浅谈燃煤锅炉负荷预报技术职称论文

1、浅谈燃煤锅炉负荷预报技术职称论文                          摘 要：针对锅炉房运行调节缺乏科学的监测和量化管理手段的现状，开发出一套指导锅炉运行的负荷预报软件系统。本文从背景、技术原理、模型建立、系统组成等方面对该技术进行了介绍。关键词：锅炉调节；神经网络；负荷预报一、技术研究的必要性锅炉房的运行调节大多采用分阶段改变流量的质调节，即

2、把整个供暖期按室外温度的高低分成几个阶段，在室外温度较低的阶段（如严寒期）保持较大的流量；而在室外温度较高的阶段（如初寒期、末寒期），保持较小的流量。在每一个阶段内，管网均采用一种流量并保持不变，同时采用不断改变管网供水温度的质调节。锅炉运行调节参数的确定，只凭司炉人员的运行经验，天冷时供水温度高一些，天热时供水温度低一些，运行调节缺乏科学的监测和量化管理手段，结果形成了既保证不了供热质量又浪费能源的现状。因此针对锅炉房目前的供热的情况，开发出一套指导锅炉运行的负荷预报软件系统，从而用于指导改善供热系统的供热质量。二、技术原理及方案1、技术原理通过对锅炉房和七个热力站的历史数据（供水温度、回水

3、温度、室外温度等参数）的整理、分析，利用神经网络预报技术辨识供热网的运行特性，建立锅炉负荷预报的数学模型，然后依据数据采集系统采集的数据（室内温度、室外温度、供水温度、回水温度等参数），预报出锅炉房的供水温度、供热量，热力站的供水温度、供热量。供热系统是一个复杂的多回路、多参数的控制系统，锅炉负荷的控制又是供热系统控制过程中最复杂的控制对象之一，许多参数相互耦合。如果供热负荷发生变化，必然引起供水压力、供水温度等被调参数发生变化，紧接着燃料量也发生变化，而燃料量的变化又会引起供水压力、供水温度发生变化。在这一系列的变化过程中，必然伴着滞后、耦合以及一定程度的非线性过程的发生。因此对锅炉负荷预报

4、的数学模型采用神经网络预测技术。2、锅炉负荷预报模型的建立建立锅炉负荷预报模型，应分两步进行。首先，引用热网的运行参数，采用离线的动态模型辨识技术，确定神经网络模型的输入、输出节点数、隐层数、隐层节点数及各权值和激励函数。然后建立系统的神经网络预报模型，在线预测、预报供热负荷参数，并实时监测供热网络运行状态。当发现系统预报与实际运行超差后，自动进行在线动态辨识，重新调整，修改各权值，以使系统始终处于最佳运行状态本预报模型采用三层网络结构，节点激活函数如下：隐含层选择tansig函数：输出层选择purelin函数：预测输出参数：式中， 供热网预测模型输入参数；由输入层节点i至隐层节点j之间的权值

5、；隐层节点j的阈值；由隐层节点j至输出层节点K之间的权值；输出层层节点k的阈值；供热网预测参数；从成因上分析供热网的影响因子，运用逐步回归分析法对初选影响因子进行显著性分析和检验，剔除不显著因子。锅炉负荷预报模型包括滚动预报模型和滚动预报训练与误差识别模型，滚动预报模型按照室内温度的要求进行预报工作，可以预报出供水温度和供热量，滚动预报训练与误差识别模型则实时监测预报误差，超出误差范围时则启动滚动预报模型实时训练系统，重新训练滚动预报模型的参数，直到达到要求为止。3 、系统组成（1）计算机系统利用锅炉房原有数据采集系统，同时增加一套工业控制计算机，负责锅炉房负荷预报及数据采集。（2）锅炉房出口

6、参数采集在原测量一次仪表的输出信号端（420m A）加设配电器，将分出的信号（420mA）送入增加的工业控制计算机的A/D采集板。加设一路室外温度变送器。（3）热力站出口参数采集在工业控制计算机的串口1连接一台调制解调器，采用自动拨号方式与各热力站的PLC（S7-300）进行通讯。增加的调制解调器与原调制解调器并联使用。（4）住户室内温度采集在工业控制计算机的串口2连接一台数据通讯机，采用GPRS方式与各热力站的典型住户温度采集机进行通讯并采集住户室内温度。4、系统功能根据锅炉负荷预报的数学模型编制相关软件，软件具有如下功能：1、以图表形式显示锅炉房的总供水温度、回水温度、总供水流量、回水流量

7、等参数，通过计算预报出锅炉房的总供水温度和供热量。2、以图表形式显示热力站的供水温度、回水温度、供水流量、水流量等参数，通过计算预报出热力站的供水温度和供热量。3、计算并显示出锅炉房供回水流量的差值（即补水量），并对超出正常值的异常情况进行报警。4、以图表形式显示热用户的室内温度，对超出规定值的用户温度进行报警。5、以图表形式显示室外温度，对超出设计计算温度的室外温度进行报警。三、技术经济指标1、通讯时间间隔 5分钟60分钟；2、预报时间为未来24小时；3、预报参数为：A、未来24小时锅炉房供水温度；B、未来24小时锅炉房供热量；C、未来24小时各热力站供水温度；D、未来24小时各热力站供热量

8、。4、预报数据偏差3%；5、室内、室外温度采集数据准确率99.5%。四、系统创新点1、负荷预报模型的建立，运用先进的神经网络预报技术，辨识供热网的运行特性，根据实际运行供热网的特点，分析总结热网运行的调节与调度方案，利用计算机通讯系统，构成锅炉负荷预报调度系统。2、历史数据和实时数据的连接，收集锅炉房及热力站运行的历史数据、收集气象台的历史数据，整理分析锅炉房、热力站及气象台的历史数据，确定锅炉房及下属7个热力站的数据采集系统的型式，建立数据采集系统。五、经济效益和社会效益分析1 、经济效益分析锅炉负荷预报系统的应用，可以使系统能耗降低2%，2002年2003年采暖期学府燃煤锅炉房煤耗为3.6万吨，燃煤按220元/吨，每个采暖期可节约资金：3.6×104×220×2%=15.84万元投入产出比：30：15.84=1：0.53由此可见，应用锅炉负荷预报系统，不到两个采暖期便可收回投资，因此该系统经济效益非常显著。2、社会效益分析在供热系统运行中，锅炉负荷预报系统能够为锅炉合理运行提供科学的、量化的参数，提高供热质量，提高用户满意率，有利于供热企业的发展。六、结束语锅炉负荷预报系统的应用，解决锅炉房负荷变化频繁，运行人员调节不及时、不准确