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专利号: 2021111879493
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 燃烧设备;燃烧方法
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,包括具体包括以下步骤:(1)构建优化操作参数矩阵,具体包括:(a)将系统中负荷、燃气耗量、空气温度、各供风设备及风门的操作参数为特征变量;

(b)按年为单位,选取至少1年的步骤(a)中各特征变量的历史运行数据作为燃烧优化参考数据,并对数据进行按时间升序排列;

(c)对步骤(b)中选取的特征变量的参考数据进行平均操作,平均方法为移动平均或者分段平均;

(d)按照时间间隔采集步骤(c)中的特征参数均值,时间间隔1分钟‑10分钟,建立时序的特征数据表;

(e)对负荷段进行划分,通常选取锅炉额定负荷的0.1%‑1%作为负荷间隔,分段数不超过500,选取最大负荷Lmax,最小负荷Lmin,确定分段间隔ΔL或者分段段数n,获得负荷特征值为L0、L1、L2、……、Ln;

(f1)对空气温度进行划分,选取1‑3℃作为温度间隔,选取最高气温Tmax,最低气温Tmin,确定分段间隔ΔT或者分段段数m,获得温度特征值为T0、T1、T2、……、Tm;

(f2)对空气湿度进行修正,通过式(1)将空气流量折算成对应干空气流量,通过式(2)将风机频率进行修正;

其中:V干是干空气体积;

V空是湿空气体积;

RU是空气相对湿度%;

P水为环境温度下水的饱和蒸气压,Pa;

P空为环境大气压力,Pa;

其中:Q干是干空气体积;

Q空是湿空气体积;

N1是修正后的风机转速;

N0是采集的风机转速;

(g)将特征参数集数据以负荷为主关键字、空气温度为次关键字进行排序,按照最相近原则,将数据集中的数据进行归类,计算特征负荷、特征温度对应的燃气耗量、各供风设备及风门操作参数的平均值,构建优化操作参数矩阵;

(2)数据查询;具体包括:(a1)根据设定负荷,查询步骤(g)中优化操作参数矩阵中的最临近负荷值,确定燃气耗量,根据环境温度修正、湿度修正,确定各供风设备及风门操作参数;

(b1)判断过量空气系数α是否处于1.05‑1.15之间,如果满足直接DCS输出控制参数,否则:

如果α<1.05,增加风机频率,满足过量空气系数α=1.05;

如果α>1.15,减小风机频率,满足过量空气系数α=1.15。

(3)历史数据更新;具体包括:按照新的时间周期,将新运行的历史数据添加进历史运行数据库,对新周期的数据,重复步骤(c)‑(d),并删除特征数据表中首个周期的历史数据,重复步骤(f1)‑(g),构建新的优化操作参数矩阵。

2.如权利要求1所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,所述步骤(c)中移动平均或分段平均的时间周期为3分钟‑10分钟。

3.如权利要求1或2所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,所述步骤(c)中移动平均MA计算方法如下:……

其中:n为时间周期内的采样次数;P为负荷、燃气耗量、空气温度、风机频率、风门开度参数;

分段平均PA计算方法如下:……

其中:n为时间周期内的采样次数,P为负荷、燃气耗量、空气温度、风机频率、风门开度参数。

4.如权利要求1所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,所述步骤(d)中采集特征参数均值时,当采用移动平均法计算均值,取值间隔为2分钟‑5分钟;当采用分段平均计算均值,分段时间间隔3分钟‑10分钟。

5.如权利要求1所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,所述步骤(g)中的最相近原则包括特征负荷值归类原则、特征温度归类原则。

6.如权利要求5所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,所述特征负荷值归类原则具体包括:

L01=(L0+L1)/2;

L12=(L1+L2)/2;

L23=(L2+L3)/2;

……

Ln‑1n=(Ln‑1+Ln)/2;

L01、L12、L23、……、Ln‑1n为特征负荷平均值;

当L

当L01≤L

当L12≤L

……

当Ln‑1n≤L,则将其归类于Ln。

7.如权利要求5所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,所述特征温度归类原则具体包括:

T01=(T0+T1)/2;

T12=(T1+T2)/2;

T23=(T2+T3)/2;

……

Tn‑1n=(Tn‑1+Tn)/2;

T01、T12、T23、……、Tn‑1n为特征温度平均值;

当T

当T01≤T

当T12≤T

……

当Tn‑1n≤T,则将其归类于Tn。

8.如权利要求1所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,所述步骤(d)中历史数据集的采集周期小于等于10秒。

9.如权利要求1所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法,其特征在于,所述步骤(3)中时间周期通常为星期或者月为单位,所述时间周期小于等于1个月。