智能FIR超低氮分级燃烧器的制作方法
- 国知局
- 2024-08-01 01:37:12
本发明涉及燃烧器领域,特别是涉及智能fir超低氮分级燃烧器。
背景技术:
1、目前,针对低氮燃烧技术的研究表明,在燃烧过程中,存在着分散中心空气的设计不够合理的问题。这意味着燃气与空气的混合可能不够均匀,导致部分区域的燃烧不充分,从而增加了氮氧化物(nox)的生成。此外,燃烧器的喷嘴布置也面临不合理的挑战,无法根据实际需要对喷嘴喷出的燃气进行有效调整。这种缺乏智能化的设计限制了燃气燃烧系统的灵活性和效率。因此,提高燃气燃烧系统的智能化程度是当前亟待解决的问题之一。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对布局不合理、智能化程度不高的问题,提供一种智能fir超低氮分级燃烧器。
2、一种智能fir超低氮分级燃烧器,所述的智能fir超低氮分级燃烧器包括:内套管组件,所述内套管组件设有出风通道,所述内套管组件的两端分别开设有与所述出风通道连通的进风口和出风口,所述出风通道的侧壁上开设有第一燃气口;燃气壳体组件,所述燃气壳体组件设有缓冲腔,所述燃气壳体组件的两端开设有与所述缓冲腔连通的第一开口和第二开口,所述内套管组件依次贯穿所述第一开口、所述缓冲腔和所述第二开口,所述燃气壳体组件靠近所述出风口的一侧开设有与所述缓冲腔连通的第二燃气口,所述燃气壳体组件的内壁与所述内套管组件的外壁之间围合形成燃气腔;中心套管组件,所述中心套管组件设有贯通的过风腔,所述中心套管组件设置在所述内套管组件上,所述中心套管组件的部分位于所述出风通道内,所述中心套管组件的另一部穿过所述出风口后延伸到出风通道外,所述中心套管组件与所述出风口的孔壁之间形成过风间隙;中心燃气组件,所述中心燃气组件设置在所述中心套管组件上且位于所述过风腔内,所述中心燃气组件的一端与所述过风腔的出口相邻;燃气导向管,所述燃气导向管的一端与所述第一燃气口连通,所述燃气导向管的另一端延伸至所述过风腔的出口处;燃气管组件,所述燃气管组件设置在所述燃气壳体组件上且与所述第二燃气口连通,所述燃气管组件的数量为多个,多个所述燃气管组件环绕所述中心套管组件且依次间隔设置;风机组件,所述风机组件设有风机进口和风机出口,所述风机出口与所述进风口连通。
3、本技术公开了一种智能fir超低氮分级燃烧器,内套管组件通过设立进风口和出风口,有效地引入外部空气和排出燃烧产物,确保了燃烧器正常的空气供应,提升燃气和空气的混合效果。燃气壳体组件设有缓冲腔和第二燃气口,能够缓解燃气流的冲击,保证了燃气在进入燃烧区域之前的均匀分布,从而提高了燃烧效率。中心套管组件通过贯通的过风腔,有效地控制了空气的供给量,使空气能够均匀地进入燃烧区域,促进了燃烧的完全进行。中心燃气组件位于过风腔内,能够使燃气在进入燃烧区域之前与空气充分混合,实现了燃气的高效利用和低氮氧化物排放。燃气导向管通过引导燃气流,确保了燃气的准确进入到燃烧区域,避免了燃烧过程中的不完全燃烧和排放问题。多个燃气管组件环绕中心套管组件设置,通过合理的布局和间隔,保证了燃气的均匀供应,提高了燃烧器的稳定性和可靠性。风机组件通过进风口引入外部空气,确保了燃烧过程中所需的氧气供应,促进了燃烧效率和燃烧产物的完全燃烧,同时降低了氮氧化物的生成。这些组件的合理设计和布局使得燃烧器能够实现高效的燃烧过程,减少了氮氧化物的排放,达到了环保和能效的目标。
