用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法及装置与流程

本发明涉及锅炉稳燃控制的，特别是涉及一种用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法及装置。

背景技术：

1、燃煤电厂在电力系统中扮演着重要的角色，尤其是在满足电网调峰需求方面具有不可替代的作用。燃煤锅炉需要具备宽负荷范围内的稳定燃烧能力，以适应快速变化的负荷需求并有效减少污染物排放。尤其在低负荷运行条件下，锅炉的燃烧稳定性往往面临较大挑战，如可能出现燃烧不充分、炉膛温度分布不均、nox等污染物排放增加以及发电效率显著下降等问题。

2、现有的燃烧控制方法在应对低负荷工况和实现多台锅炉机组之间的协同稳燃方面存在不足，现有的燃烧控制方法往往只能对单个锅炉进行局部优化，而缺乏从整个燃煤电厂全局角度出发的精准负荷分配策略，导致燃煤电厂在实际运行中难以有效保持各锅炉机组在宽负荷范围内的高效、稳定燃烧状态。

3、因此，亟需一种用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种实现对燃煤锅炉宽负荷范围内稳燃的精准控制，提高电厂在实际运行中的效率和稳定性的用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法。

2、第一方面，本发明提供了用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法，所述方法包括：

3、获取燃煤电厂历史运行数据信息以及燃煤电厂参与深度调峰的响应出力负荷，所述燃煤电厂包括若干个锅炉机组；

4、对所述燃煤电厂历史运行数据信息进行要因提取，获得每个锅炉机组稳燃运行的最低出力负荷以及最低出力负荷条件下的锅炉燃烧状态表征数据信息；所述锅炉燃烧状态表征数据信息包括炉膛关键点温度集合、污染物排放浓度集合以及锅炉机组发电效率；

5、将每个锅炉机组的锅炉燃烧状态表征数据信息分别输入至预先构建的锅炉燃烧状态评价模型中，获得每个锅炉机组的锅炉燃烧状态性能指数；

6、根据锅炉燃烧状态性能指数对若干个锅炉机组进行排序，获得锅炉机组最低稳燃性能序列；在所述锅炉机组最低稳燃性能序列中锅炉燃烧状态性能指数越大，锅炉机组的排名越靠前；

7、获取每个锅炉机组的实时启停状态，并根据实时启停状态，对所述锅炉机组最低稳燃性能序列进行序列调整，在调整后的锅炉机组最低稳燃性能序列中，启动状态下的锅炉机组优先级高于停机状态下的锅炉机组；

8、根据调整后的锅炉机组最低稳燃性能序列，将优先级最高的锅炉机组对应的最低出力负荷逐一累加，直至累加结果满足燃煤电厂参与深度调峰的响应出力负荷，并提取参与累加的锅炉机组作为响应调峰锅炉机组；

9、获取每个响应调峰锅炉机组在最低出力负荷条件下的燃烧控制参数信息，并根据燃烧控制参数信息对响应调峰锅炉机组进行燃烧控制；所述燃烧控制参数信息包括煤粉浓度、一次风量、二次风量、风速、风温以及喷嘴角度。

10、另一方面，本申请还提供了用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制装置，所述装置包括：

11、数据获取模块，用于获取燃煤电厂历史运行数据和参与深度调峰的响应出力负荷，所述燃煤电厂包括若干个锅炉机组；

12、要因提取模块，用于对所述燃煤电厂历史运行数据信息进行要因提取，获得每个锅炉机组稳燃运行的最低出力负荷以及最低出力负荷条件下的锅炉燃烧状态表征数据信息；

13、燃烧状态评价模块，用于将每个锅炉机组的锅炉燃烧状态表征数据信息分别输入至预先构建的锅炉燃烧状态评价模型中，获得每个锅炉机组的锅炉燃烧状态性能指数；

14、排序与序列调整模块，用于根据燃烧状态性能指数对锅炉机组进行排序，并根据实时启停状态进行序列调整，获得调整后的锅炉机组最低稳燃性能序列；在锅炉机组最低稳燃性能序列中锅炉燃烧状态性能指数越大，锅炉机组的排名越靠前，启动状态下的锅炉机组优先级高于停机状态下的锅炉机组；

