JP7384476B2 - Optimization method and system for ventilation structure for boiler combustion - Google Patents

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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00Regulating air supply or draught
    • F23N3/06Regulating air supply or draught by conjoint operation of two or more valves or dampers

Description

本発明は、ボイラー制御の技術分野に関し、具体的にはボイラー燃焼用通風構造の最適化方法およびボイラー燃焼用通風構造の最適化システムに関する。 The present invention relates to the technical field of boiler control, and specifically relates to a method for optimizing a boiler combustion ventilation structure and a system for optimizing a boiler combustion ventilation structure.

ボイラーの燃焼効率は、給気量と給気位置などによって変化し、ボイラー会社の利益に直接影響する。関連技術では、通常、給気パラメータは経験則に従って手動で調整される。しかしながら、燃焼過程での複雑な化学反応と激しい温度ヒステリシスを考慮すると、給気パラメータを調整した後、通風構造の最適化という目的を達成することはできない。 The combustion efficiency of a boiler varies depending on the amount of air supply and the position of the supply air, and has a direct impact on a boiler company's profits. In related art, supply air parameters are typically adjusted manually according to rules of thumb. However, considering the complex chemical reactions and severe temperature hysteresis during the combustion process, the objective of optimizing the ventilation structure cannot be achieved after adjusting the air supply parameters.

本発明は、上記技術的問題を解決するために、ボイラー燃焼の最適化方法を提供し、それは、通風構造の最適化により、ボイラー燃焼の効率を大幅に向上させると同時に、ボイラーの収益を高めることができる。 In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for optimizing boiler combustion, which greatly improves the efficiency of boiler combustion and at the same time increases the profit of boiler by optimizing the ventilation structure. be able to.

本発明に用いられる技術的解決手段は、以下のとおりである、 The technical solutions used in the present invention are as follows:

ボイラー燃焼用通風構造の最適化方法であって、
ボイラー燃焼用通風構造の最適化すべき変数を決定するステップと、ここで、前記最適化すべき変数は、一次空気弁と二次空気弁のオンオフ量と調節量を含み、ボイラーの年間コストに対する目的最適化関数とそれに対応する制約条件を確立するステップと、前記目的最適化関数と前記制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ、年間コストが最も低い前記最適化すべき変数を得るステップと、得られた制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い最適化すべき変数に応じて、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼用通風構造の最適化制御方式を生成するステップとを含む。
A method for optimizing a ventilation structure for boiler combustion, the method comprising:
determining variables to be optimized for the ventilation structure for boiler combustion, wherein the variables to be optimized include on/off amounts and adjustment amounts of the primary air valve and the secondary air valve, and the objective optimization for the annual cost of the boiler is determined; calculating according to the objective optimization function and the constraints to obtain the variable to be optimized that satisfies the constraints and has the lowest annual cost; and generating an optimization control method for a boiler combustion ventilation structure that satisfies the constraint conditions and has the lowest annual cost in accordance with the variable to be optimized that satisfies the constraint conditions and has the lowest annual cost.

前記目的最適化関数は、minJ=OP+CAPであり、
ここで、Jは年間コスト、OPは年間運用コスト、CAPは年間固定投資コストである。
前記年間運用コストは、以下の式で算出され、

Figure 0007384476000001
ここで、
Figure 0007384476000002
は供給機器iの電力消費量、Lは機器損失、
Figure 0007384476000003
は供給燃料rの使用量、
Figure 0007384476000004
は前記供給機器iの供給燃料rの使用量に対応するコスト係数である。
供給機器の電力消費量は、以下の式で生成され、
Figure 0007384476000005
ここで、
Figure 0007384476000006
はボイラーの燃焼効率に直接影響を与える機器の電力消費量、
Figure 0007384476000007
はボイラーの燃焼効率に間接的に影響を与える機器の電力消費量、δとσは重み係数である。 The objective optimization function is minJ=OP+CAP,
Here, J is annual cost, OP is annual operating cost, and CAP is annual fixed investment cost.
The annual operating cost is calculated using the following formula,
Figure 0007384476000001
here,
Figure 0007384476000002
is the power consumption of supply device i, L i is the device loss,
Figure 0007384476000003
is the consumption of supplied fuel r,
Figure 0007384476000004
is a cost coefficient corresponding to the amount of fuel r used by the supply device i.
The power consumption of the supply equipment is generated by the following formula,
Figure 0007384476000005
here,
Figure 0007384476000006
is the power consumption of equipment that directly affects the combustion efficiency of the boiler,
Figure 0007384476000007
is the power consumption of equipment that indirectly affects the combustion efficiency of the boiler, and δ and σ are weighting factors.