4、在其中一个实施例中,所述内套管组件包括腔体内套管、内套管和外锥圈,所述腔体内套管、所述内套管和所述外锥圈依次连通形成所述出风通道,所述腔体内套管远离所述内套管的一端开设有进风口,所述外锥圈远离所述内套管的一端开设有出风口,所述腔体内套管的侧壁上开设有所述第一燃气口。通过腔体内套管、内套管和外锥圈的连通形成出风通道确保了出风通道的连续性和畅通性,使得燃烧产物能够顺利排出,有利于燃烧器的稳定运行和燃烧效率的提高。进风口和出风口的设置使得燃气和空气可以顺利进入和排出内套管组件,有效地维持了燃烧过程所需的气体流动,有助于燃烧器的正常工作和燃烧效率的提升。外锥圈的形状和内套管的结构设计有助于引导燃烧产物顺利排出,同时确保了出风口的稳定性和流体动力学的均匀性,有利于燃烧器的正常运行和燃烧效率的提高。
5、在其中一个实施例中,所述燃气壳体组件包括腔体外套管、炉墙安装法兰和腔体法兰,所述腔体外套管的两端分别与所述炉墙安装法兰和所述腔体法兰连接,所述炉墙安装法兰和所述腔体法兰分别与所述内套管组件连接,所述腔体外套管内侧形成缓冲腔,所述腔体法兰开设有所述第一开口,所述腔体法兰开设有环绕所述第一开口的所述第二燃气口,所述炉墙安装法兰开设有所述第二开口。通过腔体外套管与炉墙安装法兰和腔体法兰的连接稳固可靠,确保了燃气壳体组件的整体结构稳定,有利于燃烧器的安装和使用。缓冲腔的形成有助于减缓燃气在燃烧器内的流动速度,降低气流的湍流程度,从而减小了燃烧器运行时的噪音和振动,提高了燃烧器的稳定性和可靠性。
6、在其中一个实施例中,所述中心套管组件包括中心套管、定位组件、支撑板和卡圈,所述中心套管的部分位于出风通道内,所述中心套管的另一部分经所述出风口延伸到所述出风通道外,所述中心套管与所述出风口的孔壁之间形成过风间隙,所述中心套管设有过风腔,所述定位组件一端与所述中心套管连接,所述定位组件的另一端与所述内套管组件连接,所述支撑板的数量为多个,多个所述支撑板两侧分别与所述中心套管和所述内套管组件连接,所述卡圈设置在所述中心套管上且位于所述过风腔内,所述燃气导向管卡设在所述卡圈处。通过过风腔的设置使得部分燃气通过中心套管组件进入出风通道外部,有助于形成适当的过风效果,调节出风通道内外气流的流速和温度分布,从而提高燃烧器的热效率和稳定性。中心套管与出风口的孔壁之间形成的过风间隙有助于调节出风通道内外的气流分布,减小气流的湍流程度,优化燃气的混合和燃烧过程,提高燃烧效率和稳定性。定位组件和支撑板的设置使得中心套管组件能够稳固地固定在内套管组件上,确保了燃气流动通道的稳定性和密封性,有效避免了组件松动或错位可能导致的安全隐患和性能下降。卡圈能够对燃气导向管进行限位。
7、在其中一个实施例中,所述中心燃气组件包括燃气主管、连接管、喷嘴、内套和火焰盘,所述连接管设置在所述燃气主管上,所述内套设置在所述连接管上,所述喷嘴套设在所述内套上,所述喷嘴的侧壁上开设有多个燃气喷孔,所述火焰盘设置在所述喷嘴上,所述火焰盘上开设有多个过风口,所述火焰盘与所述过风腔的出口相邻,所述燃气主管用于与燃气源连通。通过燃气主管和连接管构成了燃气输送的主要通道,确保了燃气从燃气管组件输送到喷嘴的稳定流动,有助于提高燃气的均匀性和稳定性,从而提高了燃烧效率。喷嘴通过多个燃气喷孔将燃气均匀地喷射到火焰盘上,使燃气充分混合并与空气有效地燃烧,从而产生稳定的火焰,提高了燃烧效率和热能利用率。火焰盘上开设的多个过风口有助于调节燃气与空气的比例,控制燃烧的氧气供应量,使火焰形成在合适的位置和大小,保证了燃烧过程的稳定性和高效性。
8、在其中一个实施例中,所述燃气管组件包括进气管、套管支撑件和混合套管,所述进气管设置在所述燃气壳体组件上且与所述第二燃气口连通,所述套管支撑件的数量为多个,多个所述套管支撑件间隔设置在所述进气管上且位于远离所述燃气壳体组件的一端,所述混合套管设置在多个所述套管支撑件上。通过进气管作为燃气输送的通道,确保了燃气从燃气壳体组件输送到混合套管的稳定流动,有助于提高燃气的均匀性和稳定性,从而提高了燃烧效率。套管支撑件的设置提供了对混合套管的支撑和定位作用,保证了混合套管的稳定安装和定位,避免了因振动或外部力量导致的移位或变形,确保了燃气混合的均匀性和稳定性。混合套管通过与套管支撑件的连接,实现了对燃气与空气的混合,确保了混合气体的均匀性和稳定性,从而有效地促进了燃烧过程的进行,提高了燃烧效率和燃烧稳定性。
