[发明专利]锅炉控制优化方法及系统

说明书

本发明提供一种锅炉控制优化方法及一种锅炉控制优化系统，该方法包括：获取锅炉数据；利用锅炉数据进行CFD模拟，得到CFD模拟结果；获取当前锅炉运行参数下的锅炉实时状态数据和不同历史锅炉运行参数下的锅炉历史状态数据；根据锅炉实时状态数据、锅炉历史状态数据和CFD模拟结果构建锅炉运行状态模型；将实验锅炉运行参数输入锅炉运行状态模型，获得与实验锅炉运行参数对应的实验锅炉状态参数；若实验锅炉状态参数符合预设规则，根据实验锅炉运行参数确定锅炉的最优运行方式；根据锅炉的最优运行方式运行锅炉。通过本发明提供的方法，能够精准实现炉内燃烧智能优化控制，提高电厂经济效益和安全性。

技术领域

本发明涉及火电机组优化控制技术领域，具体地，涉及一种锅炉控制优化方法及一种锅炉控制优化系统。

背景技术

目前大规模开发利用新能源、降低能源消耗、减少环境污染、保障能源供应与能源安全，已成为中国能源发展的重要战略。火力发电机组具有良好的可控性，若能提高其灵活运行能力，则可以有效解决新能源电力规模化消纳这一难题。然而，火力发电机组频繁大范围变负荷运行严重影响机组的经济性、安全性和环保性。因此有必要对火力发电过程进行全面、精细与智能化的状态监测与优化控制，以保障机组本身经济、安全、环保运行。

对于火力发电过程控制而言，针对锅炉炉内燃烧过程的智能化控制技术是业内公认的重点、难点。其内部燃烧过程是现代工业过程中最复杂的过程，无论是在炉内测量技术还是控制策略方面均缺乏深刻认识，很难形成精准的实时控制技术。锅炉运行水平与电厂燃料特性、锅炉选型、机组负荷、燃烧效率、污染物排放密切相关，直接影响电厂运行经济性。因此，加快炉内燃烧智能实时控制技术的研究对提高电厂经济效益和安全性具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中无法对锅炉进行精准的实时控制的技术问题，本发明提供了一种锅炉控制优化方法及一种锅炉控制优化系统，采用该方法将基于机理的数值模拟技术与实时和历史数据相结合，搭建基于数据融合技术的炉内燃烧智能实时控制系统，精准实现炉内燃烧智能优化控制，提高电厂经济效益和安全性。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种锅炉控制优化方法包括以下步骤：获取锅炉数据；利用所述锅炉数据进行CFD模拟，得到不同锅炉运行参数下的CFD模拟结果；获取当前锅炉运行参数下的锅炉实时状态数据和不同历史锅炉运行参数下的锅炉历史状态数据；根据当前锅炉运行参数下的锅炉实时状态数据、不同历史锅炉运行参数下的锅炉历史状态数据和不同锅炉运行参数下的CFD模拟结果构建锅炉运行状态模型，所述锅炉运行状态模型用于表征锅炉运行参数与锅炉状态参数的对应关系；将实验锅炉运行参数输入所述锅炉运行状态模型，获得与所述实验锅炉运行参数对应的实验锅炉状态参数；若所述实验锅炉状态参数符合预设规则，根据所述实验锅炉运行参数确定锅炉的最优运行方式；根据所述锅炉的最优运行方式运行所述锅炉。

进一步地，所述锅炉数据至少包括：所述锅炉历史状态数据、燃料燃烧阶段参数、灰熔融特性参数、燃料燃烧反应特性参数、煤质参数、一次风流量、二次风流量、煤粉浓度、煤粉流速和煤粉绝对质量流量、炉膛火焰物理特征参数、火焰特征与燃烧工况的对应关系、燃烧工况、锅炉受热面热流分布情况和温度分布特征；所述CFD模拟结果至少包括：炉内煤粉燃烧温度分布、热负荷分布、烟气组分浓度分布、煤粉燃烧行程轨迹、受热面沾污结渣分布、炉膛出口CO浓度分布、飞灰含碳量、NO_x浓度分布、SO_x浓度分布。

进一步地，所述方法还包括：在利用所述锅炉数据进行CFD模拟之后，若所述CFD模拟结果与对应的锅炉历史状态数据不匹配，更新CFD模拟方法和所述锅炉数据中的锅炉历史状态数据；利用更新后的CFD模拟方法和锅炉历史状态数据重新进行CFD模拟。