发明内容
有鉴于此,本申请的目的是提供一种火电厂入炉煤质信息确定方法、装置、设备及计算机可读存储介质,用于提高入炉煤质信息确定的准确性。
为了实现上述目的,本申请提供如下技术方案:
一种火电厂入炉煤质信息确定方法,包括:
获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值,根据各所述煤质参数的当前值及所述运行参数的当前值对应确定各所述煤质参数的取值范围;
根据所述运行参数的当前值、各所述煤质参数的取值范围,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各所述煤质参数的取值;其中,所述煤质参数模型的输入参数包括所述运行参数及各所述煤质参数,所述输出参数包括炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度的平均值;
将确定出的各所述煤质参数的取值作为入炉煤质信息。
优选的,在获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值时,还包括:
获取所述火电机组边界参数的当前值,根据所述边界参数的当前值确定所述火电机组的当前工况;
从预先构建且与各工况一一对应的煤质参数模型中选取与所述当前工况对应的煤质参数模型;
相应地,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各所述煤质参数的取值,包括:
确定与所述当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各所述煤质参数的取值。
优选的,确定与所述当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各所述煤质参数的取值,包括:
利用寻优算法确定与所述当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各所述煤质参数的取值。
优选的,预先构建与各工况一一对应的煤质参数模型的过程包括:
确定所述煤质参数模型的输入参数和输出参数;
获取所述火电厂边界参数的历史值、所述输入参数的历史值和所述输出参数的历史值;
根据所述边界参数的历史值划分工况,并从获取的所述输入参数的历史值和所述输出参数的历史值中分别提取与各所述工况对应的所述输入参数的历史值、所述输出参数的历史值;
分别利用神经网络对各所述工况对应的所述输入参数的历史值、所述输出参数的历史值进行训练,得到各所述工况对应的煤质参数模型。
优选的,在获取所述火电厂边界参数的历史值、所述输入参数的历史值和所述输出参数的历史值之后,还包括:
对获取到的所述火电厂边界参数的历史值、所述输入参数的历史值和所述输出参数的历史值进行数据清洗。
一种火电厂入炉煤质信息确定装置,包括:
第一获取模块,用于获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值,根据各所述煤质参数的当前值及所述运行参数的当前值对应确定各所述煤质参数的取值范围;
第一确定模块,用于根据所述运行参数的当前值、各所述煤质参数的取值范围,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各所述煤质参数的取值;其中,所述煤质参数模型的输入参数包括所述运行参数及各所述煤质参数,所述输出参数包括炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度的平均值;
第二确定模块,用于将确定出的各所述煤质参数的取值作为入炉煤质信息。
优选的,还包括:
第二获取模块,用于在获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值时,获取所述火电机组边界参数的当前值,根据所述边界参数的当前值确定所述火电机组的当前工况;
选取模块,用于从预先构建且与各工况一一对应的煤质参数模型中选取与所述当前工况对应的煤质参数模型;
相应地,所述第一确定模块包括:
第一确定单元,用于确定与所述当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各所述煤质参数的取值。
优选的,所述第一确定单元包括:
确定子单元,用于利用寻优算法确定与所述当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各所述煤质参数的取值。
一种火电厂入炉煤质信息确定设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的火电厂入炉煤质信息确定方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的火电厂入炉煤质信息确定方法的步骤。
本申请提供了一种火电厂入炉煤质信息确定方法、装置、设备及计算机可读存储介质,其中,该方法包括:获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值,根据各煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定各煤质参数的取值范围;根据运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值;其中,煤质参数模型的输入参数包括运行参数及各煤质参数,输出参数包括炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度的平均值;将确定出的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息。
