电站锅炉燃烧优化专家系统_new.

1、Great technology南京归图科技南京归图科技南京归图科技南京归图科技雎雎 刚刚Great technology南京归图科技南京归图科技主要内容主要内容一、意义与现状一、意义与现状二、专家系统原理二、专家系统原理三、专家系统特点三、专家系统特点四、专家系统硬件配置四、专家系统硬件配置五、专家系统应用效果五、专家系统应用效果六、专家系统测试六、专家系统测试七、经济效益七、经济效益Great technology南京归图科技南京归图科技国家节能减排政策国家节能减排政策 煤价上涨煤价上涨 烟气排放烟气排放NOxNOx（100mg/m3)SO2 CO2100mg/m3)SO2 CO2锅炉节能

2、减排潜力锅炉节能减排潜力（1 1）司炉运行经验存在差异）司炉运行经验存在差异（2 2）运行工况与锅炉燃烧调整试验工况的差异）运行工况与锅炉燃烧调整试验工况的差异 试验工况有限、运行试验工况有限、运行特性变化特性变化（3 3）锅炉燃烧调整参数未实现闭环）锅炉燃烧调整参数未实现闭环自动控制自动控制 人工手动调整很难跟上负荷、煤质变化人工手动调整很难跟上负荷、煤质变化意义与现状意义与现状Great technology南京归图科技南京归图科技采用人工智能神经网络技术建立燃烧优化模型采用人工智能神经网络技术建立燃烧优化模型 燃烧优化神经网络模型燃烧优化神经网络模型专家系统原理专家系统原理Great t

3、echnology南京归图科技南京归图科技神经网络建模特点神经网络建模特点（1 1）数据驱动）数据驱动 锅炉运行数据中蕴涵锅炉锅炉运行数据中蕴涵锅炉燃烧特性燃烧特性和司炉和司炉运行经验运行经验。 （2 2）神经网络是神经网络是“万能函数逼近器万能函数逼近器”，具有，具有自学习自学习能力能力 能从能从数据样本中找出各变量间的内在联系数据样本中找出各变量间的内在联系。样本数据信。样本数据信息量越丰富，模型就越可靠、有效。息量越丰富，模型就越可靠、有效。（3 3）神经网络模型自适应技术）神经网络模型自适应技术 适应锅炉运行特性变化（设备老化、测点偏移等适应锅炉运行特性变化（设备老化、测点偏移等) )

4、。 能能将以前未出现的将以前未出现的新的负荷、煤质工况点新的负荷、煤质工况点加入燃烧优加入燃烧优 化模型。因此，适用于负荷、煤质变化较大的机组化模型。因此，适用于负荷、煤质变化较大的机组。（4 4） 本系统本系统神经网络可处理多达神经网络可处理多达10001000多个多个与燃烧有关的与燃烧有关的变量，模型可包含变量，模型可包含几百个燃烧运行模式几百个燃烧运行模式，供燃烧优化之，供燃烧优化之用用。专家系统原理专家系统原理Great technology南京归图科技南京归图科技采用采用先进的多目标遗传算法（先进的多目标遗传算法（MOGAMOGA）优化）优化技术技术 进行进行参数寻参数寻优优 优化目

5、标：提高炉效、降低烟气优化目标：提高炉效、降低烟气NOxNOx排放排放专家系统原理专家系统原理Great technology南京归图科技南京归图科技遗传算法优化技术特点遗传算法优化技术特点（1 1）全局最优解）全局最优解 对于给定的负荷和入炉煤质，利用神经网络模型，在对于给定的负荷和入炉煤质，利用神经网络模型，在全局范围内寻找最优解，避免全局范围内寻找最优解，避免非线性优化问题的局部最优非线性优化问题的局部最优解。解。（2 2）多目标组态优化）多目标组态优化 用户用户可通过优化可通过优化权重系数权重系数，方便地，方便地在锅炉的在锅炉的NOxNOx排放排放与与炉效炉效之间进行平衡之间进行平衡。

6、（3 3）可在预设的参数最大、最小安全范围内寻优）可在预设的参数最大、最小安全范围内寻优 保证锅炉运行安全保证锅炉运行安全专家系统原理专家系统原理Great technology南京归图科技南京归图科技建模与优化的相关问题建模与优化的相关问题（1 1）建模样本数据）建模样本数据 机组运行机组运行历史数据历史数据 + + 燃烧优化调整燃烧优化调整试验数据试验数据 + + 相对相对应的锅炉应的锅炉入炉煤质数据入炉煤质数据。（2 2）模型可靠性检验）模型可靠性检验 模型模型精度精度、模型的、模型的完备性完备性（负荷和煤质适用范围）。（负荷和煤质适用范围）。（3 3）在线优化时的入炉煤质问题）在线优化

