得到气力输灰系统的最优运行控制策略。
23.根据本发明的一个具体实施例，通过灰量预测分析系统预测不同机组锅炉、磨煤机运行特性参数下机组产生的灰量包括：
24.在灰量预测分析系统中输入机组电流、风温和煤量参数，经过系统分析计算得到锅炉灰量预测值，其中锅炉灰量预测值的计算公式为：
[0025][0026]
式中，xj是神经元的输入；w
ij
是神经元的输入xj对应的权系数；θi是偏执量；yi是神经元的输出，即锅炉灰量的预测值；f是神经元的激发函数。
[0027]
一种火电机组输灰节能优化系统，包括：
[0028]
灰量预测基础数据库，用于获取并存储机组锅炉、磨煤机运行特性参数数据；
[0029]
灰量预测分析系统，用于预测不同机组锅炉、磨煤机运行特性参数下机组产生的灰量；
[0030]
气力输灰优化系统，用于对不同灰量的历史数据进行分析，调整各输灰单元的输灰时间和输灰顺序及各个输灰步骤的时间设定，得到优化后的输灰系统运行策略；
[0031]
气力输灰运行控制系统，用于对初始输灰系统运行控制策略进行优化，得到气力输灰系统的最优运行控制策略。
[0032]
根据本发明的一个具体实施例，参数数据包括机组电流、风温和煤量。
[0033]
与现有技术相比，本发明提供的一种火电机组输灰节能优化方法及系统，通过对输灰系统优化以及生成灰量预测分析系统，构建气力输灰系统运行控制策略。其中灰量预测分析系统采用人工神经网络算法，通过输入机组锅炉与磨煤机运行特性等参数，根据机组负荷变化实时预测机组所产生灰量，通过对气力输灰系统的历史数据进行优化调整，可减少输灰母管压力值曲线的拖尾时间，减少压缩空气浪费空跑现象。将输灰优化系统与灰量预测分析系统相结合构建气力输灰系统运行控制策略，可以实现机组在变负荷时，输灰系统全负荷自适应自动控制，从而在火电机组中低负荷运行时大大降低了机组厂用电率。
附图说明
[0034]
图1是根据本发明一实施例提供的火电机组输灰节能优化方法流程图。
[0035]
图2是根据本发明一实施例提供的气力输灰系统优化方法流程图。
[0036]
图3是根据本发明一实施例提供的初始输灰系统运行控制策略优化方法流程图。
[0037]
图4是根据本发明一实施例提供的火电机组输灰节能优化系统结构图。
[0038]
附图标记：
[0039]
1-灰量预测基础数据库；2-灰量预测分析系统；3-气力输灰优化系统；4-气力输灰运行控制系统。
具体实施方式
[0040]
为了使本领域技术人员更加清楚地理解本发明的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本发明。应理解，本文给出的实施例都只是本发明可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本技术的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造、或替换，这些改进、改造、或替换也都包含在本发明要求保护的范围内。
[0041]
在本文中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。在本文中，术语“一”、“一个”和其它类似词语并不意在表示只存在一个事物，而是表示有关描述仅仅针对事物中的一个，事物可能具有一个或多个。在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“a包括b”意在表示在逻辑上b属于a，而不表示在空间上b位于a的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“a包括b”意在表示b属于a，但是b不一定构成a的全部，a还可能包括c、d、e等其它元素。
[0042]
在本文中，术语“实施例”、“本实施例”、“一实施例”、“一个实施例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合、或者以其它方式结合，替代、组合、或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本发明的保护范围。
[0043]
实施例1
[0044]
本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。结合图1-图3，本发明实施例提供了一种火电机组输灰节能优化方法，包括：
[0045]
s1：获取机组锅炉、磨煤机运行特性参数数据，参数数据包括机组电流、风温和煤量。
[0046]
s2：根据参数数据建立灰量预测基础数据库。
[0047]
s3：基于灰量预测基础数据库构建灰量预测分析系统，具体包括：
[0048]
采用人工神经网络算法对灰量预测基础数据库中的机组电流、温风和煤量的参数数据进行训练，得到灰量预测分析系统。通过向灰量预测分析系统输入机组电流、风温、煤量等参数数据，即可得到锅炉的灰量预测值。
[0049]
s4；对气力输灰系统进行优化，得到气力输灰优化系统，具体包括：
[0050]
s41：读取历史数据库中不同灰量所对应的气力输灰系统的运行参数数据，包括输灰母管压力值曲线，所需耗气量以及空压机运行台数。根据历史数据库中所记录的在不同灰量下，气力输灰系统所对应的输灰母管压力值曲线、所需耗气量以及空压机运行台数，并将上述参数数据作为初始优化参数。
