CN116951424A - 基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，涉及焚烧锅炉阀门自适应调节技术领域，包括以下步骤S1、焚烧锅炉阀门自适应调节方法，S2、对阀门调节后的数据进行预处理，S3、针对阀门的多变性和调节数据不平衡问题，S4、对入口阀进行调节，S5、对出口阀进行调节。本发明通过数据驱动工具对电动风门、进水阀、安全阀和排气阀的数据以及数据驱动算法进行预处理，以便调节阀门，保证焚烧锅炉内部的温度，使燃烧更加充分，减少锅炉污染物排放，实现锅炉的自动调节。
Description
技术领域
本发明涉及焚烧锅炉阀门自适应调节技术领域，具体为基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法。
背景技术
目前，焚烧锅炉阀门自适应调节主要应用于水系统、风系统、蒸汽系统、给料系统和排渣系统这些自动化系统，同时国外焚烧锅炉阀门自适应用也在逐渐兴起，在给水、风系统，蒸汽系统阀门自适应燃料变化调节，达到量化数减少或者缩小的一种环保设备，同时达到利用部分焚烧介质的热能的一种产品，分为固定焚烧锅炉和可移动焚烧锅炉，从不同的角度有很多种分类方法，按炉型分类可分为固定炉排炉、机械炉排炉、流化床焚烧炉和回转窑炉，垃圾焚烧锅炉在实际运行过程中，为了达到较好的燃烧效果，需要根据不同的垃圾热值和燃烧情况，设定和控制一次风总量和一次风流量在干燥段、燃烧段和燃尽段的分配比例；
尽管如此，仍然存在燃烧过程中，因为焚烧锅炉阀门不能自适应调节，没有充分燃烧，导致残余的垃圾造成了环境污染，同时增加了企业的人力和经济成本，并且没有办法保证焚烧锅炉调节的稳定性和安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，包括以下步骤：
S1、焚烧锅炉阀门自适应调节方法：利用数据分析和阀门的相关研究，提出数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，该方法主要针对进水阀、排气阀的自适应调节，保障焚烧锅炉阀门的正常使用，减少燃烧残留物，而导致的环境污染；
S2、对阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对电动风门、进水阀、安全阀和排气阀的数据以及数据驱动算法进行预处理，以便调节阀门，保证焚烧锅炉内部的温度，使燃烧更加充分，减少锅炉污染物排放，实现锅炉的自动调节，为企业降本增效，燃烧控制好能减少锅炉污染的产生，比如CO、NOX、SO2，风门的调节根据氧量和炉膛燃烧温度，垃圾焚烧炉有炉膛温度要求，当炉膛低于850度，可以自动启动辅助燃烧器及配风系统。；
S3、针对阀门的多变性和调节数据不平衡问题：针对进水阀门、安全阀门和排气门阀预处理后出现的异常数据，利用数据驱动模型自适应进行控制，对阀门的多变性和调节数据不平衡问题进行调整，以免发生燃烧爆炸。
S4、对入口阀进行调节：通过尾气调节阀调节入口温度，对入口阀进行调节具体包括入口温度大于设定值和入口温度低于设定值两种情况，在进入入口阀前，针对前期的处理，要足够细化，分类明确，温度条件也要足够精确，对应的使用对应的温度；
S5、对出口阀进行调节：焚烧炉的出口温度通过调节循环净化尾气的量来控制，对出口阀进行调节，具体为出口温度大于设定值的情况，出口阀温度保证足够精确，减少尾气量，保证净化充分。
优选的，所述步骤1中包括以下步骤：
S101、针对进水阀门调节：通过焚烧锅炉全自动水位控制器的电子式方法进行高低水位的控制，保证水位的稳定性，根据燃烧物所需要的水，控制水位的高低；
S102、针对安全阀门调节：通过焚烧锅炉排气阀控制焚烧锅炉的压力，当锅炉内压力超过规定时，排气阀即自动开启，放出锅炉内蒸汽，降低压力，当降至规定压力时，排气阀即自动关闭，停止放汽降压，避免安全阀频繁起跳，保障锅炉不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸，保证燃烧的安全性。
优选的，所述步骤1中包括以下步骤：
S103、针对排气阀门调节：当焚烧锅炉进水时，将管内空气经过排气阀排向大气，可防止由于空气滞留在受热面内对的焚烧程度及管壁的产生不良影响。
优选的，所述步骤2中包括以下步骤：
S201、对进水阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对进水阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，减少调节误差；
S202、对安全阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对安全阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，减少调节误差。
优选的，所述步骤2中包括以下步骤：