9、在其中一个实施例中,所述风机组件包括风机外壳、风机和进风组件,所述风机和所述进风组件均设置在所述风机外壳上,所述风机外壳上开设有所述风机出口,所述风机外壳上开设有所述风机进口。风机外壳作为风机的外部保护壳,能够有效地防止外部杂质和灰尘进入风机内部,保护风机的正常运转,并且通过对风机出口和进口的合理设置,能够有效地引导空气流动,提高风机的工作效率。风机是风机组件的核心部件,通过风机的运转,能够有效地产生气流,将空气吸入进风口,然后将其送出风机出口,从而形成必要的气流环境,为燃烧过程提供所需的气流条件。进风组件是风机组件的重要组成部分,其设计合理能够有效地引导并调节进入风机的空气流量和流速,确保风机能够获得足够的新鲜空气,从而保证了燃烧过程的顺利进行。
10、在其中一个实施例中,还包括外套管,所述外套管设置在所述燃气壳体组件上且环绕多个所述燃气管组件。通过外套管的设置提供了额外的保护层,可以有效地保护燃气管组件免受外部环境的影响,如腐蚀或机械损伤等。这有助于延长燃气管组件的使用寿命,降低维护成本。外套管能够在一定程度上保留燃气管组件产生的热量,减少能量损失。同时,外套管还可以促进燃气管组件和周围环境之间的热量传导,有助于维持燃烧系统的稳定温度,提高燃烧效率。外套管作为一个环绕结构,增强了整个燃气壳体组件的结构稳定性,减少了燃烧器在运行过程中因振动或其他外力作用而导致的变形或损坏的可能性。
11、在其中一个实施例中,还包括引气管,所述引气管一端与所述风机组件连通,所述引气管另一端贯穿所述燃气壳体组件后延伸到所述燃气管组件处。通过引入适量的引气,可以有效地改善燃气管组件内部的燃气分布和燃烧过程的均匀性,减少火焰的不稳定性和燃烧噪声,提高燃烧的稳定性和可靠性。
12、在其中一个实施例中,还包括燃气调节阀,所述燃气调节阀一端用于与外部燃气源连通,所述燃气调节阀的另一端与所述缓冲腔连通,所述燃气调节阀用于调节流经的燃气流量;风阀,所述风阀设置在所述风机组件上,所述风阀设置在所述风机进口处,所述风阀用于调节风机进口的开度;传感组件,所述传感组件的数量为多个,多个所述传感组件分别位于所述内套管组件、所述燃气壳体组件和所述中心套管组件处,多个所述传感组件用于收集燃烧过程数据;控制系统,所述控制系统分别所述燃气调节阀、所述风阀、多个所述传感组件和所述风机组件电连接。燃气调节阀的设置允许对流经燃气壳体组件的燃气流量进行精确调节,根据需要调整燃气的流量和压力,实现燃气的准确供给,从而保证燃烧过程的稳定性和效率。风阀的设置可以调节和控制风机进口处的风量,根据燃烧需求调整风机的转速和风量,确保充足的气流进入燃烧室,实现燃烧过程的充分混合和稳定。多个传感组件位于内套管组件、燃气壳体组件和中心套管组件处,用于实时监测燃烧过程中的温度、压力、流速等参数,并采集相关数据。这些数据可以用于分析燃烧过程的状态和性能,帮助优化燃烧系统的工作条件。控制系统通过电连接燃气调节阀、风阀、传感组件和风机组件,实现对燃气流量、风量和燃烧过程的智能控制和优化调节。根据传感组件采集到的数据,控制系统可以实时调整燃气和风量,保持燃烧过程的稳定性和高效性。控制系统的设置使得操作人员可以通过电连接进行远程监控和控制,实现对燃烧器的远程操作和调节,提高了操作的便利性和人机交互的效率。