制約条件は、前記一次空気弁の調節量、前記二次空気弁の調節量、および伝達変数間の組み合わせの関係を含む。 Constraints include the amount of adjustment of the primary air valve, the amount of adjustment of the secondary air valve, and the combinatorial relationship between the transfer variables.

制約条件は、前記一次空気弁の調節量、前記二次空気弁の調節量、および伝達変数間の組み合わせの関係を含む。 Constraints include the amount of adjustment of the primary air valve, the amount of adjustment of the secondary air valve, and the combinatorial relationship between the transfer variables.

制約条件はさらに、可変トレードオフ関係、前記一次空気弁の調節上限と下限

Figure 0007384476000008
、前記二次空気弁の調節上限と下限
Figure 0007384476000009
、風量変動の上限と下限D≦D≦Dを含む。
ボイラー燃焼用通風構造の最適化システムであって、それは、決定モジュールであって、ボイラー燃焼用通風構造の最適化すべき変数を決定するために使用され、ここで、前記最適化すべき変数が一次空気弁と二次空気弁のオンオフ量と調節量を含む決定モジュールと、確立モジュールであって、ボイラーの年間コストに関する目的最適化関数とそれに対応する制約条件を確立するために使用される確立モジュールと、取得モジュールであって、前記目的最適化関数と前記制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ、年間コストが最も低い前記最適化すべき変数を取得するために使用される取得モジュールと、生成モジュールであって、取得された制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い前記最適化すべき変数に応じて、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼用通風構造の最適化制御方式を生成するために使用される生成モジュールとを含む。 Constraints further include variable trade-off relationships, upper and lower limits of adjustment of the primary air valve.
Figure 0007384476000008
, the upper and lower adjustment limits of the secondary air valve.
Figure 0007384476000009
, including the upper and lower limits of air volume fluctuation D U ≦ D ≦ DL .
A system for optimizing a boiler combustion ventilation structure, the determination module being used to determine a variable to be optimized for a boiler combustion ventilation structure, wherein the variable to be optimized is a primary air a determination module including on/off amounts and adjustment amounts for the valves and secondary air valves; and an establishment module used to establish an objective optimization function and corresponding constraints regarding the annual cost of the boiler. , an acquisition module used to calculate according to the objective optimization function and the constraints, and to acquire the variable to be optimized that satisfies the constraints and has the lowest annual cost; An optimization control method for a boiler combustion ventilation structure that satisfies the obtained constraints and has the lowest annual cost in accordance with the variable to be optimized that is a module and that satisfies the acquired constraints and has the lowest annual cost. and a generation module used to generate.

本発明の有益な効果は以下のとおりである、
本発明は、通風構造の最適化により、ボイラー燃焼の効率を大幅に向上させると同時に、ボイラーの収益を高めることができる。
The beneficial effects of the present invention are as follows:
By optimizing the ventilation structure, the present invention can significantly improve the efficiency of boiler combustion and at the same time increase the profitability of the boiler.

