[发明专利]一种基于遗传优化算法的钢球磨煤机设计选型方法

说明书

技术领域

本发明涉及系统优化设计技术领域，具体地说是一种基于遗传优化算 法的钢球磨煤机设计选型方法。

背景技术

制粉系统作为火力发电机组中重要的辅助系统，是整个机组的用电大 户，优化制粉系统的运行、降低制粉系统的厂用电是火电机组节能的重要 手段。钢球磨煤机作为制粉系统的重要设备被广泛应用，但在实际运行过 程中，难以保证磨煤机运行在最佳经济出力工作点，会造成单位磨煤电耗 增加和能源浪费。这是因为磨煤机系统是一个多输入、多输出的强非线性、 大滞后、时变的复杂系统。传统的试验法需要做大量的试验，工作量大， 劳动强度大，试验数据易分散，而且不具有连续性，优化参数也不尽合理， 对运行人员的指导作用不强；动态规划方法，当机组数目增多或状态变量 增多时，需要计算机的储存量很大，导致动态规划的“维数灾难”问题。

另外，对于钢球球磨机的选型问题，长期以来多数采用类比法，选型 存在余量过大，参数不匹配等问题，造成了资源的浪费。同时，对于非标 准型号的钢球磨煤机尺寸设计没有量化依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于遗传优化算法的钢球磨煤机设计选型 方法，用于解决以往钢球磨煤机选型余量过大，参数不匹配，非标准型号 的钢球磨煤机尺寸设计没有量化依据的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于遗传优化算法 的钢球磨煤机设计选型方法，其特征是，所述设计选型的方法具体包括：

步骤1)、设计某种特定钢球磨煤机的参数；

步骤2)、从设计的钢球磨煤机的型号和现有的型号中选择钢球磨煤机 的最优型号；

步骤3)、确定钢球磨煤机的最优运行工况参数；

步骤4)、指导钢球磨煤机制粉系统的运行。

进一步地，所述的设计某种特定钢球磨煤机参数的过程具体包括：

步骤11)、计算钢球磨煤机的消耗功率P_m：

式中：η_dj电动机效率、η_cd钢球磨煤机传动装置的效率、ρ_b钢球的堆积密度、K_r燃料系数、K_ap护甲形状影响系数、D磨筒直径、L磨筒长度、n磨筒转速、充球系数、S筒体和护板的总厚度和P_fj电机冷却与励磁附加消耗功率为已知常数；

步骤12)、计算制粉系统的研磨出力B_m；

步骤121)、计算磨内通风量影响系数：(2)，式中，β为实际系统运行时的磨煤通风量与钢球磨煤机设计的最佳通风量之比,(2-1),β_T为实际系统运行时的磨煤通风量，β_S为钢球磨煤机设计的最佳通风量；

步骤122)、计算磨内存煤量影响系数：K_cm＝r(2-r)(3)，式中，r为实际系统运行时钢球磨煤机内存煤量与设计最大存煤量之比，(3-1)，γ_T为实际系统运行时钢球磨煤机内存煤量，γ_S为设计最大存煤量；

步骤123)、计算钢球磨煤机出口温度影响系数：(4)，t_m为实际系统运行时的钢球磨煤机出口温度；

步骤124)、根据公式2、公式2-1、公式3、公式3-1和公式4计算制 粉系统的研磨出力B_m：

式中：D磨筒直径、L磨筒长度、n磨筒转速、充球系数、K_ap护甲形状影响系数、K_jd护甲和钢球磨损造成的出力降低的影响系数、K_gr工作燃料可磨性的影响系数和K_mf煤粉细度影响系数为已知常数；

步骤13)、根据公式1和公式5计算钢球磨煤机消耗的制粉单耗E_m：

步骤14)、利用遗传算法计算

进一步地，所述的步骤14)具体包括：

步骤141)、定义八个变量D,L,n,S,β,γ,t_m，对八个变量进行实数编码，并结合2组专家经验，形成一定规模的初始种群A；

步骤142)、定义制粉单耗E_m为遗传算法检验个体的适应度评价函数， 并以此函数对种群A中的所有个体进行适应度计算；