[0051]
s42：根据运行参数数据对气力输灰系统进行优化，得到气力输灰优化系统，具体包括：
[0052]
根据历史数据中各输灰单元以及输灰步骤的时间设定下的输灰母管实时压力值曲线的拖尾情况，调整各输灰单元的输灰时间，顺序以及各个输灰步骤的时间设定，得到气力输灰优化系统。通过调整各输灰单元的输灰时间和顺序，能够达到错峰输灰的目的。通过调整各个输灰步骤的时间设定，能够减少输灰母管压力值曲线的拖尾时间，以及减少压缩空气浪费空跑现象。
[0053]
s5：基于灰量预测分析系统和气力输灰优化系统，对初始输灰系统运行控制策略进行优化，得到气力输灰系统的最优运行控制策略，具体包括：
[0054]
s51：通过灰量预测分析系统预测不同机组锅炉、磨煤机运行特性参数下机组产生的灰量。
[0055]
在灰量预测分析系统中输入机组电流、风温和煤量参数，经过系统分析计算得到锅炉灰量预测值，其中锅炉灰量预测值的计算公式为：
[0056][0057]
式中，xj是神经元的输入，即x1，x2，
……
，xn是神经元的输入，是来自前级n个神经元的轴突的信息；w
ij
是神经元的输入xj对应的权系数，即w
i1
，w
i2
，
……
，w
in
分别是i神经元对x1，x2，
……
，xn的权系数，也即突触的传递效率；θi是偏执量；yi是神经元的输出，即锅炉灰量的预测值；f是神经元的激发函数，决定神经元受到输入x1，x2，
……
，xn的共同刺激达到阀值时以何种方式输出。
[0058]
s52：通过气力输灰优化系统对不同灰量的历史数据的分析，调整各输灰单元的输灰时间和顺序，得到优化后的输灰系统运行策略。
[0059]
s53：结合灰量预测分析系统预测的灰量预测结果和气力输灰优化系统优化后的输灰系统运行策略，根据机组负荷变化实时调整气力输灰系统运行控制策略，得到气力输灰系统的最优运行控制策略。
[0060]
本发明将优化后的输灰系统运行策略与生成灰量预测分析系统结果相结合，实时调整气力输灰系统运行控制策略。并将气力输灰系统运行控制策略编入火电机组运行规程中，通过在电厂除灰渣程控中加入输灰循环时间自动控制模块，当“输灰循环时间”为自动控制模式时，各个气力输灰系统全负荷自动优化运行。通过将优化后的输灰系统运行策略与生成灰量预测分析系统结果相结合，可实现根据机组负荷变化实时预测机组所产生灰量，进行调整输灰系统运行参数等功能。
[0061]
实施例2
[0062]
本发明实施例提供一种火电机组输灰节能优化系统，如图4所示，包括：
[0063]
灰量预测基础数据库1，用于获取并存储机组锅炉、磨煤机运行特性参数数据，参
数数据包括机组电流、风温和煤量。
[0064]
灰量预测分析系统2，用于预测不同机组锅炉、磨煤机运行特性参数下机组产生的灰量。
[0065]
气力输灰优化系统3，用于对不同灰量的历史数据进行分析，调整各输灰单元的输灰时间和输灰顺序及各个输灰步骤的时间设定，得到优化后的输灰系统运行策略。
[0066]
气力输灰运行控制系统4，用于对初始输灰系统运行控制策略进行优化，得到气力输灰系统的最优运行控制策略。
[0067]
首先通过灰量预测基础数据库1获取机组锅炉、磨煤机运行特性参数，包括机组电流、风温和煤量，其次通过灰量预测分析系统2预测不同锅炉、磨煤机运行特性参数下机组产生的灰量，然后通过气力输灰优化系统3对输灰系统运行策略进行优化，通过对不同灰量历史数据的分析，调整各单元输灰时间以及顺序，达到错峰输灰的目的，减少压缩空气浪费空跑现象，最后，将优化后的输灰系统运行策略与生成灰量预测分析系统结果相结合组成，得到气力输灰系统运行控制策略，实现根据机组负荷变化实时调整的功能。本发明实施例在电厂除灰渣程控中加入输灰循环时间自动控制模块，当“输灰循环时间”为自动控制模式时，各个气力输灰系统全负荷自动优化运行。在输灰循环时间自动控制模块中加入投入/切出按键，可决定系统是否投运。并在参数设置中增加“手动”按键，可在设备故障时实现人工干预。
[0068]
综上所述，本发明提供的一种火电机组输灰节能优化方法及系统，通过对输灰系统优化以及生成灰量预测分析系统，构建气力输灰系统运行控制策略。其中灰量预测分析系统采用人工神经网络算法，通过输入机组锅炉与磨煤机运行特性等参数，根据机组负荷变化实时预测机组所产生灰量，通过对气力输灰系统的历史数据进行优化调整，可减少输灰母管压力值曲线的拖尾时间，减少压缩空气浪费空跑现象。将输灰优化系统与灰量预测分析系统相结合构建气力输灰系统运行控制策略，可以实现机组在变负荷时，输灰系统全负荷自适应自动控制，从而在火电机组中低负荷运行时大大降低了机组厂用电率。
[0069]
以上结合具体实施方式(包括实施例和实例)详细描述了本发明的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本发明的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本技术文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、系统、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入在本发明的范围内，本发明的保护范围仅以权利要求书为准。