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基于信息融合的锅炉燃烧状态参数检测技术研究

作　者: 赵征
导　师: 刘吉臻
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 热能工程
关键词: 燃烧状态参数检测信息融合软测量风煤比动态模型
分类号: TK31
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 571次
引　用: 14次
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内容摘要

燃煤机组普遍面临节能降耗减排的问题,通过性能优化来提高发电效益是这一时期火电机组面临的主要课题。锅炉燃烧状况直接影响机组的经济性和安全性,成为火电机组性能优化的关键。其中,燃烧状态参数检测是锅炉燃烧优化控制的基础。目前,与燃烧状态相关的检测信息相对欠缺。信息融合、软测量技术为燃烧状态参数检测提供了新的解决思路。厂级监控信息系统在火电厂中的应用,为我们提供了丰富的数据信息和良好的验证平台。本文围绕风、煤准确配比问题,展开了以下研究:1.提出一种异类数据融合方法,提高了风量、燃料量测量的准确性。利用火电厂异类相关数据构成的冗余信息,采用统计建模与数据融合相结合的异类数据融合方法,提高了风量、燃料量测量的准确性和可靠性。通过实际数据计算,验证了方法的有效性。2.构造了基于信息融合的尾部烟气含氧量软测量信号。通过机理分析和统计分析,综合考虑了漏风、煤质、风量、燃料量等众多因素,建立了氧量软测量模型。通过实际数据计算验证了该测量值的准确性。这是机理建模与信息融合相结合的典型实例,已将其应用到SIS和DCS中。3.针对火电厂普遍存在的煤质多变情况,建立了煤质在线软测量。煤质发生变化将影响风、煤的配比关系。通过能量平衡、质量平衡定律建立了燃煤的低位发热量、水分和可磨性的解析表达。采用实际数据进行计算的结果,与电厂煤质分析报告的统计数据相比,验证了计算结果的合理性。4.针对机组负荷指令波动频繁,风、煤配比在动态过程失配的情况,研究了制粉系统和送风系统的动态特性。建立了制粉动态模型,并利用燃煤发热量和可磨性指数对制粉动态模型的燃料指令增益和制粉惯性进行在线修正。同时,采用机理分析和统计分析的方法,建立了二次风系统非线性动态模型。为解决风量响应速度与风压响应波动的矛盾,设计了二次风系统协调控制方案。通过实际数据仿真验证了模型的准确性和控制的可行性。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-28
  1.1 研究的目的和意义  10-11
  1.2 锅炉燃烧状态检测及控制优化的研究现状  11-21
    1.2.1 国外的燃烧优化控制技术  12-15
    1.2.2 国内的燃烧优化控制技术  15-17
    1.2.3 燃烧优化控制在应用中存在的问题  17-19
    1.2.4 电厂信息化对课题研究带来的机遇  19-20
    1.2.5 信号的重构对锅炉控制优化的影响  20-21
  1.3 软测量技术的研究现状  21-24
  1.4 信息融合方法的研究现状  24-25
  1.5 论文的主要内容  25-28
第二章基于异类数据融合法测量风量及燃料量  28-48
  2.1 引言  28
  2.2 数据预处理  28-36
    2.2.1 火电厂运行参数的特点  29
    2.2.2 测量数据的一致性检验  29-30
    2.2.3 数据滤波  30-31
    2.2.4 数据的融合  31-36
  2.3 基于软测量技术的异类数据融合方法  36-39
    2.3.1 基于回归分析的软测量建模  36-38
    2.3.2 数据加权融合算法  38-39
    2.3.3 基于软测量技术的异类数据融合结构  39
  2.4 风量测量模型及验证  39-43
    2.4.1 辅助变量的选择  40-41
    2.4.2 基于回归分析的软测量模型  41-42
    2.4.3 软测量模型的验证  42-43
    2.4.4 数据融合计算验证  43
  2.5 燃料量测量模型及验证  43-46
    2.5.1 辅助变量的选择及软测量模型的建立  44-45
    2.5.2 模型的验证  45-46
    2.5.3 数据融合计算验证  46
  2.6 本章小结  46-48
第三章基于信息融合的氧量软测量研究  48-81
  3.1 引言  48
  3.2 炉膛尾部烟气含氧量软测量的意义  48-49
  3.3 尾部烟气含氧量软测量的机理分析  49-51
  3.4 各影响因素对氧量软测量的影响及解决方案  51-56
    3.4.1 煤质变化的影响及解决方案  51-55
    3.4.2 漏风的影响及解决方案  55-56
    3.4.3 未完全燃烧的影响及解决方案  56
  3.5 基于信息融合的氧量软测量  56-61
    3.5.1 信息融合的基本结构介绍  56-58
    3.5.2 基于信息融合的氧量软测量模型结构  58-59
    3.5.3 基于信息融合的氧量软测量的验证  59-61
  3.6 基于信息融合的氧量软测量的实际应用  61-62
  3.7 本章小结  62-81
第五章动态过程中的风煤配比特性研究  81-98
  5.1 引言  81
  5.2 送风系统与制粉系统动态特性分析  81-83
  5.3 制粉系统动态模型的建立  83-85
    5.3.1 制粉系统动态模型  83-84
    5.3.2 煤质在线分析对模型系数的修正  84-85
  5.4 送风系统动态模型的建立及验证  85-93
    5.4.1 二次风系统结构  85-87
    5.4.2 二次风系统模型的建立  87-89
    5.4.3 二次风系统模型参数的求取  89-91
    5.4.4 二次风系统动态模型  91-92
    5.4.5 二次风系统动态模型的验证  92-93
  5.5 二次风系统协调控制系统设计  93-96
    5.5.1 二次风模型特性分析  93
    5.5.2 二次风系统非线性结构对控制的影响  93-94
    5.5.3 二次风系统协调控制设计及仿真验证  94-96
  5.6 本章小结  96-98
第六章结论  98-100
  6.1 结论  98-99
  6.2 展望  99-100
参考文献  100-108
致谢  108-109
攻读博士学位期间发表的学术论文  109-110
攻读博士学位期间参加的科研工作  110-111
详细摘要  111-129

基于信息融合的锅炉燃烧状态参数检测技术研究

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