13、在其中一个实施例中,所述控制组件用于执行如下程序:s1、通过深度学习技术训练控制模型,使其能够更好地理解燃烧过程的复杂性,从而优化控制策略以最大程度地降低nox排放;s2、利用数据处理技术,实时分析监测数据,通过控制模型输出的调节参数及时调整燃气供应量和空气供应量,以确保燃烧过程始终处于最佳状态;s3、利用模型预测技术,提前预测燃烧过程中可能出现的问题,并采取相应的控制措施,以最小化nox排放;s4、引入自适应控制策略,使控制系统能够根据实时的燃烧状态和环境变化自动调节控制参数,以实现最佳的燃烧效率和最小的nox排放;s5、通过智能控制算法进行燃气供应量和空气供应量控制。通过深度学习模型可以处理大量复杂数据,并从中学习出燃烧过程的复杂模式和规律。通过深度学习,控制模型可以预测不同操作条件下的燃烧效果,并据此优化控制策略。这意味着系统可以自动调整燃气和空气的比例,以及其他相关参数,以达到最佳燃烧效果。深度学习模型能够预测哪些操作条件最有可能导致nox排放的增加,并相应地调整控制策略,从而最大程度地减少这些排放。通过实时分析监测数据,系统可以即时了解燃烧过程的当前状态,包括温度、压力、氧气浓度等关键参数。如果系统检测到任何偏离最佳燃烧条件的情况,它可以立即通过控制模型输出的调节参数来调整燃气和空气的供应量,确保燃烧过程始终保持在最佳状态。这种即时反馈和调整机制有助于提高燃烧效率,同时确保燃烧过程的稳定性。模型预测技术允许系统提前预测燃烧过程中可能出现的问题,如燃烧不稳定、nox排放增加等。一旦系统预测到可能出现的问题,它可以提前采取控制措施,如调整燃气和空气的比例,或者微调燃烧条件,从而防止问题实际发生。通过提前预见并采取行动,这种策略有助于减少由于燃烧不稳定或其他问题导致的突发事件,从而提高系统的可靠性。自适应控制策略使控制系统能够根据实时的燃烧状态和环境变化自动调整控制参数。这意味着无论燃烧条件如何变化,系统都能保持最佳性能。由于自适应控制策略可以根据实际情况不断优化控制参数,它有助于实现最佳的燃烧效率和最小的nox排放。自适应控制减少了对人工操作和调整的依赖,使得燃烧过程更加自动化和智能化。智能控制算法能够精确计算并控制燃气和空气的供应量,确保它们以最佳比例混合,从而实现高效燃烧。这些算法通常设计得非常灵敏,能够迅速响应任何变化,确保燃烧过程始终保持在最佳状态。通过精确控制燃气和空气的供应量,这种策略有助于减少不必要的浪费,提高能源利用效率。
14、在其中一个实施例中,所述通过深度学习技术训练控制模型,使其能够更好地理解燃烧过程的复杂性,从而优化控制策略以最大程度地降低nox排放的具体步骤如下:s11、收集燃烧过程数据,包括燃气供应量、空气供应量、燃烧温度、nox排放浓度,对数据进行预处理,包括去噪、归一化和特征工程,以准备好用于深度学习模型训练的数据集;s12、根据燃烧过程的复杂性和数据特征,选择合适的深度学习模型,包括多层感知器、卷积神经网络和循环神经网络中的一种,设计深度学习模型的结构,包括网络层的数量、每层的神经元数量和激活函数;s13、将准备好的数据集分为训练集、验证集和测试集,使用训练集对深度学习模型进行训练,通过反向传播算法不断调整模型参数,以最小化损失函数,使用验证集监测模型的性能,并根据验证集的表现进行调整,以防止过拟合;s14、使用测试集评估训练好的模型的性能,包括准确率、召回率和f1分数,根据评估结果对模型进行调优,包括调整网络结构、修改超参数和增加正则化;s15、将训练好的深度学习模型应用于控制系统中,作为控制器的一部分,根据模型的预测结果和实时传感器数据,优化控制策略,动态调节燃气供应量和空气供应量,以最大程度地降低nox排放;s16、实时监测燃烧过程中的关键参数,并根据深度学习模型的输出调节控制参数。通过收集燃气供应量、空气供应量、燃烧温度、nox排放浓度等关键数据,获得了关于燃烧过程的全面信息。去噪、归一化和特征工程等预处理步骤确保了数据的质量和一致性,为后续的深度学习模型训练提供了可靠的数据集。