図1は、本発明の実施例におけるボイラー燃焼用通風構造の最適化方法のフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart of a method for optimizing a boiler combustion ventilation structure in an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施例における一次送風調節変数、二次送風調節変数および伝達変数間の組み合わせ関係図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the combination of primary ventilation adjustment variables, secondary ventilation adjustment variables, and transfer variables in one embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施例におけるローリング最適化戦略を使用した追加量のオンライン予測の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of online prediction of additional quantities using a rolling optimization strategy in one embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施例におけるボイラー燃焼用通風構造の最適化システムの概略ブロック図である。FIG. 4 is a schematic block diagram of a boiler combustion ventilation structure optimization system according to an embodiment of the present invention.

以下は、本発明の実施例における添付図面を参照して、本発明の実施例における技術的解決手段を明確かつ完全に説明するが、説明された実施例は本発明の実施例の一部に過ぎず、その全てではないことは明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な努力なしに得られる他のすべての実施例は、本発明の保護範囲に含まれる。 The following clearly and completely describes the technical solutions in the embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the invention, but the described embodiments are only part of the embodiments of the invention. It is clear that this is not the whole story. All other embodiments that can be obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present invention without creative efforts will fall within the protection scope of the present invention.

図1は、本発明の実施例によるボイラー燃焼用通風構造の最適化方法のフローチャートである。 FIG. 1 is a flowchart of a method for optimizing a boiler combustion ventilation structure according to an embodiment of the present invention.

具体的には、図1に示すとおり、本発明の実施例におけるボイラー燃焼用通風構造の最適化方法は、以下のステップを含み得る、
S1、ボイラー燃焼用通風構造の最適化すべき変数を決定する。
ここで、前記最適化すべき変数は、一次空気弁と二次空気弁のオンオフ量と調節量を含む。
S2、ボイラーの年間コストに対する目的最適化関数とそれに対応する制約条件を確立する。
Specifically, as shown in FIG. 1, the method for optimizing the ventilation structure for boiler combustion in the embodiment of the present invention may include the following steps:
S1: Determine the variables to be optimized for the ventilation structure for boiler combustion.
Here, the variables to be optimized include on/off amounts and adjustment amounts of the primary air valve and the secondary air valve.
S2, establish the objective optimization function and its corresponding constraints for the annual cost of the boiler;

本発明の一実施例によれば、目的最適化関数は、以下のとおりであり、
minJ=OP+CAP(1)
ここで、Jは年間コスト、OPは年間運用コスト、CAPは年間固定投資コストである。
すなわち、従来の複雑で不正確な燃焼効率メカニズムの計算式を一般的な計算式に置き換え、複雑な燃焼効率と利益を計算するのではなく、すべての要素を考慮した経済的な計算を用い、最終的な最適化結果を得た後、単純に換算してボイラーの総燃焼効率と年間利益を求めることができる。
According to one embodiment of the invention, the objective optimization function is:
minJ=OP+CAP(1)
Here, J is annual cost, OP is annual operating cost, and CAP is annual fixed investment cost.
In other words, we replace the traditional complicated and inaccurate combustion efficiency mechanism calculation formula with a general formula, and instead of calculating complicated combustion efficiency and profits, we use economical calculations that take all factors into account. After obtaining the final optimization results, the total combustion efficiency and annual profit of the boiler can be determined by simple conversion.

本発明の一実施例によれば、以下の式で年間運用コストを生成することができ、

Figure 0007384476000010
ここで、
Figure 0007384476000011
は供給機器iの電力消費量、Lは機器損失、
Figure 0007384476000012
は供給燃料rの使用量、
Figure 0007384476000013
は供給機器iの供給燃料rの使用量に対応するコスト係数であり、下付き文字rは燃料rを表し、iとrを二重下付き文字にすることでボイラーのどこかに位置決めすることができる。 According to one embodiment of the present invention, the annual operating cost can be generated using the following formula:
Figure 0007384476000010
here,
Figure 0007384476000011
is the power consumption of supply device i, L i is the device loss,
Figure 0007384476000012
is the consumption of supplied fuel r,
Figure 0007384476000013
is the cost coefficient corresponding to the consumption of supplied fuel r of supply equipment i, where the subscript r represents the fuel r, and by making i and r a double subscript, it can be positioned somewhere in the boiler. Can be done.

