基于大数据的循环流化床锅炉床温影响因素分析和预测优化研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pantherzzx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为响应我国关于“碳减排”“碳达峰”等政策需求,需要提高能源利用效率及促进清洁技术发展。循环流化床锅炉(Circulating Fluidized Bed,CFB)以其特有的负荷调节快、脱硫效率高、污染排放低等优点,近年来一直是能源清洁利用技术的重要发展方向。对于循环流化床锅炉复杂的燃烧系统而言,床温是锅炉运行的重要参数,它会对锅炉的污染物排放效率、燃烧效率乃至整体运行安全性造成影响,且对于其波动原因的探究以及预测控制一直是一个难题,准确对床温的变化情况进行把控从而及时对相关影响参数进行调节是电厂运行的关键工作。因此,挖掘床温的影响因素,建立精准的动态预测模型对循环流化床锅炉技术的进一步发展有重要意义。本文对CFB锅炉床温问题展开了全面的研究,在传统传热相关的锅炉床温计算方式的基础上,使用大数据手段对影响床温的因素进行系统的分析,并建立相应预测模型,具体研究内容包括:1.影响锅炉床温均匀分布的因素研究。主要从回料分离系统的角度,分析了对象锅炉的给煤、返料特性,同时对其系统的分离特性进行计算分析,给出运行优化及入煤建议。2.影响床温偏高的因素研究。使用传统计算模型,分析一次风、燃料量及其质量、入炉燃料气等因素对床温水平变化造成的定性影响,同时也结合实际DCS运行数据探究传统计算模型外的其他原因。3.精准的床温预测模型及其相关控制器的建立与床温优化。在前文影响因素分析的基础上,使用计算机特征选择方式对模型特征进行筛选,且在支持向量回归模型搭建的同时加入粒子群优化算法,随后根据统计学评估结果选出了最优的阶次及参数组合。通过以上实际运行收集的大数据信息结合传统计算的方法进行分析研究,提高了优化电厂床温运行建议的全面性和精确度,有极大的应用价值。本文建立了系统阶次h=3,输入阶次s=2的支持向量回归时序模型,模型结果R~2为0.9939,绝对百分比误差为0.0013,说明该模型能够很好地对床温变化情况进行预测。在不同配风及负荷条件下对该模型准确性进行验证,验证结果表明该模型适用于目标电厂的日常负荷及配风场景下的运行工况,是精准的床温水平预测模型。接着根据建模结果设计了模型预测控制器,进行了控制性能及抗干扰实验,结果表明控制器能拥有较出色的追踪及稳定能力。最后结合遗传算法进行了床温优化,得到各负荷运行条件下的最优参数组合,并使床温的平均优化效率达到了7.90%。
其他文献
随着石油等传统能源的匮乏,以及传统能源使用导致的生态环境恶化,世界能源消费结构正由石油、煤炭等传统能源朝着天然气等高效、清洁能源转型。我国积极响应能源转型,城镇燃气应用规模不断扩大。聚乙烯管道以其优良力学特性,被认为是建设燃气管网的较优选择。电熔连接作为聚乙烯管道系统的主要连接方式之一,也因此得到广泛的应用。随着聚乙烯电熔接头所适用管道系统的输送压力和口径增加,焊接区成为接头的薄弱部位之一,焊接区
学位
随着经济社会的不断发展,火灾场景日趋多样化、复杂化。为满足场景中可用水量有限或者场景对水量敏感度较高等特殊的灭火需求,声波作为一种新兴的灭火技术,逐渐受到青睐。同时,在停车场、隧道、工厂、仓储、物流等各种常见的火灾场景中,细水雾作为常规的灭火技术,发挥着不可或缺的作用。然而,对于单纯细水雾来说,其灭火效能受到喷雾面积、喷雾流量和喷雾压力等因素的限制。因此,如何提高细水雾灭火效能,成为一个重要的研究
学位