预处理后的数据集提高了模型的训练效率和准确性,为后续步骤打下了坚实的基础。根据燃烧过程的复杂性和数据特征,选择合适的深度学习模型,如多层感知器mlp、卷积神经网络cnn和循环神经网络rnn。合理设计网络层的数量、每层的神经元数量和激活函数,确保模型能够有效捕捉燃烧过程的复杂模式。合适的模型结构和参数选择使得模型能够更好地理解和预测燃烧过程,为后续的控制策略优化提供了有力的支持。将预处理后的数据集分为训练集、验证集和测试集,确保模型在各种数据分布下都能表现良好。使用训练集对模型进行训练,通过反向传播算法不断调整模型参数,以最小化损失函数。性能监测与调整:利用验证集监测模型的性能,并根据验证集的表现进行调整,防止过拟合,提高模型的泛化能力。合理的数据集划分和模型训练策略使得模型既能够准确拟合训练数据,又能在未知数据上表现出良好的性能。使用测试集评估训练好的模型的性能,包括准确率、召回率和f1分数等指标。根据评估结果对模型进行调优,包括调整网络结构、修改超参数和增加正则化等,进一步提高模型的性能。模型评估与调优步骤确保了模型在实际应用中的准确性和可靠性,为后续的控制系统应用提供了高质量的模型支持。将训练好的深度学习模型集成到控制系统中,作为控制器的一部分。根据模型的预测结果和实时传感器数据,优化控制策略,动态调节燃气供应量和空气供应量。深度学习模型的应用使得控制系统能够更准确地预测和响应燃烧过程的变化,从而更有效地降低nox排放,提高燃烧效率。实时监测燃烧过程中的关键参数,确保燃烧过程始终处于最佳状态。根据深度学习模型的输出和实时监测数据,动态调节控制参数,确保燃烧过程的稳定性和效率。实时监测与参数调节步骤使得控制系统能够根据实际情况灵活调整控制策略,进一步提高燃烧过程的稳定性和nox排放的降低效果。
15、在其中一个实施例中,所述利用数据处理技术,实时分析监测数据,通过控制模型输出的调节参数及时调整燃气供应量和空气供应量,以确保燃烧过程始终处于最佳状态的具体步骤如下:s21、设定数据采集系统,收集传感器实时采集的监测数据,包括温度、压力、氧气浓度、燃气流量和空气流量,确保数据采集系统能够快速、准确地传输数据到数据处理系统;
16、s22、对采集到的数据进行预处理,包括去除噪声、校准传感器、数据插值和填充缺失值,以确保数据的质量和可靠性,进行数据清洗,删除异常值和不合理数据;s23、使用实时数据处理技术,对采集到的数据进行实时分析,并且对实时数据进行实时监测和分析,识别出燃烧过程中的异常情况和变化趋势;s24、基于历史数据和实时监测数据,通过控制模型输出的调节参数及时调整燃气供应量和空气供应量;s25、监测实时调整后的燃烧过程状态和性能指标,包括燃烧效率和nox排放浓度,根据实时反馈结果,不断优化调整策略,以使燃烧过程始终处于最佳状态,并实现低排放、高效率的目标。通过设定数据采集系统,能够实时收集传感器监测的温度、压力、氧气浓度、燃气流量和空气流量等数据。确保数据能够迅速且准确地传输到数据处理系统,为后续的实时分析和控制提供基础。实时、准确的数据为燃烧过程的监控和控制提供了关键信息,使得控制系统能够迅速响应变化。预处理步骤包括去除噪声、校准传感器,确保数据的准确性和一致性。数据插值与填充:对于缺失的数据进行插值或填充,提高数据完整性。删除异常值和不合理数据,确保数据质量。经过预处理的数据更加可靠和准确,为后续的数据分析和控制模型训练提供了高质量的输入。使用实时数据处理技术,对采集的数据进行即时分析。实时监测和分析能够识别出燃烧过程中的异常情况和变化趋势,为控制策略的调整提供依据。实时分析使得控制系统能够及时发现并应对燃烧过程中的问题,提高燃烧的稳定性和效率。基于历史数据和实时监测数据,控制模型能够输出相应的调节参数。根据模型输出,及时调整燃气供应量和空气供应量,以优化燃烧过程。控制系统能够更精确地调整燃气和空气供应,从而优化燃烧效率和降低nox排放。监测实时调整后的燃烧过程状态和性能指标,如燃烧效率和nox排放浓度。根据实时反馈结果,不断调整和优化控制策略,使燃烧过程始终处于最佳状态。实时反馈机制使得控制系统能够根据实际燃烧效果进行优化,实现低排放、高效率的目标,提高整个燃烧过程的经济性和环保性。
