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文檔簡介
1、混煤的合理搭配使用對于鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行非常重要,由于湖南的煤煤種雜,煤質(zhì)差,前煤炭部部長提出,“燒好湖南的煤,是湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大課題”。本研究以益陽發(fā)電有限責(zé)任公司重點(diǎn)項(xiàng)目“多煤種適應(yīng)性分析研究”為工程背景,針對湖南電廠動力配煤技術(shù)研究的不足,查閱了大量文獻(xiàn)資料,開展了一系列的現(xiàn)場調(diào)研和實(shí)驗(yàn)研究,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法、窮舉法、退火法以及動力配煤原理,根據(jù)煤質(zhì)基本數(shù)據(jù)和燃燒特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果,建立非線性預(yù)測模型和配煤優(yōu)化模型,開發(fā)動
2、力配煤專家系統(tǒng)軟件。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)配煤價格和適應(yīng)度比較分析了各種算法得到的配煤方法的優(yōu)劣。應(yīng)用計算流體力學(xué)等理論建立了模型對混煤在鍋爐內(nèi)的燃燒進(jìn)行了數(shù)值仿真,進(jìn)一步分析了各種優(yōu)化配煤方案的實(shí)際燃燒效果,并進(jìn)行了鍋爐的參數(shù)優(yōu)化研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)論有:
(1)在益陽發(fā)電有限責(zé)任公司較常用煤種中選取具有代表性的15種單煤,混配成45種混煤。實(shí)驗(yàn)測試得到單煤和混煤的發(fā)熱量、元素分析和工業(yè)分析結(jié)果、可燃性指數(shù)和著火穩(wěn)燃特性指數(shù)
3、。對混煤煤質(zhì)特性的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果與混煤中各單煤線性加權(quán)計算結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果表明:絕大多數(shù)混煤煤質(zhì)特性與單煤線性加權(quán)特性呈現(xiàn)較強(qiáng)的非線性關(guān)系。
(2)應(yīng)用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GRNN)理論建立了混煤煤質(zhì)特性、著火溫度和著火穩(wěn)燃特性指數(shù)預(yù)測模型,運(yùn)用模型對混煤的低位發(fā)熱量、工業(yè)分析、元素分析、著火溫度、著火穩(wěn)燃特性指數(shù)進(jìn)行了預(yù)測。將模型預(yù)測結(jié)果、線性加權(quán)值與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明:預(yù)測結(jié)果與實(shí)測值相差較小;預(yù)測結(jié)果與線性
4、加權(quán)比較,誤差都有了明顯降低。
(3)選取混煤價格最低作為目標(biāo)函數(shù),采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測混煤的煤質(zhì)特性,建立了包括窮舉法、遺傳算法和模擬退火算法的多算法動力配煤模型,在此基礎(chǔ)上,開發(fā)了首個針對湖南電廠動力配煤優(yōu)化問題的專家系統(tǒng)軟件。該動力配煤軟件可實(shí)現(xiàn)以下主要功能:運(yùn)行時更新單煤種數(shù)據(jù)庫;根據(jù)現(xiàn)有的煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫,對選定的進(jìn)行摻混的煤種以及比例進(jìn)行混煤的煤質(zhì)特性預(yù)測與元素分析預(yù)測,而后評價該種混煤的煤質(zhì)特性以及元素分析;根據(jù)用
5、戶設(shè)定的約束條件,分別采用窮舉法、遺傳算法及模擬退火算法,尋求優(yōu)化的配煤方案。
(4)運(yùn)用Fluent6.3仿真軟件,采用可實(shí)現(xiàn)的κ-ε氣相湍流模型、Lagrangian顆粒相隨機(jī)軌道模型、P1輻射換熱模型,對鍋爐內(nèi)物理場進(jìn)行了仿真計算,并將部分溫度點(diǎn)與該鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行比較,仿真結(jié)果與測試結(jié)果吻合較好。首次應(yīng)用仿真方法計算和分析比較多算法動力配煤方案條件下鍋爐內(nèi)的溫度場,計算結(jié)果表明:按照價格作為判別合理
6、配煤方案的標(biāo)準(zhǔn)在多數(shù)情況下燃燒能達(dá)到較好的效果;窮舉法是精確的算法,計算可以得到全局最優(yōu)解。
(5)首次全面系統(tǒng)地應(yīng)用仿真的方法研究了主要操作參數(shù)對爐內(nèi)燃燒工況的影響規(guī)律,獲得的優(yōu)化操作條件為:過??諝庀禂?shù)1.2;一次風(fēng)率20%;一次風(fēng)溫度433K;二次風(fēng)溫度620K;均勻投粉。
本文的研究成果已在益陽發(fā)電有限公司成功應(yīng)用。所開發(fā)的動力配煤專家系統(tǒng)軟件應(yīng)用于鍋爐配煤,可實(shí)現(xiàn)鍋爐的計算機(jī)輔助決策,最終達(dá)到優(yōu)化配
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