ここで、以下の式で供給機器の電力消費量を生成することができ、

Figure 0007384476000014
ここで、
Figure 0007384476000015
はボイラーの燃焼効率に直接影響を与える機器の電力消費量、
Figure 0007384476000016
はボイラーの燃焼効率に間接的に影響を与える機器の電力消費量、δとσは重み係数である。 Here, the power consumption of the supply equipment can be generated using the following formula,
Figure 0007384476000014
here,
Figure 0007384476000015
is the power consumption of equipment that directly affects the combustion efficiency of the boiler,
Figure 0007384476000016
is the power consumption of equipment that indirectly affects the combustion efficiency of the boiler, and δ and σ are weighting factors.

ここで、下付き文字iは機器を表し、i∈Iで、下付き文字xとNxはそれぞれボイラーの燃焼効率に直接および間接的な影響を与える機器を表し、2つの組み合わせがすべての機器のセットを構成し、I={1、2、... x、N1、N2、...、Nx}である。δとσは重み係数であり、それらの値はヒューリスティックルールによって決定され、直接影響を与える機器ではより大きな係数を取得することができる。 Here, the subscript i represents the equipment, i∈I, and the subscripts x and Nx represent the equipment that has a direct and indirect impact on the combustion efficiency of the boiler, respectively, and the combination of the two represents the Construct a set, I={1, 2, . .. .. x, N1, N2, . .. .. , Nx}. δ and σ are weighting coefficients, their values are determined by heuristic rules, and larger coefficients can be obtained for devices that directly affect them.

なお、式(1)におけるCAPは、以下の式で算出することができる。

Figure 0007384476000017
ここで、Mは新しく追加された機器の年間コスト、下付き文字kは新しく追加された機器を表す。 Note that CAP in equation (1) can be calculated using the following equation.
Figure 0007384476000017
Here, M represents the annual cost of newly added equipment, and the subscript k represents the newly added equipment.

ここで、制約条件は、以下のいくつかの条件を含み得る。
本発明の一実施例によれば、制約条件は、一次空気弁の調節量、二次空気弁の調節量、および伝達変数間の組み合わせ関係を含む。
Here, the constraint conditions may include the following several conditions.
According to one embodiment of the invention, the constraints include a combinatorial relationship between the primary air valve adjustment, the secondary air valve adjustment, and the transfer variable.

具体的には、図2に示すとおり、一次空気弁の調節量

Figure 0007384476000018
(一次送風調節変数)、二次空気弁の調節量μ(二次送風調節変数)、および伝達変数γmax{l,b}+v間の組み合わせ関係を確立することが可能である。本発明の一実施例において、すべての可能な関係の組み合わせを列挙することができ、一次送風調節変数の変化が伝達変数に、次に伝達変数から二次送風調節変数に伝送し、変数の変化を「真の」中間変数と見なされ、変数間の複雑な相互関係を整理する必要なく、変数の変化伝送のプロセスは、関係割り当てのプロセスであり、そうすると、送風調節量と関連する変数の間のメカニズム関係を正確に説明できない元の状況を変えることができる。モデルの説明は以下のとおりであり、
Figure 0007384476000019
ここで、上記モデルは、ボイラー燃焼過程における変数の変化を記述するために使用される、送風関連変数の全要素入力生成モデルである。ここで、γmax{l,b}+v(t+1)とμ(t+1)はそれぞれ次の瞬間の伝達と二次送風機の出力変数で、
Figure 0007384476000020
とγmax{l,b}+v(t)は前の瞬間の入力変数である。
Figure 0007384476000021
は改良されたファンクションチェーン人工ニューラルネットワークによってトレーニングされた全要素入力モデルである。 Specifically, as shown in Figure 2, the amount of adjustment of the primary air valve
Figure 0007384476000018
It is possible to establish a combinatorial relationship between (primary airflow adjustment variable), the adjustment amount μ b of the secondary air valve (secondary airflow adjustment variable), and the transfer variable γ max {l,b}+v . In one embodiment of the invention, all possible relationship combinations can be enumerated, such that a change in the primary airflow regulation variable is transmitted to a transfer variable, which in turn is transferred to a secondary airflow adjustment variable, and a change in the variable is considered a "true" intermediate variable, without the need to organize complex interrelationships between variables, the process of variable transmission is a process of relational assignment, so that between the air adjustment amount and the associated variable It is possible to change the original situation in which the mechanistic relationship cannot be accurately explained. The model description is as follows,
Figure 0007384476000019
Here, the above model is an all-element input generation model of ventilation-related variables, which is used to describe changes in variables in the boiler combustion process. Here, γ max {l, b}+v (t+1) and μ b (t+1) are the next instantaneous transmission and secondary blower output variables, respectively;
Figure 0007384476000020
and γ max{l,b}+v (t) are the input variables at the previous moment.
Figure 0007384476000021
is a full-element input model trained by an improved function chain artificial neural network.

