[发明专利]一种锅炉壁温的滚动预测方法

说明书

本发明公开了一种锅炉壁温的滚动预测方法，包括：1)分析并确定锅炉壁温的主要影响因素；2)建立锅炉壁温的滚动预测模型；3)设计锅炉壁温预测值的反馈校正机制；4)封装标准化的锅炉壁温预测算法模块；5)锅炉壁温在线预测组态及次要影响因素修正。本发明给出了锅炉壁温的滚动预测方法，能够克服模型适配、环境干扰等未知因素的影响，实现锅炉壁温的超前、精准预测，对抑制受热面超温，减少爆管事故具有重要意义。

技术领域

本发明属于工业过程控制领域，涉及一种锅炉壁温的滚动预测方法。

背景技术

锅炉受热面的热应力损伤，破裂甚至爆管是造成机组非计划停运最常见、最普遍的形式，尤其在机组频繁调峰、调频的情况下，将严重加剧锅炉受热面损伤，影响机组的安全经济运行。

目前，国内外研究人员主要采用机理建模和神经网络建模的方式进行锅炉受热面状态预测及监控：1)机理建模法更多关注角系数、辐射因子、烟气流动速度、冲刷强度等细节，建模过程复杂，不利于工程实际应用；2)神经网络建模法虽然能够无限逼近任意非线性对象，但它也只是完成了不同输入数据的分类，无法从根本上解决工业过程时间序列数据的预测问题。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种锅炉壁温的滚动预测方法。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种锅炉壁温的滚动预测方法，包括以下步骤：

1)分析并确定锅炉壁温的主要影响因素；

2)建立锅炉壁温的滚动预测模型；

3)设计锅炉壁温预测值的反馈校正机制；

4)封装标准化的锅炉壁温预测算法模块；

5)锅炉壁温在线预测组态及次要影响因素修正。

本发明进一步的改进在于，分析并确定锅炉壁温的主要影响因素是指：分析影响锅炉壁温变化的影响因素，确定主要影响因素和次要影响因素，采用主要影响因素建立锅炉壁温的预测模型，预测锅炉壁温的未来变化情况，采用次要影响因素修正预测模型的参数，提高锅炉壁温的预测精度。

本发明进一步的改进在于，影响锅炉壁温变化的影响因素包括给煤量、给水流量、负荷工况和煤层出力。

本发明进一步的改进在于，主要影响因素包含2个：给煤量和给水流量，次要影响因素包含2个：负荷工况和煤层出力。

本发明进一步的改进在于，建立锅炉壁温的滚动预测模型是指：基于锅炉壁温的主要影响因素，建立锅炉壁温在未来j步的滚动预测模型：

式中，为锅炉壁温预测值；t为当前时刻；u为给煤量；v为给水流量；τ_b为给煤量变化到锅炉壁温变化的迟延步数；τ_c为给水流量变化到锅炉壁温变化的迟延步数；a₀、a₁、b₀、b₁、c₀、c₁为模型系数；

在历史锅炉壁温预测值历史给煤量和给水流量已知的情况下，可滚动预测未来t+1到t+j步的锅炉壁温。

本发明进一步的改进在于，设计锅炉壁温预测值的反馈校正机制是指：由于受模型失配、环境干扰的影响，锅炉壁温的滚动预测值可能偏离实际值；为此在开展t+1时刻预测前，先检测t+1时刻的实际输出y(t+1)，并把它与做差，形成预测误差：

基于这一预测误差，采用线性加权的方式校正和

有了校正后的和就可预测t+2时刻的锅炉壁温，从而提高滚动预测的精度。