7、时的入炉煤质问题专家系统专家系统在线监测在线监测入炉入炉煤热值煤热值；运行人员运行人员输入输入入炉入炉煤种煤种或或配煤方式配煤方式专家系统原理专家系统原理Great technology南京归图科技南京归图科技（4 4）在线优化时的负荷变化问题）在线优化时的负荷变化问题专家系统在线监测机组工况是否稳定；专家系统在线监测机组工况是否稳定；稳态工况：系统用一段时间内的平均负荷进行优化；稳态工况：系统用一段时间内的平均负荷进行优化；非稳态工况：系统用实时负荷进行优化。非稳态工况：系统用实时负荷进行优化。 由于专家系统优化的是各燃烧参数的偏置，因此不会由于专家系统优化的是各燃烧参数的偏置，因此不会影响

8、机组的正常升降负荷。影响机组的正常升降负荷。（5 5）优化仿真）优化仿真 离线计算不同负荷、不同煤质条件下的燃烧优化参数，离线计算不同负荷、不同煤质条件下的燃烧优化参数，并对优化结果的合理性、可靠性进行评估。并对优化结果的合理性、可靠性进行评估。专家系统原理专家系统原理Great technology南京归图科技南京归图科技开环和闭环运行开环和闭环运行模式模式及其及其无扰动无扰动切换切换 开环开环：提供燃烧：提供燃烧调整操作调整操作指导。指导。 闭环闭环：专家系统向：专家系统向DCSDCS提供各燃烧参数的优化偏置，当提供各燃烧参数的优化偏置，当DCSDCS切到优化偏置端时，就实现闭环优化自动控

9、制。切到优化偏置端时，就实现闭环优化自动控制。 无扰动切换无扰动切换：实现优化偏置的无：实现优化偏置的无扰动切换，每个回路扰动切换，每个回路可独立进行投可独立进行投/ /切切操作。操作。 专家系统原理专家系统原理Great technology南京归图科技南京归图科技专家系统原理专家系统原理适用炉型适用炉型 四角切圆燃烧、对冲燃烧、四角切圆燃烧、对冲燃烧、WW火焰燃烧火焰燃烧优化变量优化变量烟气含氧量（过量空气系数）烟气含氧量（过量空气系数）各层二次风量分配各层二次风量分配过燃风量过燃风量一次风量一次风量各层燃烧器负荷分配各层燃烧器负荷分配燃烧器组织（磨投停组合）燃烧器组织（磨投停组合）燃烧器

10、的倾角（四角切圆燃烧锅炉）燃烧器的倾角（四角切圆燃烧锅炉）Great technology南京归图科技南京归图科技能保证应用效果能保证应用效果(1)(1)从锅炉运行历史数据中提取运行水平较高的司炉的运行从锅炉运行历史数据中提取运行水平较高的司炉的运行经验；经验；(2)(2)将燃烧调整试验结果模型化，用于将燃烧调整试验结果模型化，用于在线应用；在线应用；(3)(3)由于模型化，系统可发现比司炉的运行经验和燃烧调整由于模型化，系统可发现比司炉的运行经验和燃烧调整试验结果更好的燃烧运行方式；试验结果更好的燃烧运行方式；(4)(4) 闭环优化控制，能更好地适应负荷闭环优化控制，能更好地适应负荷、煤质的

11、、煤质的变化。变化。应用安全性应用安全性（1 1）无需对锅炉设备进行改造。）无需对锅炉设备进行改造。（2 2）不直接控制设备（如阀门、挡板等）。）不直接控制设备（如阀门、挡板等）。（3 3）不改变原）不改变原DCSDCS的控制策略（只修改的控制策略（只修改DCSDCS控制回路的设定控制回路的设定值和偏置）。值和偏置）。（4 4）对偏置进行限幅、限速处理。）对偏置进行限幅、限速处理。专家系统特点专家系统特点Great technology南京归图科技南京归图科技对现场设备及测点的要求对现场设备及测点的要求 系统在锅炉系统在锅炉原有运行条件基础原有运行条件基础上进行优化上进行优化（1 1）测点：需

12、烟气氧量、排烟温度、飞灰含碳、）测点：需烟气氧量、排烟温度、飞灰含碳、NOxNOx等常等常规测点，无需增加额外的特别测点规测点，无需增加额外的特别测点。（2 2）对测点精度要求：趋势正确）对测点精度要求：趋势正确。（3 3）设备可控性问题：满足）设备可控性问题：满足DCSDCS运行即可。运行即可。专家系统特点专家系统特点Great technology南京归图科技南京归图科技与其它低氮燃烧技术的关系与其它低氮燃烧技术的关系（1 1）低）低NOxNOx燃烧器锅炉燃烧器锅炉 专家系统专家系统可充分发挥可充分发挥低低NOxNOx燃烧器的最佳性能。燃烧器的最佳性能。（2 2）烟气脱硝锅炉）烟气脱硝锅炉

