本文關鍵詞：基于智能算法的燃煤電站鍋爐經(jīng)濟運行與NO_x排放多目標優(yōu)化研究

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【摘要】：將智能算法應用于鍋爐燃燒多目標優(yōu)化是節(jié)能減排的重要措施,本文基于多種智能算法,對鍋爐燃燒進行多目標優(yōu)化。首先,以某660MW燃煤鍋爐為研究對象,利用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡建立該鍋爐660MW負荷下的燃燒特性預測模型,以23維鍋爐燃燒運行參數(shù)為輸入,鍋爐熱效率和NO_x排放量為輸出。所建模型訓練誤差在-1.1′10-9~1.33′10-9之間,NO_x排放校驗樣本的絕對值平均誤差為3.0398%,鍋爐熱效率的校驗樣本的絕對值平均誤差為0.1129%,該預測模型具有較高的精確性和良好的泛化性。基于該燃燒預測模型,建立鍋爐燃燒優(yōu)化模型,優(yōu)化算法采用遺傳算法,其中,利用權重系數(shù)法將多目標優(yōu)化問題轉化為單目標優(yōu)化問題,并且在不同的權重比例系數(shù)(0.1-0.9、0.2-0.8、0.3-0.7、0.4-0.6、0.5-0.5、0.6-0.4、0.7-0.3、0.8-0.2)下分別進行優(yōu)化,不同權重比例下的優(yōu)化結果不同,隨著NO_x排放量與鍋爐熱效率的權重比例由1-9逐步增加到8-2,NO_x排放量的值由176mg/m3逐步下降到111 mg/m3,鍋爐燃燒的熱損失由4.24%(鍋爐熱效率95.76%)逐步上升到6.05%(鍋爐熱效率93.95%),其所有解集合構成了Pareto解集,并且呈現(xiàn)出凹形Pareto前沿。文章第四章將基于分解的多目標進化算法引進到鍋爐燃燒多目標優(yōu)化中,采用切比雪夫的分解策略進行優(yōu)化,優(yōu)化后的NO_x排放量范圍為112 mg/m3~183mg/m3,鍋爐熱損失為4.3%~5.8%,與傳統(tǒng)的遺傳算法相比,優(yōu)化效果稍差,兩種算法各有優(yōu)缺點。本文同時采用另外某330MW鍋爐為研究對象,首先針對該鍋爐滿負荷運行工況,對原有遺傳算法進行改進,得到了改進的BP-GA優(yōu)化模型,該模型以在鍋爐熱效率某個可接受范圍內(nèi)尋求NO_x排放的最優(yōu)化為目的。取鍋爐熱效率的量化約束為93.5%、93%、92.5%、92%時,NO_x的值經(jīng)過優(yōu)化后分別降低到380mg/m3、350 mg/m3、320mg/m3、310 mg/m3左右,優(yōu)化效果比較明顯。針對該鍋爐,基于其300MW和270MW負荷下的運行數(shù)據(jù),借助于向量評價的遺傳算法建立了兩個負荷下的優(yōu)化模型,300 MW工況下鍋爐熱效率和NO_x排放優(yōu)質(zhì)解集合分別為92.93%~93.64%與367 mg/m3~413 mg/m3,270 MW負荷鍋爐熱效率和NO_x排放優(yōu)質(zhì)解集合的范圍分別為92.26%~93.56%和360 mg/m3~416 mg/m3,都取得了較好的優(yōu)化值集合。
【關鍵詞】：燃煤鍋爐 鍋爐熱效率 NO_x排放 智能算法 多目標優(yōu)化
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM621.2;X773
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的背景及意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 NOx生成機理12-16
• 1.4 課題來源16
• 1.5 課題研究內(nèi)容16-17
• 第2章 鍋爐燃燒模型的建立17-28
• 2.1 研究對象介紹17
• 2.2 建模數(shù)據(jù)處理17-19
• 2.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的鍋爐燃燒建模19-23
• 2.3.1 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡19-21
• 2.3.2 鍋爐燃燒特性建模21-23
• 2.4 鍋爐燃燒模型的建模效果評估23-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第3章 基于遺傳算法的優(yōu)化實驗分析28-42
• 3.1 鍋爐燃燒優(yōu)化介紹28
• 3.2 基于遺傳算法的鍋爐燃燒優(yōu)化模型的建立28-32
• 3.3 基于BP-GA算法的鍋爐燃燒優(yōu)化32-40
• 3.3.1 鍋爐燃燒優(yōu)化模型相關參數(shù)的設置32
• 3.3.2 鍋爐燃燒優(yōu)化模型優(yōu)化結果32-33
• 3.3.3 鍋爐燃燒優(yōu)化分權重比例系數(shù)分析33-40
• 3.4 本章小結40-42
• 第4章 基于MOEA/D算法的鍋爐燃燒多目標優(yōu)化分析42-54
• 4.1 多目標優(yōu)化相關定義42-44
• 4.2 基于分解的多目標進化算法44-46
• 4.3 鍋爐燃燒多目標優(yōu)化建模46-50
• 4.4 鍋爐燃燒優(yōu)化算法對比分析50-52
• 4.5 本章小結52-54
• 第5章 300MW燃煤鍋爐的燃燒優(yōu)化54-69
• 5.1 基于改進BP-GA算法的 300MW負荷燃燒優(yōu)化54-62
• 5.1.1 研究對象介紹54
• 5.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型54-57
• 5.1.3 基于改進遺傳算法的鍋爐燃燒優(yōu)化模型57-62
• 5.2 基于VEGA算法的 300MW和 270MW負荷下的燃燒優(yōu)化62-68
• 5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型62-65
• 5.2.2 基于BP-VEGA的鍋爐燃燒優(yōu)化模型65-68
• 5.3 本章小結68-69
• 第6章 結論與展望69-71
• 6.1 結論69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀學位期間的研究成果76

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