17、在其中一个实施例中,所述利用模型预测技术,提前预测燃烧过程中可能出现的问题,并采取相应的控制措施,以最小化nox排放的具体步骤如下:s31、收集历史燃烧过程的数据,包括燃烧温度、压力、燃料供应量、空气供应量和nox排放量,对数据进行预处理,包括数据清洗、去除异常值和插值处理,以确保数据的准确性和完整性;s32、选择合适的模型预测技术,包括循环神经网络rnn、长短期记忆网络lstm、支持向量回归svr中的一种,使用历史数据训练模型,使其能够学习燃烧过程的动态变化规律,并能够预测未来可能出现的问题;
18、s33、从历史数据中选择适当的特征,包括温度梯度、燃料-空气比和燃烧效率,作为模型的输入特征,构建模型的输入输出结构,确保模型能够准确预测燃烧过程中可能出现的问题,包括燃烧不充分、燃烧温度过高;s34、使用历史数据对模型进行训练,并使用验证数据验证模型的准确性和泛化能力,使用交叉验证等技术评估模型的性能,确保模型能够准确地预测不同情况下的燃烧过程;s35、利用训练好的模型进行预测,预测燃烧过程中可能出现的问题,包括燃烧效率下降和nox排放增加,根据预测结果制定相应的控制策略,调整燃料供应量和空气供应量,以最小化nox排放并避免燃烧问题的发生;s36、实时监测燃烧过程中的关键参数,包括温度、压力、燃料流量和空气流量,将监测数据输入到模型中,进行实时预测,并根据预测结果及时调整控制策略,以保证燃烧过程的稳定性和低排放;s37、不断优化和更新模型,使用新的数据和实验结果更新模型参数,以提高模型的预测能力和准确性,结合实际运行情况,持续优化控制策略,以最小化nox排放并确保燃烧过程的高效稳定运行;s38、建立故障检测系统,监测燃烧过程中的异常情况和故障,根据实时数据分析和预测模型输出,预测潜在故障并及时采取预防措施,以确保燃烧过程的稳定性和可靠性。通过收集历史燃烧过程的数据,可以获得关于燃烧过程长期行为的信息。数据清洗、去除异常值和插值处理确保了数据的准确性和完整性,为后续模型的训练提供了可靠的基础。准确和完整的数据集为模型训练提供了坚实的基础,提高了模型的预测能力和稳定性。循环神经网络rnn、长短期记忆网络lstm、支持向量回归svr等模型预测技术能够学习燃烧过程的动态变化规律,并预测未来可能出现的问题。合适的模型预测技术能够准确捕捉燃烧过程的动态特性,从而有效预测潜在问题,为控制策略的制定提供有力支持。温度梯度、燃料-空气比和燃烧效率等特征的选择使得模型能够更准确地预测燃烧过程中可能出现的问题。确保模型能够准确处理输入特征,并输出有关潜在问题的预测。合理的输入输出结构使得模型能够针对燃烧过程的关键特征进行预测,提高了预测的准确性和实用性。使用历史数据进行模型训练,使模型能够学习到燃烧过程的动态行为。通过验证数据评估模型的准确性和泛化能力,确保模型在不同情况下都能表现出良好的预测性能。模型训练和验证过程确保了模型的有效性和可靠性,为后续的实际应用提供了坚实的基础。利用训练好的模型预测燃烧过程中可能出现的问题,如燃烧效率下降和nox排放增加。根据预测结果制定相应的控制策略,调整燃料供应量和空气供应量,以最小化nox排放并避免燃烧问题的发生。预测和控制策略的制定使得控制系统能够提前预测并应对潜在问题,从而降低了nox排放并确保了燃烧过程的稳定性。实时监测燃烧过程中的关键参数,确保数据的实时性和准确性。