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电厂煤粉锅炉配风优化专家系统

作　者: 张卓林
导　师: 王孝红
学　校: 济南大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 煤粉计量 工况识别 专家系统 优化配风
分类号: TM621.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


在电力生产中燃煤火电占据主导地位，一直都消耗大量的煤炭资源，产生的污染物也非常巨大。锅炉是火力发电厂中最重要的部分之一，其工作状况的好坏对整个电厂的运行影响巨大；因为锅炉具有复杂的系统结构，运行工况不稳，所以一直是电厂运行中出现问题最多、事故率最高的一个设备。电厂锅炉在实际运行过程中经常会出现很多问题，例如燃烧状况不稳定、燃烧效率低以及炉膛结渣等，直接影响锅炉运行的安全性与经济性。因此，合理调整锅炉的燃烧工况，对降低锅炉运行成本与减少污染物排放至关重要。目前燃煤电厂对于锅炉燃烧的调整大都是基于风机转速、风门阀位、一二次风风压、给粉机转速、炉膛含氧量和炉膛负压等锅炉相关参数的相对传统的操作方式，当喷燃器的风粉配比情况或者一次风管的风粉浓度等参数发生变化时，因为缺少较为精确的监测装置，操作人员仅凭经验很难对锅炉进行合理的燃烧调整，从而导致锅炉在配风不合理的情况下运行，造成燃烧不稳、火焰中心偏斜、局部结焦、锅炉效率降低及一次风管堵管等现象，严重影响机组的安全性与经济运行。因此通过合理配风来实时优化调整锅炉的燃烧工况，在煤质与负荷变化时使锅炉能够很快达到燃烧平稳、污染物少及效率高的状态，是非常必要的。本文针对电厂煤粉锅炉经常在风粉配比不合理的条件下运行的情况，采取煤粉计量、合理配风、工况识别、专家系统指导等措施，设计煤粉计量及优化配风系统，将其应用到锅炉系统。本文通过针对各种工况的表现特征及工况之间的相互影响，选取给粉机转速、煤粉流量、炉膛温度、炉膛负压、主汽压力、负荷、风粉浓度、送风机转速、排烟温度、排烟含氧量、给水温度、给水流量等作为工况辨识的关键参数，并采用正确合理的方法对这些参数进行特征提取。本文采用了模糊推理等方法对锅炉的运行工况进行了识别。采用了基于案例推理的专家系统来实现故障诊断和操作指导。在配风优化专家系统的实现方面，采用了西门子PLC，VISUAL BASIC，SQL Server，OPC，ADO等工具和技术。数据存储方面采用了关系型数据库，并建立了本系统的知识库，能够实现知识库规则的添加、修改及删除等功能。解决了目前电厂煤粉锅炉燃烧方面存在的锅炉燃烧效率偏低、煤炭消耗大、运行成本高以及燃煤电厂的燃烧工况差，污染物排放量大的问题。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题背景及意义  10
  1.2 锅炉优化研究的发展和现状  10-12
  1.3 本文的主要工作  12-13
  1.4 本章小结  13-14
第二章 锅炉工艺介绍  14-20
  2.1 锅炉概况  14
  2.2 热效率的影响因素及调节手段  14-17
  2.3 配风优化专家系统总体设计思想  17
  2.4 本章小结  17-20
第三章 配风的研究及实现  20-26
  3.1 入炉煤粉计量  20
  3.2 煤质估计  20-22
    3.2.1 数据预处理  20-21
    3.2.2 模型回归  21-22
  3.3 理论空气量的计算  22-23
  3.4 一、二次风体积的计算  23-24
  3.5 风速计算  24-25
  3.6 风门开度的计算  25
  3.7 本章小结  25-26
第四章 锅炉优化专家系统  26-54
  4.1 典型参数的选取  26-31
  4.2 数据预处理  31-37
    4.2.1 利用限幅的方法进行数据预处理  31-33
    4.2.2 平均值滤波  33-37
  4.3 趋势判断  37
  4.4 单变量工况总结  37-38
  4.5 模糊推理的基本原理  38-40
  4.6 模糊推理的策略  40-42
  4.7 基于模糊方法的典型工况识别过程  42-44
  4.8 基于案例推理的专家系统  44-48
  4.9 几个工况下的配风修正  48-50
  4.10 热效估计  50-51
  4.11 含氧量估计  51-52
  4.12 本章小结  52-54
第五章 锅炉配风优化专家系统的实现  54-82
  5.1 系统架构  54-56
  5.2 系统开发  56-79
    5.2.1 给粉计量系统设计  56-57
    5.2.2 配风优化专家系统软件 OPC 设计  57-59
    5.2.3 配风优化专家系统软件界面及功能  59-68
    5.2.4 数据库设计  68-69
    5.2.5 主程序设计  69-73
    5.2.6 B/S 程序设计  73-79
  5.3 工业应用  79-80
  5.4 本章小结  80-82
第六章 结论与展望  82-84
参考文献  84-88
致谢  88-90
附录  90

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 发电厂 > 火力发电厂、热电站 > 锅炉及燃烧系统
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