一種鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差模型預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種降低鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差的方法，尤其涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差模型預(yù)測方法，屬于電站鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國電力工業(yè)的高速發(fā)展及能耗和環(huán)保的要求，目前成批量投入了超臨界和超超臨界火力發(fā)電機(jī)組。這些機(jī)組的高溫受熱面(鍋爐高溫受熱面主要包括過熱器系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng))大量采用了含鉻量為18%?25%的奧氏體鋼管。即使采用了如此耐高溫材料，如果在運(yùn)行中熱偏差太大或發(fā)生突發(fā)性擾動，仍會發(fā)生高溫受熱面超溫爆管事故。
[0003]超臨界鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差過大，會導(dǎo)致高溫受熱面沿爐膛寬度方向的吸熱不均偏差較大，由于高溫受熱面屏與屏之間管材相同，但屏間吸熱不均而偏差較大的時候，容易產(chǎn)生吸熱偏差大的管子管壁超溫，進(jìn)而縮短管材壽命，容易產(chǎn)生超溫爆管事故。
[0004]為了解決鍋爐運(yùn)行過程中高溫受熱面熱偏差太大的問題，現(xiàn)在采用在線監(jiān)測的手段來動態(tài)計算和顯示爐內(nèi)管壁溫度。但在實際生產(chǎn)過程中還不能對各種熱偏差工況下的生產(chǎn)做出安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的合理化建議。
[0005]超超臨界鍋爐過熱器系統(tǒng)采用四級布置，以降低每級過熱器的焓增，沿蒸汽流程依次為水平與立式低溫過熱器、分隔屏過熱器、屏式過熱器和末級過熱器。超超臨界鍋爐BMCR(鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量)工況下末過蒸汽出口溫度605°C，過熱蒸汽出口壓力26.15MPa，過熱蒸汽流量2000t/h ；75% BMCR工況下末過蒸汽出口溫度605°C，過熱蒸汽出口壓力25.59MPa，過熱蒸汽流量1500t/h。
[0006]超超臨界鍋爐再熱器分成低溫再熱器和末級再熱器兩級。超超臨界鍋爐BMCR工況下再熱器蒸汽出口溫度603 °C，再熱器蒸汽出口壓力4.78MPa，再熱器蒸汽流量1638.9t/h ; 75% BMCR工況下再熱器蒸汽出口溫度603 °C，再熱器蒸汽出口壓力3.58MPa，再熱器蒸汽流量 1229t/h。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電站鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差預(yù)測模型，通過在線采集運(yùn)行參數(shù)，在當(dāng)前運(yùn)行方式下找到經(jīng)濟(jì)合理的鍋爐運(yùn)行方式優(yōu)化方案，以降低鍋爐運(yùn)行過程中高溫受熱面屏間熱偏差。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差模型預(yù)測方法，其特征在于:該方法由以下5個步驟組成:
[0009]步驟1:選取鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差的影響因素；
[0010]步驟2:根據(jù)所選取的影響因素的歷史數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù)，并對輸入?yún)?shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；以所對應(yīng)的鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差系數(shù)的歷史數(shù)據(jù)作為輸出參數(shù)，得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本；
[0011]步驟3:利用訓(xùn)練樣本對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型；
[0012]步驟4:在線采集所選取的影響因素的當(dāng)前數(shù)據(jù)作為新的輸入?yún)?shù)，將新的輸入?yún)?shù)輸入鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，計算模型輸出；以所述在線采集的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)點(diǎn)，在線動態(tài)調(diào)整各個新的輸入?yún)?shù)，并重新計算模型輸出，把得到的熱偏差系數(shù)較優(yōu)的模型數(shù)入輸出參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)庫，最終得到優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入輸出結(jié)果；
[0013]步驟5:通過優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入，指導(dǎo)當(dāng)前的運(yùn)行操作。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟I中，影響因素包括:鍋爐負(fù)荷、磨煤機(jī)組合、過熱器煙道調(diào)溫?fù)醢?、各層角燃燒器擺動機(jī)構(gòu)閥位、鍋爐二次風(fēng)開度。