本申请公开的上述技术方案,先获取火电机组运行参数的当前值及各煤质参数的当前值,并根据各煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定各煤质参数的取值范围,且根据运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时所对应的各煤质参数的取值,并将确定出的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息,由于上述过程是基于预先构建的煤质参数模型并将炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度作为煤质参数模型的输出参数,且将煤质参数模型输出参数取值最小时所对应的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息的,而并不需要人为进行干预,因此,则可以减少人为因素的影响,提高入炉煤质信息确定的准确性,进而便于提高火电机组中锅炉的燃烧性能,并便于提高燃烧器的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
参见图1,其示出了本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定方法的流程图,本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定方法,可以包括:
S11:获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值,根据各煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定各煤质参数的取值范围。
考虑到现有大多是由人工根据经验来确定入炉煤质信息,而这种实现方式会因人为经验等人为因素的影响而导致最终所确定出的入炉煤质信息的准确性比较低,为此,本申请提供一种火电厂入炉煤质信息确定方法,用于提高入炉煤质信息确定的准确性。
具体地,可以先获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值,其中,这里提及的火电机组的运行参数包括机组负荷、一次风量、燃烧器摆角、总风量,煤质参数包括各原煤仓煤种热值、煤种挥发分、煤种灰分、煤种水分、煤种硫分、各台磨煤机的给煤量这六个参数,其中,各台磨煤机的给煤量指的是各层燃烧中各台磨煤机的给煤量。
之后,则可以根据各煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定各煤质参数的取值范围,即根据每种煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定其取值范围,也即煤质参数的取值范围是适应运行参数的当前值、该煤质参数的当前值来设定的。
S12:根据运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值;其中,煤质参数模型的输入参数可以包括运行参数及各煤质参数,输出参数可以包括炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度的平均值。
在执行完步骤S11之后,可以根据所获取的运行参数的当前值、所确定出的各煤质参数的取值范围,结合预先构建的煤质参数模型确定煤质参数模型输出参数取值最小时所对应的各煤质参数的取值,其中,预先构建的煤质参数模型的输入参数包括运行参数和各煤质参数,输出参数包括炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR(Selective CatalyticReduction,选择性催化还原法)入口NOX浓度的平均值,也即上述过程具体为将运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围中的可能取值进行组合,以得到多组输入参数取值,并将各组输入参数取值分别输入到预先构建的煤质参数模型中,以得到与每组输入参数的取值对应的输出参数取值,且确定输出参数取值最小时对应的输入参数取值,并从其中确定各煤质参数的取值。
需要说明的是,若预先构建的煤质参数模型的输出参数为炉膛水平烟道烟温平均值,则输出参数取值最小即为炉膛水平烟道烟温平均值最小,若预先构建的煤质参数模型的输出参数为SCR入口NOX浓度的平均值,则输出参数取值最小即为SCR入口NOX浓度的平均值最小,若预先构建的煤质参数模型的输出参数为炉膛水平烟道烟温平均值和SCR入口NOX浓度的平均值,则输出参数最小即为炉膛水平烟道烟温平均值和SCR入口NOX浓度的平均值之和最小。
S13:将确定出的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息。
在执行完步骤S12之后,则可以将确定出的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息,也即入炉煤质信息中不仅包含各煤质参数,也包含与煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值,其中,由于上述提及的煤质参数包括各原煤仓煤种热值、煤种挥发分、煤种灰分、煤种水分、煤种硫分、各台磨煤机的给煤量这六个参数,且各台磨煤机的给煤量指的是各层燃烧中各台磨煤机的给煤量,因此,入炉煤质信息中所包含的信息具体指的即是上述这些煤质参数的取值,以便于利用所确定出的入炉煤质信息指导煤粉掺配研究并进行上煤。
通过上述可知,入炉煤质信息的确定是得到各个燃烧器出口的最佳煤质信息,且各个燃烧器出口的最佳煤质信息指的是对应于锅炉高效燃烧时,应该提供的各原煤仓煤种热值、煤种挥发分、煤种灰分、煤种水分、煤种硫分、各台磨煤机的给煤量这些煤质条件,以供燃烧器进行燃烧。
由于上述过程是将与煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息,且无需人为对入炉煤质信息的确定进行干预,因此,则可以提高入炉煤质信息确定的准确性,从而便于提高上煤的准确性,进而便于提高锅炉的燃烧性能,并降低给燃烧器所带来的影响,进而提高燃烧器的使用寿命。
