CN106402910A - 一种火电厂锅炉智能吹灰方法 - Google Patents

一种火电厂锅炉智能吹灰方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种火电厂锅炉智能吹灰方法，该方法为：1)按设定的吹灰策略从建立的吹灰需求度专家置信规则库中分别获取烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则；2)采集现场锅炉运行数据，并与烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则中的规则参数对比，进而获取烟道和炉膛受热面吹灰需求度，当吹灰需求度大于设定需求度值时，对相应的吹灰需求度规则中对应的受热面进行吹灰。与现有技术相比，采用本发明将现有的定时吹灰为按需吹灰，改变各级受热面吸热分布情况，重新分配各级受热面的吸热比例来维持汽温的稳定，减少微量减温水的使用，提高经济性。

Description

一种火电厂锅炉智能吹灰方法
技术领域
本发明涉及一种吹灰方法，尤其是涉及一种火电厂锅炉智能吹灰方法。
背景技术
燃煤电站锅炉煤粉燃烧过程中，受热面积灰结渣是不可避免的问题，吹灰是解决受热面积灰结渣问题的主要途径。目前针对锅炉吹灰优化的方法主要基于理论性的受热面清洁因子计算依据。但是实际的电厂运行中，通常采用掺烧煤种，煤质变化无常，机组负荷需要随机变化以跟随电网AGC命令，很难得到受热面清洁因子的实际值。从而现场运行人员无法实时准确地掌握吹灰需求情况，因此现有方法一般采用定时吹灰的方法，从而使得锅炉运行的经济性差。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种火电厂锅炉智能吹灰方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种火电厂锅炉智能吹灰方法，该方法为：
1)按设定的吹灰策略从建立的吹灰需求度专家置信规则库中分别获取烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则；
2)采集现场锅炉运行数据，并与烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则中的规则参数对比，进而获取烟道和炉膛受热面吹灰需求度，当吹灰需求度大于设定需求度值时，对相应的吹灰需求度规则中对应的受热面进行吹灰。
所述的吹灰策略为：
烟道吹灰以五天为一周期，每天选择一种烟道吹灰需求度规则；
炉膛吹灰以每隔四天吹灰一次，相邻两次吹灰采用不同的炉膛吹灰需求度规则。
所述的吹灰度需求专家置信规则库通过下述方式建立：对锅炉历史数据和现场运行数据进行分析，对烟道和炉膛分别建立多种不同的吹灰需求度规则。
所述的烟道吹灰需求度规则包括5种，具体为(A1)～(A5)：
(A1)高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温再热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.76，并且再热蒸汽温度低的置信度为0.8，那么高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：533℃，
b)再热蒸汽温度低：阈值：543℃，低限值：535℃；
(A2)高温过热器、低温过热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温过热器、低温过热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.87，并且再热器蒸汽温度低的置信度为0.88，那么高温过热器、低温过热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：536℃，低限值：530℃，
b)再热蒸汽温度低：阈值：536℃，低限值：530℃；
(A3)屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.72，并且再热蒸汽温度高的置信度为0.75，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.76，那么屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：533℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：535℃，高限值：543℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值9t/h，高限值：15t/h；
(A4)屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.86，并且再热蒸汽温度高的置信度为0.86并且再热减温水喷水量高的置信度为0.64，那么屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：530℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：542℃，高限值：548℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h；
(A5)高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.8，并且再热蒸汽温度的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量置信度为0.8，那么高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值
a)主蒸汽温度低：阈值：543℃，低限值：536℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：542℃，高限值：548℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h。
所述的烟道吹灰需求度规则包括2种，具体为(B1)～(B2)：。
(B1)炉膛一、三、五层受热面吹灰需求度规则：
