本文關(guān)鍵詞：基于機(jī)理建模與運(yùn)行數(shù)據(jù)辨識(shí)的電站鍋爐過(guò)熱器壁溫分析

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【摘要】：當(dāng)前,伴隨我國(guó)能源生產(chǎn)方式與消費(fèi)方式的轉(zhuǎn)型,燃煤火電機(jī)組時(shí)常需要配合新能源發(fā)電機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰運(yùn)行,給機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性帶來(lái)了越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。大型燃煤電站鍋爐爐膛出口處的過(guò)熱器長(zhǎng)期處于高溫高壓的工作環(huán)境,是鍋爐機(jī)組中金屬壁溫最高的換熱部件,容易發(fā)生爐管超溫甚至爆管事故。由于在爐膛出口處的超高溫?zé)煔猸h(huán)境中無(wú)法直接長(zhǎng)期測(cè)量爐管壁溫狀況,因此有必要開(kāi)展基于鍋爐傳熱機(jī)理及運(yùn)行數(shù)據(jù)的電站鍋爐高溫過(guò)熱器壁溫分析方法的研究。鍋爐的傳熱是高溫?zé)煔鈱崮軅鬟f給低溫側(cè)的工質(zhì)。本文分別從工質(zhì)側(cè)和煙氣側(cè)兩個(gè)方面對(duì)電站鍋爐爐膛出口處出現(xiàn)熱偏差現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析,并在對(duì)某機(jī)組測(cè)量數(shù)據(jù)分析計(jì)算的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究爐膛出口處沿寬度方向的煙氣側(cè)熱負(fù)荷不均勻分布情況,建立參數(shù)化的煙氣熱負(fù)荷分布模型,用于電站鍋爐過(guò)熱器爐管壁溫的在線計(jì)算。采用基于支持向量機(jī)的熱負(fù)荷分布模型預(yù)測(cè)方法,在對(duì)電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)平滑噪聲和數(shù)據(jù)融合的基礎(chǔ)上,提取影響熱負(fù)荷分布的輸入特征參數(shù),構(gòu)建數(shù)據(jù)樣本集進(jìn)行試驗(yàn)。在訓(xùn)練支持向量機(jī)的過(guò)程中,采用交叉驗(yàn)證方法提升預(yù)測(cè)精度,實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行工況下?tīng)t膛出口處煙氣熱負(fù)荷分布模型的辨識(shí)。基于過(guò)熱器結(jié)構(gòu)與傳熱學(xué)計(jì)算機(jī)理,對(duì)鍋爐高溫過(guò)熱器進(jìn)行傳熱區(qū)域劃分,建立過(guò)熱器爐管分片分段模型,通過(guò)迭代求解各管段傳熱量和工質(zhì)流量,最終計(jì)算得到過(guò)熱器各管段的工質(zhì)溫度與金屬壁溫。在壁溫計(jì)算過(guò)程中,根據(jù)煙氣熱負(fù)荷分布模型引入煙氣不均勻系數(shù)解決煙氣側(cè)熱力不均勻問(wèn)題。通過(guò)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,驗(yàn)證了參數(shù)化煙氣熱負(fù)荷分布模型的有效性與支持向量機(jī)分類預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。以爐管壁溫計(jì)算為核心,開(kāi)發(fā)基于機(jī)理建模與運(yùn)行數(shù)據(jù)辨識(shí)的電站鍋爐爐管壁溫在線計(jì)算系統(tǒng)。系統(tǒng)采用基于SOA的體系結(jié)構(gòu),包含后臺(tái)模型搭建模塊與前端界面展示模塊,通過(guò)在線計(jì)算獲取鍋爐爐管壁溫的分布情況,進(jìn)行過(guò)熱器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與超溫預(yù)警,為工程技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)電站鍋爐安全運(yùn)行提供指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：電站鍋爐 爐管壁溫計(jì)算 機(jī)理建模 運(yùn)行數(shù)據(jù)辨識(shí) 支持向量機(jī)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM621.2
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 課題研究的背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析13-17
• 1.2.1 鍋爐傳熱過(guò)程熱偏差理論的研究13-15
• 1.2.2 基于數(shù)學(xué)模型的軟測(cè)量技術(shù)研究15-16
• 1.2.3 鍋爐高溫?fù)Q熱部件壁溫計(jì)算方法的研究16-17
• 1.3 本文研究的技術(shù)路線及研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 過(guò)熱器壁溫在線分析數(shù)據(jù)預(yù)處理19-34
• 2.1 電站機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)特點(diǎn)19-20
• 2.2 噪聲數(shù)據(jù)清理20-24
• 2.2.1 缺失值處理20-21
• 2.2.2 噪聲數(shù)據(jù)平滑21-22
• 2.2.3 中值濾波平滑壁溫測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)22-24
• 2.3 壁溫計(jì)算特征向量提取24-29
• 2.3.1 數(shù)據(jù)歸約技術(shù)24-25
• 2.3.2 數(shù)據(jù)的規(guī)范化25
• 2.3.3 特征向量提取25-29
• 2.4 多傳感器測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合29-32
• 2.4.1 時(shí)間序列上的數(shù)據(jù)融合29-31
• 2.4.2 空間分布上的數(shù)據(jù)融合31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 過(guò)熱器傳熱計(jì)算模型及熱負(fù)荷分布模型34-55
• 3.1 高溫過(guò)熱器爐管分片分段模型34-36
• 3.2 爐膛出口高溫過(guò)熱器熱偏差理論36-38
• 3.3 工質(zhì)側(cè)水力計(jì)算方法38-40
• 3.3.1 工質(zhì)側(cè)水力不均勻38-39
• 3.3.2 基環(huán)平差流量調(diào)節(jié)的水力計(jì)算方法39-40
• 3.4 煙氣側(cè)熱負(fù)荷分布模型40-54
• 3.4.1 煙氣側(cè)熱力不均勻40-41
• 3.4.2 熱力不均勻的實(shí)驗(yàn)研究41-46
• 3.4.3 熱負(fù)荷的計(jì)算46-47
• 3.4.4 熱負(fù)荷分布模型47-53
• 3.4.5 煙氣不均勻系數(shù)53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 基于支持向量機(jī)的煙氣側(cè)熱負(fù)荷分布模型識(shí)別55-69
• 4.1 支持向量機(jī)的基本原理55-58
• 4.1.1 最優(yōu)分類超平面55-57
• 4.1.2 分類支持向量機(jī)57-58
• 4.2 熱負(fù)荷分布模型的分類支持向量機(jī)構(gòu)建58-64
• 4.2.1 支持向量機(jī)模型58-59
• 4.2.2 支持向量機(jī)分類預(yù)測(cè)步驟59-61
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)樣本集構(gòu)建61-64
• 4.3 支持向量機(jī)模型訓(xùn)練與優(yōu)化64-65
• 4.4 引入熱負(fù)荷分布模型后的壁溫計(jì)算結(jié)果分析65-67
• 4.5 本章小結(jié)67-69
• 第5章 基于機(jī)理建模與運(yùn)行數(shù)據(jù)辨識(shí)的電站鍋爐爐管壁溫計(jì)算系統(tǒng)69-79
• 5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)69-71
• 5.1.1 面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)SOA69-70
• 5.1.2 EDNA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)70
• 5.1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)70-71
• 5.2 壁溫計(jì)算系統(tǒng)71-72
• 5.3 系統(tǒng)功能和界面72-78
• 5.3.1 后臺(tái)模型搭建73-76
• 5.3.2 前端展示界面76-77
• 5.3.3 報(bào)表77-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 第6章 總結(jié)與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85

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