【摘要】：隨著我國日益嚴峻的能源和環(huán)境形勢,燃煤電廠面臨著越來越大的節(jié)能和減排壓力。電廠鍋爐作為其主要耗能設(shè)備,也受到越來越多的關(guān)注。首先是我國電廠鍋爐的運行效率低于國際先進水平,相比于日本等發(fā)達國家,我國火力發(fā)電需要消耗巨大的能源。其次,在電力調(diào)峰的過程中,鍋爐可能處于低負荷運行,為了保證經(jīng)濟效益,針對鍋爐效率的研究是經(jīng)濟發(fā)展的必然要求。再次,火電鍋爐燃燒產(chǎn)生大量NOx等污染物,造成巨大的環(huán)境負擔。在當前條件下,鍋爐燃燒控制系統(tǒng)技術(shù)上的不足越來越突出,難以滿足日益增長的要求。在這種背景下,效率高,NOx排放低的火電鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)成為了研究人員關(guān)注的熱點。本文在深入研究現(xiàn)有的燃燒優(yōu)化方法的基礎(chǔ)上,分析了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在建立熱電鍋爐燃燒模型方面具有的特點并結(jié)合陡河電廠200MW熱電鍋爐工作的實際情況,研究了運用遺傳算法尋優(yōu)熱電鍋爐燃燒參數(shù)的問題,主要研究內(nèi)容如下：(1)對鍋爐結(jié)構(gòu)和燃燒工藝進行了詳細的分析,在原有經(jīng)驗方法的基礎(chǔ)上,深入理解燃燒工藝過程和電廠鍋爐控制關(guān)鍵因素及其對鍋爐燃燒性能影響方式。并從設(shè)備層面上確定了研究內(nèi)容,為后續(xù)的理論分析奠定了基礎(chǔ)。(2)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和遺傳算法進行模型求解,并得到優(yōu)化結(jié)果。介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型工作的基本原理及其工作方式,在著重介紹BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其算法流程的基礎(chǔ)上,利用BP網(wǎng)絡(luò)和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對鍋爐燃燒系統(tǒng)建立模型并對仿真結(jié)果進行了分析和比較,并最終確定了基于徑向基網(wǎng)絡(luò)的建模方法描述鍋爐燃燒模型。利用交叉試驗確定了模型的輸入和輸出參數(shù)。并利用遺傳算法對鍋爐的燃燒模型進行求解。在模型建立與尋優(yōu)的章節(jié)中,總結(jié)了各個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有的特點及其應(yīng)用場景。并利用遺傳算法對燃燒系統(tǒng)的控制參數(shù)進行尋優(yōu),得到了提高燃燒系統(tǒng)熱效率并降低氮氧化物排放量的參數(shù)優(yōu)化值。(3)使用MFC開發(fā)了鍋爐燃燒控制參數(shù)優(yōu)化軟件,介紹了主要界面和詳細使用流程及注意要點。并將開發(fā)的計算系統(tǒng)應(yīng)用于鍋爐的實時控制。實際結(jié)果表明利用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和遺傳算法優(yōu)化的算法在實際應(yīng)用中有巨大作用,鍋爐系統(tǒng)熱效率和NOx排放量均得到優(yōu)化,帶來了巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。最后對本文研究的不足之處做了總結(jié)并提出了展望。
[Abstract]:With the increasingly severe energy and environmental situation in China, coal-fired power plants are facing more and more pressure of energy saving and emission reduction. As the main energy consuming equipment, power plant boiler is paid more and more attention. First of all, the operating efficiency of power plant boilers in China is lower than the advanced level in the world. Compared with the developed countries such as Japan, the thermal power generation in our country needs a huge amount of energy consumption. Secondly, in the process of power peak shaving, the boiler may be in low load operation. In order to ensure economic benefit, the research on boiler efficiency is the inevitable requirement of economic development. Thirdly, the combustion of thermal power boiler produces a large amount of pollutants, such as NOx, resulting in a huge environmental burden. Under the present condition, the technical deficiency of boiler combustion control system is more and more prominent, and it is difficult to meet the increasing demand. In this context, high efficiency and low NOx emissions of thermal power boiler combustion optimization technology has become the focus of attention. On the basis of deeply studying the existing combustion optimization methods, this paper analyzes the characteristics of the neural network in establishing the combustion model of the thermoelectric boiler and combines the actual situation of the work of the 200MW thermoelectric boiler in Douhe Power Plant. The problem of optimizing combustion parameters of thermoelectric boiler by genetic algorithm is studied. The main contents are as follows: (1) the boiler structure and combustion technology are analyzed in detail. Deeply understand the combustion process and the key factors of boiler control in power plant and its influence on boiler combustion performance. The research content is determined from the equipment level, which lays a foundation for the subsequent theoretical analysis. (2) the neural network modeling and genetic algorithm are used to solve the model, and the optimization results are obtained. In this paper, the basic principle and working mode of neural network model are introduced. On the basis of introducing BP neural network, radial basis function neural network and its algorithm flow, BP neural network and radial basis function neural network are used to model the boiler combustion system, and the simulation results are analyzed and compared. Finally, the modeling method based on radial basis function network is determined to describe the boiler combustion model. The input and output parameters of the model are determined by cross test. The combustion model of boiler is solved by genetic algorithm. In the chapter of model establishment and optimization, the characteristics and application scenarios of each neural network model are summarized. The optimized parameters of combustion system are obtained by genetic algorithm. (3) the optimization software of boiler combustion control parameters is developed by using MFC, which can improve the thermal efficiency of combustion system and reduce the emission of nitrogen oxide. This paper introduces the main interface and detailed usage flow and points for attention. The developed computing system is applied to the real-time control of boiler. The practical results show that the optimization algorithm based on neural network model and genetic algorithm plays an important role in practical application, and the thermal efficiency and NOx emission of boiler system are optimized, which brings great economic and environmental benefits. At last, the deficiency of this paper is summarized and the prospect is put forward.
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM621.2;TP183

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本文編號：2411623