将实时监测数据输入到模型中进行实时预测,并根据预测结果及时调整控制策略,以保证燃烧过程的稳定性和低排放。实时监测与调整使得控制系统能够根据实际情况灵活调整控制策略,进一步提高了燃烧过程的稳定性和nox排放的降低效果。使用新的数据和实验结果不断优化模型参数,提高模型的预测能力和准确性。结合实际运行情况,持续优化控制策略,以最小化nox排放并确保燃烧过程的高效稳定运行。模型优化与更新确保了控制系统的持续改进和适应性,使其能够应对各种实际运行条件和需求。建立故障检测系统,实时监测燃烧过程中的异常情况和故障。根据实时数据分析和预测模型输出,预测潜在故障并及时采取预防措施,以确保燃烧过程的稳定性和可靠性。故障检测与预防系统提高了燃烧过程的可靠性和安全性,降低了故障发生的可能性,从而减少了运行中断和维护成本。
19、在其中一个实施例中,所述引入自适应控制策略,使控制系统能够根据实时的燃烧状态和环境变化自动调节控制参数,以实现最佳的燃烧效率和最小的nox排放的具体步骤如下:s41、对燃烧系统进行建模,包括燃料供应系统、氧气供应系统,识别系统的关键参数,包括燃料特性、燃气和空气流量的动态特性;s42、选择自适应控制器,包括自适应模型预测控制ampc、自适应比例-积分-微分pid控制器中的一种,根据系统特性和控制要求,设计控制器的结构和参数;s43、制定控制参数的调整策略,使控制器能够根据实时的燃烧状态和环境变化自动调节控制参数,设计自适应规则或算法,根据实时的燃烧效率和nox排放量指标,自动调整控制参数;s44、监测燃烧过程中的关键参数,包括温度、压力、燃料流量、空气流量和nox排放量,实时采集监测数据,并传输到控制系统中进行处理;s45、根据实时监测数据,使用自适应控制器调节燃料供应量和空气供应量,以实现最佳的燃烧效率和最小的nox排放,控制器根据预设的调整策略,自动更新控制参数,以适应燃烧过程中的变化;s46、定期评估自适应控制系统的性能,包括燃烧效率、nox排放量和控制稳定性,根据评估结果,调整控制器的参数和调整策略,以优化系统性能;s47、不断收集和分析实验数据,持续优化自适应控制系统,不断改进控制策略和算法,以提高系统的性能和适应能力。对燃烧系统进行详细建模,包括燃料供应系统和氧气供应系统,确保对系统的全面了解。识别系统的关键参数,如燃料特性、燃气和空气流量的动态特性,为控制策略的制定提供基础。准确的系统建模和关键参数识别为控制器的设计和控制策略的制定提供了坚实的基础,确保了控制效果的准确性和可靠性。根据系统特性和控制要求,选择自适应模型预测控制ampc或自适应比例-积分-微分pid控制器中的一种。根据系统建模结果,设计控制器的结构和参数,确保控制器能够根据系统状态和环境变化进行自适应调整。自适应控制器的选择与设计使得控制系统能够根据实时燃烧状态和环境变化进行灵活调整,提高了系统的适应性和稳定性。制定控制参数的调整策略,使控制器能够根据实时的燃烧状态和环境变化自动调节控制参数。设计自适应规则或算法,根据实时的燃烧效率和nox排放量指标,自动调整控制参数,实现最佳控制效果。控制参数的调整策略使得控制系统能够根据实时数据进行自适应调整,提高了系统的响应速度和控制精度。监测燃烧过程中的关键参数,包括温度、压力、燃料流量、空气流量和nox排放量。实时采集监测数据,并传输到控制系统中进行处理,为控制策略的调整提供实时信息。实时监测和数据处理确保了控制系统能够获取到最新的燃烧状态信息,为控制策略的调整提供了实时依据。根据实时监测数据,使用自适应控制器调节燃料供应量和空气供应量。控制器根据预设的调整策略,自动更新控制参数,以适应燃烧过程中的变化,实现最佳的燃烧效率和最小的nox排放。自适应控制调节使得控制系统能够根据实际情况进行灵活调整,实现了燃烧效率和nox排放的优化控制。定期评估自适应控制系统的性能,包括燃烧效率、nox排放量和控制稳定性。根据评估结果,调整控制器的参数和调整策略,以优化系统性能,实现持续改进。系统性能评估与优化确保了控制系统始终保持在最佳状态,提高了系统的稳定性和控制效果。不断收集和分析实验数据,为控制系统的持续优化提供数据支持。根据数据分析结果,持续改进控制策略和算法,提高系统的性能和适应能力。持续的数据收集和系统改进使得控制系统能够不断适应新的环境和要求,保持技术的先进性和竞争力。