15、负荷分配模块，用于根据调整后的锅炉机组最低稳燃性能序列，将优先级最高的锅炉机组对应的最低出力负荷逐一累加，直至累加结果满足燃煤电厂参与深度调峰的响应出力负荷，并提取参与累加的锅炉机组作为响应调峰锅炉机组；

16、燃烧控制参数执行模块，用于获取每个响应调峰锅炉机组在最低出力负荷条件下的燃烧控制参数信息，并根据燃烧控制参数信息对响应调峰锅炉机组进行燃烧控制；所述燃烧控制参数信息包括煤粉浓度、一次风量、二次风量、风速、风温以及喷嘴角度。

17、第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任意一项所述方法中的步骤。

18、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述方法中的步骤。

19、与现有技术相比本发明的有益效果为：

20、本发明从整个燃煤电厂的角度出发，对各个锅炉机组进行统一管理和协调控制，克服了传统燃烧控制方法仅针对单个锅炉局部优化的局限性；通过分析燃煤电厂的历史运行数据信息，提取并量化各锅炉机组在低负荷下的稳燃性能，为后续决策提供科学依据，提高了决策的有效性和准确性；

21、运用锅炉燃烧状态评价模型对每个锅炉机组的燃烧状态进行定量评估，并据此生成最低稳燃性能序列，便于在实际调度中优先选择和使用燃烧稳定性较高的机组；结合实时获取的锅炉机组启停状态信息，灵活调整参与深度调峰的锅炉机组序列，确保启动状态的锅炉机组优先投入运行，从而提高整体调度效率；

22、根据最优序列逐步累加各机组最低出力负荷，实现精准匹配燃煤电厂深度调峰所需的响应出力负荷，避免单一机组过度压低负荷导致的燃烧不稳定及效率下降等问题；针对参与调峰任务的锅炉机组，采用其最低稳燃负荷条件下的燃烧控制参数进行精确调控，确保锅炉在宽负荷范围内都能维持高效、稳定且环保的燃烧状态，有效减少污染物排放；

23、综上所述，多变量控制方法通过综合考虑历史运行数据、燃烧状态评价和实时调整，实现对燃煤锅炉宽负荷范围内稳燃的精准控制，提高电厂在实际运行中的效率和稳定性。

技术特征：

1.一种用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法，其特征在于，所述锅炉燃烧状态表征数据信息包括炉膛关键点温度集合、污染物排放浓度集合以及锅炉机组发电效率；所述炉膛关键点温度集合包括燃烧区域内各个关键点位的温度，所述污染物排放浓度集合包括氮氧化物、硫氧化物和颗粒物的排放浓度。

3.如权利要求2所述的用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法，其特征在于，所述锅炉燃烧状态评价模型的计算模型为：

4.如权利要求3所述的用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法，其特征在于，所述锅炉燃烧状态评价模型采用非线性回归模型，所述锅炉燃烧状态评价模型的构建方法，包括：

5.如权利要求1-4中任一项所述的用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法，其特征在于，获得调整后的锅炉机组最低稳燃性能序列的方法，包括：

6.如权利要求5所述的用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法，其特征在于，提取参与累加的锅炉机组作为响应调峰锅炉机组的方法，包括：

7.如权利要求1所述的用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法，其特征在于，所述燃烧控制参数信息包括煤粉浓度、一次风量、二次风量、风速、风温以及喷嘴角度。

8.一种用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法中的步骤。

技术总结本发明涉及锅炉稳燃控制的技术领域，特别是涉及一种用于燃煤锅炉宽负荷范围稳燃的多变量控制方法及装置，其实现对燃煤锅炉宽负荷范围内稳燃的精准控制，提高电厂在实际运行中的效率和稳定性；所述方法包括：获取燃煤电厂历史运行数据信息以及燃煤电厂参与深度调峰的响应出力负荷，所述燃煤电厂包括若干个锅炉机组；对所述燃煤电厂历史运行数据信息进行要因提取，获得每个锅炉机组稳燃运行的最低出力负荷以及最低出力负荷条件下的锅炉燃烧状态表征数据信息；所述锅炉燃烧状态表征数据信息包括炉膛关键点温度集合、污染物排放浓度集合以及锅炉机组发电效率。技术研发人员：倪煜,张力,李德波,许凌爽,孙衍谦受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17