13、 SCRSCR脱硝率为脱硝率为80%80%（三层），只要（三层），只要SCRSCR入口处的入口处的NOxNOx小于小于500 mg/Nm500 mg/Nm；专家系统可方便、灵活地调整炉效和专家系统可方便、灵活地调整炉效和NOxNOx排放的平衡点，排放的平衡点，实现锅炉燃烧和脱硝运行的经济利益最大化实现锅炉燃烧和脱硝运行的经济利益最大化；（3 3）运行）运行、维护成本低、维护成本低，并能，并能实现多目标优化（兼顾锅实现多目标优化（兼顾锅炉炉NOxNOx排放和炉效）排放和炉效）专家系统特点专家系统特点Great technology南京归图科技南京归图科技与燃烧调整试验方法比较与燃烧调整试验方法比

14、较（1 1）试验工况有限。）试验工况有限。（2 2）试验方法是静态的，不能在线应用。）试验方法是静态的，不能在线应用。与与SISSIS中的优化比较中的优化比较（1 1）SISSIS优化是基于耗差分析的优化是基于耗差分析的 只能给出经济性降低的只能给出经济性降低的原因原因，不能给出具体的，不能给出具体的操作建操作建议议。不能进行。不能进行多目标优化多目标优化，更不能实现，更不能实现闭环优化控制闭环优化控制。（2 2）SISSIS的优化对现场测点要求较高。的优化对现场测点要求较高。专家系统特点专家系统特点Great technology南京归图科技南京归图科技专家系统专家系统是一个外置的独立是一个

15、外置的独立系统系统，通过，通过ModbusModbus与与DCSDCS进行数据通信进行数据通信专家系统硬件配置专家系统硬件配置Great technology南京归图科技南京归图科技1.1.提高锅炉运行效率，可提高提高锅炉运行效率，可提高0.3%0.3%1.01.0% %；2.2.降低烟气降低烟气x x排放量，降低排放量，降低10%10%3030% %； 3.3.减少燃烧调整的随意性，降低运行人员的劳动减少燃烧调整的随意性，降低运行人员的劳动强度，提高锅炉燃烧系统整体自动化运行水平。强度，提高锅炉燃烧系统整体自动化运行水平。5.1-25.1-2年可年可回收投资成本。回收投资成本。 专家系统应用

16、效果专家系统应用效果Great technology南京归图科技南京归图科技 锅炉简介锅炉简介 1025t/h1025t/h锅炉，双炉膛结构，四角切圆燃烧，中储式制锅炉，双炉膛结构，四角切圆燃烧，中储式制粉系统，乏气送粉。粉系统，乏气送粉。 四层一次风四层一次风，五层二次风五层二次风，两层过燃风两层过燃风。 优化目标优化目标 提高炉效提高炉效 优化变量优化变量 四层燃烧器的负荷分配四层燃烧器的负荷分配 四层一次风压四层一次风压 烟气氧量烟气氧量 五层二次风的风量分配。五层二次风的风量分配。 专家系统测试专家系统测试1 1Great technology南京归图科技南京归图科技 测试结果测试结果

17、 非优化工况非优化工况平均炉效为平均炉效为92.77992.779，优化工况优化工况后的平均炉后的平均炉效为效为93.31993.319，锅炉效率平均，锅炉效率平均提高了提高了0.64%0.64%专家系统测试专家系统测试1 1Great technology南京归图科技南京归图科技优化工况优化工况的氧量曲线的氧量曲线分散性分散性明显比明显比非优化工况非优化工况的小。的小。专家系统测试专家系统测试1 1Great technology南京归图科技南京归图科技 锅炉简介锅炉简介 410t/h410t/h中间储仓式乏气送粉锅炉，三层一次风，四层二中间储仓式乏气送粉锅炉，三层一次风，四层二次风次风。

18、优化目标优化目标 提高炉效、提高炉效、降低降低NOxNOx排放排放 优化变量优化变量 三层燃烧器的负荷分配三层燃烧器的负荷分配 两个一次风压两个一次风压 烟气氧量烟气氧量 四层二次风的风量分配。四层二次风的风量分配。 专家系统测试专家系统测试2 2Great technology南京归图科技南京归图科技 测试结果测试结果 炉效提高了炉效提高了0.568% 0.568% ，NOxNOx排放降低了排放降低了 7.05%7.05%。 专家系统测试专家系统测试2 2Great technology南京归图科技南京归图科技专家系统测试专家系统测试2 2Great technology南京归图科技南京归图科技 以以600MW600MW机组为例机组为例 锅炉效率提