20、在其中一个实施例中,所述通过智能控制算法进行燃气供应量和空气供应量控制的具体步骤如下:s51、定义系统的状态空间,包括燃气流量、空气流量、燃烧温度和nox排放浓度,将状态空间离散化,以便智能算法能够处理;s52、定义系统的动作空间,包括调节燃气阀门开度和风机效率,并将动作空间离散化或连续化,以适应不同的控制算法需求;s53、设计奖励函数,以评估系统的性能和行为,奖励函数应包括燃烧效率、nox排放浓度和燃气利用率,奖励函数能够激励系统学习并采取降低nox排放的行为;s54、使用深度神经网络构建强化学习模型,包括神经网络的结构、激活函数和损失函数,设计并实现强化学习算法,包括深度q网络、策略梯度方法和行动者-评论者中的一种;s55、通过与环境的交互,训练智能控制系统,使其能够根据状态空间中的状态选择最优的动作空间,以最大程度地降低nox排放;s56、建立燃烧过程的动态模型,包括状态方程和输出方程,利用建立的模型预测未来一段时间内系统的状态和输出,优化控制问题,通过求解优化问题得到最优的控制序列,以使系统状态能够达到预期目标,并最小化nox排放;s57、实时控制与优化,将训练好的深度强化学习模型或模型预测控制模型应用到实时控制系统中,实时监测系统状态,根据智能控制算法输出的控制动作,动态调节燃气供应量和空气供应量,以最小化nox排放。选择燃气流量、空气流量、燃烧温度和nox排放浓度作为系统的状态变量。将连续的状态空间离散化,使其适用于强化学习算法。离散化的状态空间允许智能算法以更高效的方式处理系统状态,便于进行决策和学习。确定调节燃气阀门开度和风机效率作为系统的动作变量。根据控制算法需求,将动作空间离散化或连续化。合适的动作空间定义允许控制系统根据当前状态选择适当的动作来优化燃烧过程。奖励函数综合考虑燃烧效率、nox排放浓度和燃气利用率。奖励函数的设计旨在激励系统学习并采取降低nox排放的行为。通过奖励函数,强化学习算法能够学习到如何调整控制动作以达到降低nox排放的目标。使用深度神经网络构建强化学习模型,包括网络结构、激活函数和损失函数的设计。从深度q网络dqn、策略梯度方法pg和行动者-评论者actor-critic中选择一种合适的算法。深度强化学习模型能够通过与环境的交互学习最优控制策略,提高系统的性能。通过与环境的交互,训练智能控制系统学习最优控制策略。训练目标是最大程度地降低nox排放。训练后的智能控制系统能够根据当前状态选择最优的控制动作,有效降低nox排放。构建包括状态方程和输出方程的燃烧过程动态模型。利用模型预测未来一段时间内系统的状态和输出。通过求解优化问题得到最优的控制序列,以最小化nox排放。模型预测控制能够基于未来状态的预测进行提前控制,进一步提高系统的性能和稳定性。将训练好的深度强化学习模型或模型预测控制模型应用到实时控制系统中。实时监测系统状态,并根据智能控制算法输出的控制动作动态调节燃气供应量和空气供应量。通过实时控制与优化,实现最小化nox排放的目标。实时控制与优化确保了系统在实际运行中的性能优化和nox排放的最小化,提高了系统的实时响应能力和环境友好性。
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