S203、对排气阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对排气阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，减少调节误差。
优选的，所述步骤3中包括以下步骤：
S301、利用数据驱动模型对进水阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，让进水阀门的调节不至于受到局限性，提升进水阀门的工作能力；
S302、利用数据驱动模型对安全阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，让安全阀门的调节不至于受到局限性，提升安全阀门的工作能力。
优选的，所述步骤3中包括以下步骤：
S303、排气阀门的多变性和调节数据不平衡问题：利用数据驱动模型对排气阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，让排气阀门的调节不至于受到局限性，提升排气阀门的工作能力。
优选的，所述步骤4中包括以下步骤：
S401、当入口阀的入口温度大于设定值时，通过尾气调节阀调节入口温度，换热尾气量会减少，焚烧炉使入口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染。
优选的，所述步骤4中包括以下步骤：
S402、当入口温度低于设定值时：通过尾气调节阀调节入口温度，当入口温度低于设定值时，增加换热尾气量，使入口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染。
优选的，所述步骤5中包括以下步骤：
S501、当出口温度大于设定值时：焚烧炉的出口温度通过调节循环净化尾气的量来控制，当出口温度大于设定值时，增加循环风机入口调节阀的开度，增加循环尾气量，使出口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染。
数据驱动算法包括数据驱动遗传算法，数据驱动遗传算法具体为：
；
式中：代表数据驱动遗传，/>代表调节函数，/>代表关联系数，/>代表实际特征结果，/>代表预测特征结果，/>代表冗余程度，/>代表实际遗传系数，/>代表预测遗传系数，表示焚烧时间，/>表示焚烧数量；
数据驱动算法还包括数据延迟算法，数据延迟算法具体为：
；
式中：代表通信开销，/>代表数据长度，/>代表数据延迟的时间，/>代表渐行带宽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过数据驱动工具对焚烧锅炉阀门进行自适应调节，使垃圾充分燃烧，不会产生残余的垃圾造成环境污染，同时大大降低了企业的人力和经济成本，并且保障焚烧锅炉调节的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明整体方法框图；
图2为本发明焚烧锅炉阀门自适应调节方法的框图；
图3为本发明阀门调节后的数据进行预处理的框图；
图4为本发明阀门的多变性和调节数据不平衡问题的框图；
图5为本发明对入口阀进行调节的框图；
图6为本发明对出口阀进行调节的框图。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，包括以下步骤：
S1、焚烧锅炉阀门自适应调节方法：利用数据分析和阀门的相关研究，提出数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，该方法主要针对进水阀、安全阀和排气阀的自适应调节，保障焚烧锅炉阀门的正常使用，减少燃烧产生的残留物导致的环境污染；
S2、对阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对电动风门、进水阀、安全阀和排气阀的数据以及数据驱动算法进行预处理，以便调节阀门，保证焚烧锅炉内部的温度，使燃烧更加充分，减少锅炉污染物排放，实现锅炉的自动调节，为企业降本增效，燃烧控制好能减少锅炉污染的产生，比如CO、NOX、SO2，风门的调节根据氧量和炉膛燃烧温度，垃圾焚烧炉有炉膛温度要求，当炉膛低于850度，可以自动启动辅助燃烧器及配风系统。；
S3、针对阀门的多变性和调节数据不平衡问题：针对进水阀门、安全阀门和排气门阀预处理后出现的异常数据，利用数据驱动模型自适应进行控制，对阀门的多变性和调节数据不平衡问题进行调整，以免发生燃烧爆炸。
S4、对入口阀进行调节：通过尾气调节阀调节入口温度，对入口阀进行调节具体包括入口温度大于设定值和入口温度低于设定值两种情况，在进入入口阀前，针对前期的处理，要足够细化，分类明确，温度条件也要足够精确，对应的使用对应的温度；
S5、对出口阀进行调节：焚烧炉的出口烟气温度通过调节循环净化尾气的量来控制，对出口阀进行调调节，具体为出口温度大于设定值的情况，在出口阀温度保证足够精确，避免焚烧炉超温积焦。
步骤1中包括以下步骤：
S101、针对进水阀门调节：通过焚烧锅炉全自动水位控制器的电子式方法进行高低水位的控制，保证水位的稳定性，根据燃烧物所需要的水，控制水位的高低；