本発明の他の実施例によれば、制約条件は、一次空気弁の調節量、二次空気弁の調節量とオンオフ量との組み合わせ関係をさらに含む。 According to another embodiment of the present invention, the constraint condition further includes a combination of the adjustment amount of the primary air valve, the adjustment amount of the secondary air valve, and the on/off amount.

具体的には、オンオフ問題は、上記モデルと1対1で対応し、すなわち、ある送風に調節量がある場合、対応するスイッチを閉じなければならず、ここで、モデルの説明は以下のとおりであり、

Figure 0007384476000022
ここで、zは整数変数である。 Specifically, the on-off problem has a one-to-one correspondence with the above model, i.e., if a certain airflow has an amount of regulation, the corresponding switch must be closed, where the model description is as follows: and
Figure 0007384476000022
Here, z is an integer variable.

本発明のさらなる実施例によれば、制約条件は、
(1)可変トレードオフ関係(以前の全要素入力生成モデルにより、任意の送風機によって任意の期間に生成された風量を知ることができる)と、(2)一次空気弁の調節量の上限と下限

Figure 0007384476000023
と、(3)二次空気弁の調節量の上限と下限
Figure 0007384476000024
と、(4)風量変動の上限と下限D≦D≦Dとを含む。ここで、制約条件(1)に対して、材料層の厚さを以下のように記述し、
M=Fhρ、(9)
ここで、Mは炉内のベッド材の総量、hは材料層の厚さ、Fは炉床の面積、ρはベッド材の積み上げ密度である。また、平均滞留時間t=M/wを考慮し、ここで、wはスラグ排出速度である。 According to a further embodiment of the invention, the constraint is:
(1) a variable trade-off relationship (the previous all-element input generation model allows us to know the air volume produced by any blower in any period of time) and (2) upper and lower bounds on the amount of adjustment of the primary air valve.
Figure 0007384476000023
and (3) the upper and lower limits of the adjustment amount of the secondary air valve.
Figure 0007384476000024
and (4) an upper limit and a lower limit of air volume fluctuation D U ≦D≦ DL . Here, for constraint (1), the thickness of the material layer is described as follows,
M=Fhρ, (9)
Here, M is the total amount of bed material in the furnace, h is the thickness of the material layer, F is the area of the hearth, and ρ is the stacking density of the bed material. Also, consider the average residence time t=M/w, where w is the slag discharge rate.