2021年全球CO2排放量反弹至历史最高水平,中和了2020年因新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的影响而带来的大幅度的碳排放下降。积极应对由于碳排放量急剧攀升而引发的温室效应成为全球广泛共识和大势所趋。普遍认为,二氧化碳捕集、利用和封存技术(CCUS)是实现短期内大规模CO2减排和全球能源可持续发展的重要技术。通过空气CO2直接捕集技术(DAC)可突破传统捕集方式时间、空间和工业排放源的制约,
学位
提高内燃机整体的热效率是实现碳减排的重要举措之一,热效率的提高,造成发动机零部件的热负荷问题也将日益突出,尤其是作为发动机关键零部件的活塞,其工作环境也将进一步恶化,极易出现活塞失效的现象,影响了发动机整体的工作可靠性。工程实际中,可采取隔热措施控制活塞的热状态,从而优化发动机热效率及改善发动机活塞的热负荷状况。本文以活塞为研究对象,通过活塞顶面喷涂热障涂层、设置隔热气隙等方法,综合利用有限元仿真
学位
生活垃圾焚烧飞灰作为一种危险废弃物,其安全处置是亟待解决的环保难题,利用飞灰自身的导电特性进行通电熔融是一项潜在的大型化飞灰熔融技术,为了研发大型化熔融,本文针对飞灰电阻内热熔融处置机理进行了试验研究,掌握飞灰电阻内热熔融过程的导电特性,为大型垃圾焚烧飞灰电阻内热熔融炉设计开发奠定基础。由于飞灰的导电特性是控制飞灰电阻内热熔融特性和设计大型电阻内热熔融炉的基础,论文首先对熔融过程飞灰导电特性及飞灰
学位
我国以煤为主的能源结构、以重化工为主的产业结构以及以公路为主的交通运输结构短时间内难以发生根本转变,大气环境污染问题的复杂性、长期性、艰巨性依旧存在,打赢蓝天保卫战仍是打好污染防治攻坚战的重中之重。当前大气污染防治的主要矛盾,在于PM与臭氧污染防治,而挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)和NOx作为PM和近地面臭氧生成的前驱体,具有多重环境效应,严重危害生
学位
喷流噪声广泛存在于各种泄压排气管道系统中,研究消声器对这种喷流噪声的控制作用具有重要实用价值。针对泄压排气过程产生的喷流噪声问题,在试验研究喷流噪声特性的基础上,进一步分析研究了传统腔体消声器和外壁穿孔腔体消声器对这种喷流噪声的降噪特性,设计了针对外壁穿孔腔体消声器传递损失计算的三维时域CFD方法。对于传统腔体消声器,应用三维时域CFD方法对其传递损失进行了模拟计算和优化,并设计传递损失和插入损失
学位
随着社会的不断发展,地下工程不断地向深层迈进,深层土体往往受到较高围压影响,对于浅层土体的研究成果已不能满足地下工程深层开发的需求。岩土体本构模型的合理选取是通过数值建模方法研究地下工程的基础。蛋形本构模型具有屈服函数处处光滑连续、形状灵活多样等优点,能够很好地反映软黏土的特性。然而自该模型提出以后,由于模型参数较多且物理意义不明确等特点,一直未能得到广泛推广应用。为此,本文在前人研究的基础上,结
学位
本文致力于配煤掺烧的全过程研究,构建混煤燃烧前的动力掺配模型和入炉煤质快速计算方法,研究混煤燃烧后的NOx污染物排放特性。为适应电厂燃煤复杂多变和缺乏配煤方案指导的现状,构建针对性的配煤掺烧模型。首先对入厂煤发热量、挥发分和硫分等煤质参数进行k均值聚类分析和正态分布拟合,得到煤质分布函数和区间概率;其次采用t假设检验法和线性拟合分析30组混煤煤质的试验值和理论加权值间的误差,得到适用性较高的混煤煤
学位
随着“十四五”规划的提出以及2030年碳达峰目标的确立,我国在提高能源利用效率和减少污染物排放方面提出了更高的要求。煤粉锅炉作为主要的碳排放及NOx排放来源,对其开展燃烧优化具有重要的现实意义。当前,基于监督学习模型及优化算法等人工智能技术的锅炉燃烧优化方法具有良好的优化效果和较高的应用价值,近年来受到研究人员的广泛关注。本文对某410t/h煤粉锅炉开展基于人工智能的燃烧优化研究,构建了复合神经网
学位