S102、针对安全阀门调节：通过焚烧锅炉排气阀控制焚烧锅炉的压力，当锅炉内压力超过规定时，排气阀即自动开启，放出锅炉内蒸汽，降低压力，当降至规定压力时，排气阀即自动关闭，停止放汽降压，避免安全阀频繁起跳，保障锅炉不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸，保证燃烧的安全性；
步骤1中还包括以下步骤：
S103、针对排气阀门调节：当焚烧炉启动或停炉时，根据出口压力反馈，调整排气阀，将管内空气经过排气阀排向大气，可防止由于空气滞留在受热面内对的焚烧程度及管壁的产生不良影响，使焚烧更加充分；
步骤2中还包括以下步骤：
S201、对进水阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对进水阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，提前调整好进水阀的数据，减少调节误差；
S202、对安全阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对安全阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，提前调整好安全阀门的数据，减少调节误差；
步骤2中还包括以下步骤：
S203、对排气阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对排气阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，提前调整好排气阀门的数据，减少调节误差；
步骤3中还包括以下步骤：
S301、进水阀门的多变性和调节数据不平衡问题：利用数据驱动模型对进水阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，让进水阀门的调节不至于受到局限性，提升进水阀门的工作能力；
S302、安全阀门的多变性和调节数据不平衡问题：利用数据驱动模型对安全阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，让安全阀门的调节不至于受到局限性，提升安全阀门的工作能力；
步骤3中还包括以下步骤：
S303、排气阀门的多变性和调节数据不平衡问题：利用数据驱动模型对排气阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，让排气阀门的调节不至于受到局限性，提升排气阀门的工作能力；
步骤4中还包括以下步骤：
S401、当入口温度大于设定值时：通过尾气调节阀调节入口温度，当入口温度大于设定值时，换热尾气量会减少，焚烧炉使入口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染；
步骤4中还包括以下步骤：
S402、当入口温度低于设定值时：通过尾气调节阀调节入口温度，当入口温度低于设定值时，增加换热尾气量，使入口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染；
步骤5中还包括以下步骤：
S501、当出口温度大于设定值时：焚烧炉的出口温度通过调节循环净化尾气的量来控制，当出口温度大于设定值时，增加循环风机入口调节阀的开度，增加循环尾气量，使出口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染；
数据驱动算法包括数据驱动遗传算法，数据驱动遗传算法具体为：
；
式中：代表数据驱动遗传，/>代表调节函数，/>代表关联系数，/>代表实际特征结果，/>代表预测特征结果，/>代表冗余程度，/>代表实际遗传系数，/>代表预测遗传系数，表示焚烧时间，/>表示焚烧数量；
数据驱动算法还包括数据延迟算法，数据延迟算法具体为：
；
式中：代表通信开销，/>代表数据长度，/>代表数据延迟的时间，/>代表渐行带宽。
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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、焚烧锅炉阀门自适应调节方法：利用数据分析和阀门的相关研究，提出数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，该方法主要针对进水阀和排气阀的自适应调节，保障焚烧锅炉阀门的正常使用，减少燃烧残留物而导致的环境污染；
S2、对阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对电动风门、进水阀、安全阀和排气阀的数据以及数据驱动算法进行预处理，以便调节阀门，保证焚烧锅炉内部的温度，使燃烧更加充分，减少锅炉污染物排放，实现锅炉的自动调节，为企业降本增效，燃烧控制好能减少锅炉污染的产生，比如CO、NOX、SO2，风门的调节根据氧量和炉膛燃烧温度，垃圾焚烧炉有炉膛温度要求，当炉膛低于850度，可以自动启动辅助燃烧器及配风系统；