しかしながら、式(9)におけるすべての変数とパラメータはボイラーの燃焼に関連し、その実際の変化は単純なメカニズム式では探求できないため、ここではサポートベクターマシン(SVM)による情報粒度時系列回帰予測も使用できるが、上記のプロセスとは異なり、ここでは上記メカニズム式の枠組みを考慮する必要があり、すなわち、初期値を取り込んでメカニズム式のパラメータの一部と入力重みを固定することが必要である。ここで、データ駆動型の感度評価方法によって選択される固定パラメータ:収量Bの小さな感度に対応するパラメータは、次の式で示されるように、

Figure 0007384476000025
注意すべきは、収量Bはデータ自体の量が多く、データポイントが間違っていたり無効であったりするなど不確定要素が多く存在する可能性があるため、データを直接導入して最適化問題を解くと、結局、最適解が得られない、あるいは解けないということになり、したがって、感度分析は、最適化問題を解く前の準備作業に過ぎず、最適化の反復中に実行する必要はない。 However, since all the variables and parameters in equation (9) are related to boiler combustion, and their actual changes cannot be explored by simple mechanism equations, here we also include information-granularity time series regression prediction by support vector machine (SVM). However, unlike the above process, here we need to consider the framework of the mechanism equation above, that is, it is necessary to take initial values and fix some of the parameters and input weights of the mechanism equation. . Here, the fixed parameters selected by the data-driven sensitivity evaluation method: the parameters corresponding to small sensitivity of yield B are as shown in the following equation:
Figure 0007384476000025
It should be noted that yield B requires a large amount of data and there may be many uncertainties such as wrong or invalid data points, so it is not possible to directly introduce the data and solve the optimization problem. If we solve the problem, the result is that the optimal solution will not be obtained or cannot be solved, so sensitivity analysis is only a preliminary step before solving the optimization problem and does not need to be performed during optimization iterations. .

ファジー粒子の基本的な考え方が満たされ、ファジー粒子は元のデータを合理的に表すことができ、同時に、ファジー粒子にはある程度の特異性が必要であるというニーズを満たす必要がある。そして、次のようにXに関する関数を確立し、

Figure 0007384476000026
それをメカニズムモデルに組み込んだ後、次のようになり、
Figure 0007384476000027
それにより、流動化状態での材料層の厚さの関係式を求めることができる。 The basic idea of fuzzy particles is satisfied, the fuzzy particles can represent the original data reasonably, and at the same time, the need is met that fuzzy particles should have a certain degree of specificity. Then, establish a function regarding X as follows,
Figure 0007384476000026
After incorporating it into the mechanism model, it looks like this,
Figure 0007384476000027
Thereby, a relational expression for the thickness of the material layer in the fluidized state can be determined.

さらに、静止材料層の厚さと風量の関係式は以下のとおりであり、

Figure 0007384476000028
ここで、hgは流動化状態での材料層の厚さの初期値である静止材料層の厚さ、gは重力加速度、λは材料層の抵抗,
Figure 0007384476000029
は炭種によって決定されるスケールファクターである。
式(13)から、材料層の抵抗は静止材料層の厚さに比例することが分かり、すなわち材料層が厚いほど流動化抵抗は大きくなる。同時に、送風量と流動化状態は以下の平衡関係を満たし、
l=v+λ(14)
ここで、lは空気室の静圧、vは通風板の抵抗である。 Furthermore, the relationship between the thickness of the stationary material layer and the air volume is as follows:
Figure 0007384476000028
Here, hg is the thickness of the static material layer which is the initial value of the thickness of the material layer in the fluidized state, g is the gravitational acceleration, λ is the resistance of the material layer,
Figure 0007384476000029
is a scale factor determined by the coal type.
From equation (13) it can be seen that the resistance of the material layer is proportional to the thickness of the static material layer, ie the thicker the material layer, the greater the fluidization resistance. At the same time, the air flow rate and fluidization state satisfy the following equilibrium relationship,
l=v+λ(14)
Here, l is the static pressure of the air chamber, and v is the resistance of the ventilation plate.