[0015]優(yōu)選地，所述鍋爐二次風(fēng)開度包括:各層淡二次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板閥位、各層濃次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板閥位。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟3具體包括如下步驟:
[0017]步驟3.1:進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置，確定輸入層神經(jīng)元數(shù)目、輸出層神經(jīng)元數(shù)目、隱含層神經(jīng)元數(shù)目，確定數(shù)據(jù)樣本數(shù)，確定最小誤差、學(xué)習(xí)率、轉(zhuǎn)動動量、最大迭代次數(shù)；
[0018]步驟3.2:初始化隱含層神經(jīng)元權(quán)值、隱含層偏置值、輸出層神經(jīng)元權(quán)值、輸出層偏置值；
[0019]步驟3.3:將訓(xùn)練樣本的輸入?yún)?shù)輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，計算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層輸出值；
[0020]步驟3.4:將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層輸出值與所對應(yīng)的訓(xùn)練樣本的輸出參數(shù)進(jìn)行誤差計算，如果誤差滿足設(shè)定的最小誤差，則轉(zhuǎn)到步驟3.5 ;否則修正輸出層神經(jīng)元權(quán)值、輸出層偏置值，以及修正隱含層神經(jīng)元權(quán)值、隱含層偏置值，并轉(zhuǎn)到步驟3.3 ;
[0021]步驟3.5:存儲隱含層神經(jīng)元權(quán)值、隱含層偏置值，存儲輸出層神經(jīng)元權(quán)值、輸出層偏置值，得到鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。
[0022]優(yōu)選地，所述步驟3.1中，輸出層神經(jīng)元數(shù)目為鍋爐高溫受熱面屏數(shù)。
[0023]優(yōu)選地，所述步驟4中，在線動態(tài)調(diào)整各個新的輸入?yún)?shù)采用遞歸法，動態(tài)調(diào)整每個變量的 ±5%、±10%、±15%、±20%、±25%。
[0024]本發(fā)明是在運(yùn)行過程中通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)找到當(dāng)前負(fù)荷、磨煤機(jī)組合、配風(fēng)方式、燃燒器擺角與鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差的映射關(guān)系，通過建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在線預(yù)測高溫受熱面屏間熱偏差，并通過預(yù)測模型找到可降低高溫受熱面屏間熱偏差的工況調(diào)整方法，進(jìn)而反饋運(yùn)行，以此來提高鍋爐運(yùn)行安全性，預(yù)防鍋爐超溫爆管事故發(fā)生。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明提供的鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差模型預(yù)測方法流程圖；
[0026]圖2為鍋爐高溫受熱面神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)庫流程圖；
[0027]圖3為鍋爐高溫受熱面熱偏差搜索引擎優(yōu)化流程圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0029]本發(fā)明是根據(jù)當(dāng)前的鍋爐運(yùn)行參數(shù)(如負(fù)荷、磨煤機(jī)組合、鍋爐二次風(fēng)開度等)和實時高溫受熱面屏間熱偏差，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并不斷訓(xùn)練隱含層和輸出層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和偏置值。針對在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)高溫受熱面熱偏差較大工況，根據(jù)高溫受熱面熱偏差預(yù)測模型，提出以改善當(dāng)前配風(fēng)方式降低高溫受熱面屏間熱偏差的方法。通過推薦出當(dāng)前運(yùn)行工況下最合理的改進(jìn)配風(fēng)參數(shù)，在當(dāng)前參數(shù)下以最經(jīng)濟(jì)的改進(jìn)運(yùn)行手段優(yōu)化運(yùn)行，進(jìn)而降低當(dāng)前運(yùn)行方式下的高溫受熱面熱偏差，在滿足鍋爐熱偏差安全性的條件下提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
[0030]圖1為本發(fā)明提供的鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差模型預(yù)測方法流程圖，所述的鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差模型預(yù)測方法包括如下步驟:
[0031]步驟1:選取鍋爐高溫受熱面屏間熱偏差的影響因素，包括:鍋爐負(fù)荷、磨煤機(jī)組合、過熱器煙道調(diào)溫?fù)醢?、一層角燃燒器擺動