S3、针对阀门的多变性和调节数据不平衡问题：针对进水阀门、安全阀门和排气门阀预处理后出现的异常数据，利用数据驱动模型自适应进行控制，对阀门的多变性和调节数据不平衡问题进行调整，以免发生燃烧爆炸；
S4、对入口阀进行调节：通过尾气调节阀调节入口温度，对入口阀进行调节具体包括入口温度大于设定值和入口温度低于设定值两种情况，在进入入口阀前，针对前期的处理，要足够细化，分类明确，温度条件也要足够精确，对应的使用对应的温度；
S5、对出口阀进行调节：焚烧炉的出口温度通过调节循环净化尾气的量来控制，对出口阀进行调节，具体为出口温度大于设定值的情况，出口阀温度保证足够精确，减少尾气量，保证净化充分。
2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤1中包括以下步骤：
S101、针对进水阀门调节：通过焚烧锅炉全自动水位控制器的电子式方法进行高低水位的控制，保证水位的稳定性，根据燃烧物所需要的水，控制水位的高低；
S102、针对安全阀门调节：通过焚烧锅炉排气阀控制焚烧锅炉的压力，当锅炉内压力超过规定时，排气阀即自动开启，放出锅炉内蒸汽，降低压力，当降至规定压力时，排气阀即自动关闭，停止放汽降压，避免安全阀频繁起跳，保障锅炉不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸，保证燃烧的安全性。
3.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤1中还包括以下步骤：
S103、针对排气阀门调节：当焚烧锅炉进水时，将管内空气经过排气阀排向大气，可防止由于空气滞留在受热面内对的焚烧程度及管壁的产生不良影响。
4.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤2中还包括以下步骤：
S201、对进水阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对进水阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，提前调整好进水阀的数据，减少调节误差；
S202、对安全阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对安全阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，减少调节误差。
5.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤2中还包括以下步骤：
S203、对排气阀门调节后的数据进行预处理：通过数据驱动工具对排气阀门的数据以及数据驱动算法进行预处理，减少调节误差。
6.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤3中还包括以下步骤：
S301、利用数据驱动模型对进水阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，提升进水阀门的工作能力；
S302、利用数据驱动模型对安全阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，提升安全阀门的工作能力。
7.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤3中还包括以下步骤：
S303、排气阀门的多变性和调节数据不平衡问题：利用数据驱动模型对排气阀门的多变性和调节数据不平衡预处理后出现的异常数据进行自适应控制，提升排气阀门的工作能力。
8.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤4中还包括以下步骤：
S401、当入口阀的入口温度大于设定值时，通过尾气调节阀调节入口温度，换热尾气量会减少，焚烧炉使入口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染。
9.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤4中还包括以下步骤：
S402、当入口温度低于设定值时：通过尾气调节阀调节入口温度，当入口温度低于设定值时，增加换热尾气量，使入口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染。
10.根据权利要求1所述的基于数据驱动的焚烧锅炉阀门自适应调节方法，其特征在于：所述步骤5中还包括以下步骤：
S501、当出口温度大于设定值时：焚烧炉的出口温度通过调节循环净化尾气的量来控制，当出口温度大于设定值时，增加循环风机入口调节阀的开度，增加循环尾气量，使出口温度回到设定值，控制好温度保证焚烧的质量，减少环境污染。
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