実際の適用では、送風量と風圧には直接的な関係があり、かつ、送風機の性能は通常、両者の関係曲線によって表される。したがって、データを収集して材料層の抵抗と送風量の間のデータベースを確立し、依然としてサポートベクターマシン(SVM)に基づく情報粒度時系列回帰で両者の関係を予測し、

Figure 0007384476000030
一次送風量を増やすと、ボイラー内の流動化状態が変化し、底層の流動化速度が加速し、ボイラーの燃焼効率を向上させるためには、底層材料の滞留時間を長くする必要があり、すなわち、前記ボイラー燃焼の最適化に関する研究成果には火格子供給量
Figure 0007384476000031
が追加され、該追加量は一次送風調節量
Figure 0007384476000032
に直接関係するが、明確なメカニズム的関係を確立することは困難であり、したがって、ローリング最適化戦略を使用して追加量をオンラインで予測し、その具体的なプロセスは図3に示すとおりである。 In actual applications, there is a direct relationship between air flow rate and air pressure, and the performance of an air blower is usually expressed by a relationship curve between the two. Therefore, we collected data to establish a database between material layer resistance and air flow rate, and still predicted the relationship between the two with information-granular time series regression based on support vector machine (SVM).
Figure 0007384476000030
Increasing the primary air flow will change the fluidization state in the boiler, accelerate the fluidization speed of the bottom layer, and in order to improve the combustion efficiency of the boiler, the residence time of the bottom layer material needs to be increased, i.e. , the research results on optimization of boiler combustion include the grate supply amount.
Figure 0007384476000031
is added, and the additional amount is the primary ventilation adjustment amount.
Figure 0007384476000032
Although it is directly related to the above, it is difficult to establish a clear mechanistic relationship, so a rolling optimization strategy is used to predict the additional amount online, and the specific process is as shown in Figure 3. be.

提案されたローリング最適化戦略によれば、本発明は、隣接する瞬間の追加の火格子供給量

Figure 0007384476000033
を相関させるために、一般化された線形状態空間モデルを確立する。該モデルは、離散時間線形状態空間モデルに基づいている。 According to the proposed rolling optimization strategy, the present invention can calculate the additional grate supply amount of adjacent moments
Figure 0007384476000033
We establish a generalized linear state-space model to correlate the The model is based on a discrete-time linear state-space model.

例えば、離散時間線形状態空間モデルは、

Figure 0007384476000034
のように記述される。ここで、
Figure 0007384476000035
は瞬間mでの追加の火格子供給量であり、該変数の将来の状態も表す。該追加の火格子供給量に関連する現在の状態ベクトルXm,iは、一次送風調節量で構成される。
Figure 0007384476000036
は、関連する入力変数を表す。AとBはそれぞれ状態行列と入力行列である。該モデルは正確で連続的なモデルの離散化形式であるため、該モデルとボイラー燃焼力学モデルとの不一致はない。このように、上記離散モデルは、追加の火格子供給量と一次送風調節量を相関させる。 For example, a discrete-time linear state-space model is
Figure 0007384476000034
It is written like this. here,
Figure 0007384476000035
is the additional grate supply at instant m and also represents the future state of this variable. The current state vector X m,i associated with the additional grate supply consists of the primary airflow adjustments.
Figure 0007384476000036
represents the relevant input variable. A and B are the state matrix and input matrix, respectively. Since the model is an accurate and continuous discretized form of the model, there is no discrepancy between the model and the boiler combustion dynamics model. Thus, the discrete model correlates the additional grate feed with the primary air adjustment.