i)炉膛一、三、五层受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.8，那么炉膛一、三、六层受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：545℃，低限值：535℃，
b)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h；
(B2)炉膛二、四、六层受热面吹灰需求度规则：
i)炉膛二、四、六层受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.8，那么炉膛一、三、五层受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值545℃，低限值：535℃，
b)再热减温水喷水量高：阈值9t/h，高限值：15t/h。
步骤(2)中吹灰需求度通过下列方式获取：
(201)将现场锅炉运行数据与对应的吹灰规则中相应的运行数据的阈值和限值进行对比，设限值对应的置信度为1，阈值置信度为0，采用线性插值法求取现场运行数据对应的当前证据的置信度值δ′；
(202)对比吹灰规则，通过下述公式求取吹灰需求度α：
α＝[1-max{0,δ1-δ′1}]×[1-max{0,δ2-δ′2}]×…×[1-max{0,δN-δ′N}]×β，
其中，δ′1为步骤(201)求取的相应的吹灰规则中涉及的第一个运行数据的当前证据置信度值，δ1为吹灰规则中涉及的第一个运行数据给定的前提条件置信度值，依次类推，δ′N为步骤(201)求取的相应的吹灰规则中涉及的第N个运行数据的当前证据置信度值，δN为吹灰规则中涉及的第N个运行数据给定的前提条件置信度值，N为相应的吹灰规则中涉及的运行数据总个数，β为相应的吹灰规则中结论置信度值。
步骤(2)中设定需求度值为0.7。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明通过采集现场锅炉运行数据，并与烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则中的规则参数对比，对锅炉受热面吹灰需求度进行实时分析计算，有利于现场运行人员实时掌握吹灰需求情况，进行按需吹灰，减少再热减温水的使用，提高了锅炉运行的经济性；
(2)由于锅炉职工烟道和炉膛中不同受热面无需每天都进行吹灰，可以按照一定周期进行，因此本发明设置吹灰策略合理有效，对锅炉烟道、炉膛中的不同受热面进行吹灰需求度计算，并根据吹灰需求度确定是否进行吹灰，在实现了锅炉不同受热面吹灰的同时，也避免了大量的无效劳动，提高经济性；
(3)本发明的吹灰需求度规则通过对锅炉历史数据和现场运行数据进行挖掘处理，吹灰需求度规则符合实际，使得按此需求度规则获得的吹灰需求度准确可信，实现锅炉经济运行的同时也保证了锅炉的可靠运行。
附图说明
图1为本发明火电厂锅炉智能吹灰方法的流程图；
图2为本发明火电厂锅炉智能吹灰系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种火电厂锅炉智能吹灰方法，该方法为：
步骤1：按设定的吹灰策略从建立的吹灰需求度专家置信规则库中分别获取烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则；
步骤2：采集现场锅炉运行数据，并与烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则中的规则参数对比，进而获取烟道和炉膛受热面吹灰需求度；
步骤3：判断吹灰需求度是否大于设定需求度值，设定需求度值为0.7，若是执行步骤4，否则结束；
步骤4：对相应的吹灰需求对规则中对应的受热面进行吹灰。
吹灰策略为：
烟道吹灰以五天为一周期，每天选择一种烟道吹灰需求度规则；
炉膛吹灰以每隔四天吹灰一次，相邻两次吹灰采用不同的炉膛吹灰需求度规则。
吹灰度需求专家置信规则库通过下述方式建立：对锅炉历史数据和现场运行数据进行分析，对烟道和炉膛分别建立多种不同的吹灰需求度规则。
烟道吹灰需求度规则包括5种，具体为(A1)～(A5)：
(A1)高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温再热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.76，并且再热蒸汽温度低的置信度为0.8，那么高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：533℃，
b)再热蒸汽温度低：阈值：543℃，低限值：535℃；
(A2)高温过热器、低温过热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温过热器、低温过热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.87，并且再热器蒸汽温度低的置信度为0.88，那么高温过热器、低温过热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：536℃，低限值：530℃，
b)再热蒸汽温度低：阈值：536℃，低限值：530℃；
(A3)屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.72，并且再热蒸汽温度高的置信度为0.75，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.76，那么屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：533℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：535℃，高限值：543℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值9t/h，高限值：15t/h；
(A4)屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.86，并且再热蒸汽温度高的置信度为0.86并且再热减温水喷水量高的置信度为0.64，那么屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：530℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：542℃，高限值：548℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h；