本申请公开的上述技术方案,先获取火电机组运行参数的当前值及各煤质参数的当前值,并根据各煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定各煤质参数的取值范围,且根据运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时所对应的各煤质参数的取值,并将确定出的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息,由于上述过程是基于预先构建的煤质参数模型并将炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度作为煤质参数模型的输出参数,且将煤质参数模型输出参数取值最小时所对应的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息的,而并不需要人为进行干预,因此,则可以减少人为因素的影响,提高入炉煤质信息确定的准确性,进而便于提高火电机组中锅炉的燃烧性能,并便于提高燃烧器的使用寿命。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定方法,在获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值时,还可以包括:
获取火电机组边界参数的当前值,根据边界参数的当前值确定火电机组的当前工况;
从预先构建且与各工况一一对应的煤质参数模型中选取与当前工况对应的煤质参数模型;
相应地,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值,可以包括:
确定与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值。
在本申请中,在获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值的同时,可以获取火电机组边界参数的当前值,并根据边界参数的当前值确定火电机组的当前工况,其中,边界参数包括机组负荷、环境温度,且在根据边界参数的当前值确定火电机组的当前工况时是预先根据火电机组的边界参数的历史值划分出多个工况,并根据边界参数的当前值以及预先根据边界参数的历史值所划分出的工况来确定火电机组的当前工况,之后,则可以从预先构建的与各工况一一对应的煤质参数模型(一个工况对应一个煤质参数模型)中选取出与当前工况对应的煤质参数模型,与此对应的,后续则可以根据运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围,确定与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值。
上述确定当前工况、选取与当前工况对应的煤质参数模型参与到煤质参数取值确定的过程可以提高煤质参数模型选取的准确性,并可以提高煤质参数取值确定的准确性,从而便于提高入炉煤质信息确定的准确性。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定方法,确定与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值,可以包括:
利用寻优算法确定与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值。
在确定与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值时,可以利用寻优算法来确定与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值,具体实现过程为输入运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围,并设置寻优算法的迭代次数,当满足一定迭代次数后,选择迭代过程中煤质参数模型输出参数取值最小时所对应的输入参数中各煤质参数的取值,并返回输出参数取值最小时所对应的输入参数中的各煤质参数的取值。
通过寻优算法可以快速、准确到确定出与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值。需要说明的是,上述提及的寻优算法具体可以为万有引力算法模型/粒子群算法/遗传算法等。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定方法,预先构建与各工况一一对应的煤质参数模型的过程可以包括:
确定煤质参数模型的输入参数和输出参数;
获取火电厂边界参数的历史值、输入参数的历史值和输出参数的历史值;
根据边界参数的历史值划分工况,并从获取的输入参数的历史值和输出参数的历史值中分别提取与各工况对应的输入参数的历史值、输出参数的历史值;
分别利用神经网络对各工况对应的输入参数的历史值、输出参数的历史值进行训练,得到各工况对应的煤质参数模型。
在本申请中,预先构建与各工况一一对应的煤质参数模型的过程具体可以包括:
先确定煤质参数模型的输入参数和输出参数,并调用火电厂的数据平台层,从实时数据库中读取历史值,其中,该历史值具体包括火电厂边界参数(包括机组负荷、环境温度)的历史值、对应的煤质参数模型输入参数的历史值和输出参数的历史值,且输入参数历史值与输出参数历史值之间还存在对应关系,在读取历史值之后,根据边界参数的历史值划分不同的工况,并从获取到的输入参数的历史值中提取与各工况对应的输入参数的历史值,同时从获取到的输出参数的历史值中提取与各工况对应的输出参数的历史值(或者说在从获取到的输入参数的历史值中提取与各工况对应的输入参数的历史值之后,从获取到的输出参数历史值中分别提取与提取出的输入参数的历史值对应的输出参数的历史值),之后,分别利用神经网络(具体可以采用全连接神经网络)对各工况对应的输入参数的历史值、与输入参数的历史值对应的输出参数的历史值进行训练,得到与各工况对应的煤质参数模型。需要说明的是,在训练过程中可以采用十折交叉验证的方法选取出算法需要设置的超参数,如神经网络隐藏层节点数、学习率、dropout概率等,且可以将模型训练的误差控制在10%以内。
其中,在从实时数据库中读取历史值时,可以先设置数据读取的开始时间、结束时间、取值间隔,例如:设定从2019年1月1日00:00:00到2020年1月1日00:00:00,取值间隔设定为5秒,之后,则可以按照所设定的参数进行读取,且在建立煤质参数模型时可以预先建立煤质参数模型输入参数、输出参数的点表,每个参数对应唯一的KKS(Kraftwerk-Kennzeichen system,电厂标识系统)编码,依据编码进行参数的索引,且依据点表对实时数据库中的数据进行提取。