(A5)高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.8，并且再热蒸汽温度的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量置信度为0.8，那么高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值
a)主蒸汽温度低：阈值：543℃，低限值：536℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：542℃，高限值：548℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h。
烟道吹灰需求度规则包括2种，具体为(B1)～(B2)：。
(B1)炉膛一、三、五层受热面吹灰需求度规则：
i)炉膛一、三、五层受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.8，那么炉膛一、三、六层受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：545℃，低限值：535℃，
b)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h；
(B2)炉膛二、四、六层受热面吹灰需求度规则：
i)炉膛二、四、六层受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.8，那么炉膛一、三、五层受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值545℃，低限值：535℃，
b)再热减温水喷水量高：阈值9t/h，高限值：15t/h。
步骤2中吹灰需求度通过下列方式获取：
(201)将现场锅炉运行数据与对应的吹灰规则中相应的运行数据的阈值和限值进行对比，设限值对应的置信度为1，阈值置信度为0，采用线性插值法求取现场运行数据对应的当前证据的置信度值δ′；
(202)对比吹灰规则，通过下述公式求取吹灰需求度α：
α＝[1-max{0,δ1-δ′1}]×[1-max{0,δ2-δ′2}]×…×[1-max{0,δN-δ′N}]×β，
其中，δ′1为步骤(201)求取的相应的吹灰规则中涉及的第一个运行数据的当前证据置信度值，δ1为吹灰规则中涉及的第一个运行数据给定的前提条件置信度值，依次类推，δ′N为步骤(201)求取的相应的吹灰规则中涉及的第N个运行数据的当前证据置信度值，δN为吹灰规则中涉及的第N个运行数据给定的前提条件置信度值，N为相应的吹灰规则中涉及的运行数据总个数，β为相应的吹灰规则中结论置信度值。
具体地，求取吹灰需求度时，经过步骤1选出烟道吹灰需求度规则采用上述规则(A1)，此时从采集的现场锅炉运行数据中提取烟道吹灰需求度规则(A1)中涉及的运行数据，包括主蒸汽温度和再热蒸汽温度，其中主蒸汽温度为535℃，再热蒸汽温度为540℃，采用上述步骤(201)方法分别求取主蒸汽温度和再热蒸汽温度对应的当前证据置信度值δ′1和δ′2，其中主蒸汽温度低低限值533℃对应的置信度为1，主蒸汽温度低阈值540℃对应的置信度为0，采用差值法求取主蒸汽温度为535℃对应的置信度即为主蒸汽温度当前证据置信度值δ′1，同理求得δ′2。接下来采取上述步骤(202)求取吹灰需求度，其中此时，N＝2，δ1为吹灰规则中涉及的第一个运行数据给定的前提条件置信度值，具体为烟道吹灰需求度规则(A1)中对应的主蒸汽温度低的置信度0.76，δ2为吹灰规则中涉及的第二个运行数据给定的前提条件置信度值，具体为烟道吹灰需求度规则(A1)中对应的再热蒸汽温度低的置信度为0.8，β为相应的吹灰规则中结论置信度值，具体为烟道吹灰需求度规则(A1)中对应的高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度0.8。根据上述方式求得吹灰需求度α，进而α大于设定需求度值0.7时，对烟道吹灰需求度规则(A1)中对应的受热面进行吹灰，即对高温再热器、低温再热器受热面进行吹灰。
基于吹灰需求度专家置信规则库的火电厂锅炉智能吹灰系统采用了置信规则库专家系统、计算机科学技术、网络通信技术、热力学理论及数据挖掘等相关技术。系统开发以Windows操作系统为平台；以Visual C++为数据处理(即决策生成)程序的开发工具；利用Access存储吹灰规则库；利用工业组态软件组态王开发人机交互界面、驱动PLC控制器。
如图2所示，吹灰系统包括：实时数据库、证据提取模块、吹灰需求度专家置信规则库、推理机模块、用户画面等，其中实时数据库获取火电厂现场锅炉运行数据，包括减温水、微量减温水、主气温等数据，吹灰需求度专家置信规则库通过领域专家对锅炉历史数据和现场运行数据进行机理分析、数据分析等，对烟道和炉膛分别建立多种不同的吹灰需求度规则，推理机模块通过设定的吹灰策略从吹灰需求度专家置信规则库选择对应的灰需求度规则，同时推理机模块通过证据获取模块从实时数据库获取对应的运行数据作为相应证据，通过运行数据与烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则中的规则参数对比，进而获取烟道和炉膛受热面吹灰需求度，根据此吹灰需求度得到吹灰优化结果并发送至人机界面进行显示。

Claims (7)

1.一种火电厂锅炉智能吹灰方法，其特征在于，该方法为：
1)按设定的吹灰策略从建立的吹灰需求度专家置信规则库中分别获取烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则；
2)采集现场锅炉运行数据，并与烟道吹灰需求度规则和炉膛吹灰需求度规则中的规则参数对比，进而获取烟道和炉膛受热面吹灰需求度，当吹灰需求度大于设定需求度值时，对相应的吹灰需求度规则中对应的受热面进行吹灰。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉智能吹灰方法，其特征在于，所述的吹灰策略为：
烟道吹灰以五天为一周期，每天选择一种烟道吹灰需求度规则；
炉膛吹灰以每隔四天吹灰一次，相邻两次吹灰采用不同的炉膛吹灰需求度规则。
3.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉智能吹灰方法，其特征在于，所述的吹灰度需求专家置信规则库通过下述方式建立：对锅炉历史数据和现场运行数据进行分析，对烟道和炉膛分别建立多种不同的吹灰需求度规则。
4.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉智能吹灰方法，其特征在于，所述的烟道吹灰需求度规则包括5种，具体为(A1)～(A5)：
(A1)高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温再热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.76，并且再热蒸汽温度低的置信度为0.8，那么高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：533℃，
b)再热蒸汽温度低：阈值：543℃，低限值：535℃；
(A2)高温过热器、低温过热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温过热器、低温过热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.87，并且再热器蒸汽温度低的置信度为0.88，那么高温过热器、低温过热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：536℃，低限值：530℃，
b)再热蒸汽温度低：阈值：536℃，低限值：530℃；
(A3)屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.72，并且再热蒸汽温度高的置信度为0.75，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.76，那么屏式过热器、高温过热器、高温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：533℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：535℃，高限值：543℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值9t/h，高限值：15t/h；
(A4)屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.86，并且再热蒸汽温度高的置信度为0.86并且再热减温水喷水量高的置信度为0.64，那么屏式过热器、高温再热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：540℃，低限值：530℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：542℃，高限值：548℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h；
(A5)高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰需求度规则：
i)高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.8，并且再热蒸汽温度的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量置信度为0.8，那么高温过热器、低温过热器、低温再热器受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值
a)主蒸汽温度低：阈值：543℃，低限值：536℃，
b)再热蒸汽温度高：阈值：542℃，高限值：548℃，
c)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h。
5.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉智能吹灰方法，其特征在于，所述的烟道吹灰需求度规则包括2种，具体为(B1)～(B2)：。
(B1)炉膛一、三、五层受热面吹灰需求度规则：
i)炉膛一、三、五层受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.8，那么炉膛一、三、六层受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值：545℃，低限值：535℃，
b)再热减温水喷水量高：阈值：9t/h，高限值：15t/h；
(B2)炉膛二、四、六层受热面吹灰需求度规则：
i)炉膛二、四、六层受热面吹灰规则：
如果主蒸汽温度低的置信度为0.7，并且再热减温水喷水量高的置信度为0.8，那么炉膛一、三、五层受热面吹灰需求置信度为0.8；
ii)语义化阈值和限值：
a)主蒸汽温度低：阈值545℃，低限值：535℃，
b)再热减温水喷水量高：阈值9t/h，高限值：15t/h。
6.根据权利要求5所述的一种火电厂锅炉智能吹灰方法，其特征在于，步骤(2)中吹灰需求度通过下列方式获取：
(201)将现场锅炉运行数据与对应的吹灰规则中相应的运行数据的阈值和限值进行对比，设限值对应的置信度为1，阈值置信度为0，采用线性插值法求取现场运行数据对应的当前证据的置信度值δ′；
(202)对比吹灰规则，通过下述公式求取吹灰需求度α：
α＝[1-max{0，δ1-δ′1}]×[1-max{0，δ2-δ′2}]×…×[1-max{0，δN-δ′N}]×β，
其中，δ′1为步骤(201)求取的相应的吹灰规则中涉及的第一个运行数据的当前证据置信度值，δ1为吹灰规则中涉及的第一个运行数据给定的前提条件置信度值，依次类推，δ′NN为步骤(201)求取的相应的吹灰规则中涉及的第N个运行数据的当前证据置信度值，δN为吹灰规则中涉及的第N个运行数据给定的前提条件置信度值，N为相应的吹灰规则中涉及的运行数据总个数，β为相应的吹灰规则中结论置信度值。
7.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉智能吹灰方法，其特征在于，步骤(2)中设定需求度值为0.7。
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