上述根据历史值构建与各工况对应的煤质参数模型的方式可以便于提高煤质参数模型构建的准确性和可靠性,从而便于提高入炉煤质信息确定的准确性和可靠性。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定方法,在获取火电厂边界参数的历史值、输入参数的历史值和输出参数的历史值之后,还可以包括:
对获取到的火电厂边界参数的历史值、输入参数的历史值和输出参数的历史值进行数据清洗。
在获取火电厂边界参数的历史值、输入参数的历史值和输出参数的历史值之后,可以对所获取到的数据进行数据清洗,以便于利用数据清洗之后的数据进行工况划分和训练而得到各工况对应的煤质参数模型。
其中,数据清洗具体可以包括:剔除掉超温超限(主蒸汽温度超过机组设计值)、超过环保指标(SO2小于35mg/Nm3、NOx小于50mg/Nm3(脱硝后NOx含量)、烟气含尘浓度小于10mg/Nm3)及工况波动较大(主汽温波动超过10℃、主汽压波动超过1Mpa、烟道出口氧量波动不超过1.5%)的离群点,以便于提高数据质量,从而便于提高最终所得到的煤质参数模型的准确性。
本申请实施例还提供了一种火电厂入炉煤质信息确定装置,参见图2,其示出了本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定装置的结构示意图,可以包括:
第一获取模块21,用于获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值,根据各煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定各煤质参数的取值范围;
第一确定模块22,用于根据运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值;其中,煤质参数模型的输入参数可以包括运行参数及各煤质参数,输出参数可以包括炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度的平均值;
第二确定模块23,用于将确定出的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定装置,还可以包括:
第二获取模块,用于在获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值时,获取火电机组边界参数的当前值,根据边界参数的当前值确定火电机组的当前工况;
选取模块,用于从预先构建且与各工况一一对应的煤质参数模型中选取与当前工况对应的煤质参数模型;
相应地,第一确定模块22可以包括:
第一确定单元,用于确定与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定装置,第一确定单元可以包括:
确定子单元,用于利用寻优算法确定与当前工况对应的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定装置,还可以包括用于预先构建与各工况一一对应的煤质参数模型的构建模块,其中,构建模块可以包括:
第二确定单元,用于确定煤质参数模型的输入参数和输出参数;
获取单元,用于获取火电厂边界参数的历史值、输入参数的历史值和输出参数的历史值;
划分单元,用于根据边界参数的历史值划分工况,并从获取的输入参数的历史值和输出参数的历史值中分别提取与各工况对应的输入参数的历史值、输出参数的历史值;
训练单元,用于分别利用神经网络对各工况对应的输入参数的历史值、输出参数的历史值进行训练,得到各工况对应的煤质参数模型。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定装置,还可以包括:
数据清洗单元,用于在获取火电厂边界参数的历史值、输入参数的历史值和输出参数的历史值之后,对获取到的火电厂边界参数的历史值、输入参数的历史值和输出参数的历史值进行数据清洗。
本申请实施例还提供了一种火电厂入炉煤质信息确定设备,参见图3,其示出了本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定设备的结构示意图,可以包括:
存储器31,用于存储计算机程序;
处理器32,用于执行存储器31存储的计算机程序时可实现如下步骤:
获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值,根据各煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定各煤质参数的取值范围;根据运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值;其中,煤质参数模型的输入参数包括运行参数及各煤质参数,输出参数包括炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度的平均值;将确定出的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤:
获取火电机组运行参数的当前值、各煤质参数的当前值,根据各煤质参数的当前值及运行参数的当前值对应确定各煤质参数的取值范围;根据运行参数的当前值、各煤质参数的取值范围,确定预先构建的煤质参数模型输出参数取值最小时对应的各煤质参数的取值;其中,煤质参数模型的输入参数包括运行参数及各煤质参数,输出参数包括炉膛水平烟道烟温平均值和/或SCR入口NOX浓度的平均值;将确定出的各煤质参数的取值作为入炉煤质信息。
该计算机可读存储介质可以包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定装置、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明可以参见本申请实施例提供的一种火电厂入炉煤质信息确定方法中对应部分的详细说明,在此不再赘述。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外,本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明,以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。