追加の火格子供給量は一次送風調節量を反映するため、追加の火格子供給量の現在と将来の状態の間の関係を上記モデルから抽出し、

Figure 0007384476000037
のように記述される。ここで、
Figure 0007384476000038
、追加の火格子供給量を調節するための一次送風調節量の制御動作を表し、かつ、それは、追加の火格子供給量の将来の状態に影響を与える。A*とB*はそれぞれ将来の状態での追加の火格子供給量と追加の火格子供給量に対する制御動作の影響を表す。そして、ローリング最適化戦略を上記モデルに導入することで、
Figure 0007384476000039
のようになる。ここで、A**とB**は、追加の火格子供給量に対する前回の調整がこの時点での状態に与える影響を表し、C**の意味も同じように理解できる。
Figure 0007384476000040
はそれぞれ、瞬間m-1での追加の火格子供給量の将来状態での一次送風調節量とその制御動作を表す。ソリューションの品質の観点から、ワンショットのオフライン最適化プロセスは、各瞬間にこの瞬間に対する最適なパフォーマンスを取得することを目的としているが、その制限は、取得される最適ではないソリューションにある。逆に、ローリング最適化は、時間範囲で繰り返しオンラインで実行され、現時点での特定の変数で将来の時点のキー変数を決定するため、ボイラー燃焼の動的モデルの不一致、時変外乱、ランダム外乱などの要因を考慮し、時間的に更新および修正してプロセス全体の動的最適化を達成することができる。 Since the additional grate supply reflects the primary air adjustment amount, the relationship between the current and future state of the additional grate supply is extracted from the above model,
Figure 0007384476000037
It is written like this. here,
Figure 0007384476000038
, represents a control action of the primary airflow adjustment to adjust the additional grate feed, and it affects the future state of the additional grate feed. A * and B * represent the additional grate feed in the future state and the effect of the control action on the additional grate feed, respectively. Then, by introducing a rolling optimization strategy to the above model,
Figure 0007384476000039
become that way. Here, A ** and B ** represent the effect of the previous adjustment to the additional grate feed on the current state, and the meaning of C ** can be understood in the same way.
Figure 0007384476000040
represent the primary air adjustment amount and its control action in the future state of the additional grate supply at the moment m-1, respectively. From the perspective of solution quality, the one-shot offline optimization process aims to obtain the optimal performance for this moment at each moment, but its limitation lies in the suboptimal solutions obtained. Rolling optimization, on the contrary, is performed online repeatedly over a time range to determine key variables at future points in time with certain variables at the current moment, thus eliminating inconsistencies, time-varying disturbances, and random disturbances in the dynamic model of boiler combustion. It can be updated and modified over time to achieve dynamic optimization of the entire process.

しかし、追加の火格子供給量が一次送風量で調節して大きすぎる場合、ガス固体混合物の変動が大きく、これは、二次送風通風構造の変化に直結するため、上記の送風調節量の組み合わせ最適化関係の導入は、二次送風分散を最適化して通風構造を安定化し、完全燃焼を確保してボイラー効率を向上させる。 However, if the additional grate supply amount is too large as adjusted by the primary airflow rate, the fluctuation of the gas-solid mixture will be large, which is directly linked to the change of the secondary airflow ventilation structure, so the combination of the above airflow adjustment amount The introduction of optimization relationships optimizes the secondary air distribution, stabilizes the ventilation structure, ensures complete combustion, and improves boiler efficiency.

S3、目的最適化関数と制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い最適化すべき変数を得る。 S3: Calculate according to the objective optimization function and constraints to obtain a variable to be optimized that satisfies the constraints and has the lowest annual cost.

S4、得られた制約条件を満たし、年間コストが最も低い最適化すべき変数に応じて、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼用通風構造の最適化制御方式を生成する。 S4: Generate an optimization control method for the boiler combustion ventilation structure that satisfies the obtained constraints and has the lowest annual cost, according to the variable to be optimized that satisfies the obtained constraints and has the lowest annual cost.

具体的には、上記方法で目的最適化関数と制約条件を決定した後、目的最適化関数と制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い最適化すべき変数を求めることで、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼の最適化制御方式を生成することができる。その結果、ボイラーの燃焼効率と収益を改善できるだけでなく、ボイラーの通風構造の最適化という難題を、主要な変数間の相関を考慮して解決することができるようになる。 Specifically, after determining the objective optimization function and constraints using the above method, calculations are performed according to the objective optimization function and constraints to find the variable to be optimized that satisfies the constraints and has the lowest annual cost. , it is possible to generate an optimized control method for boiler combustion that satisfies the constraints and has the lowest annual cost. As a result, not only can boiler combustion efficiency and profitability be improved, but the challenge of optimizing boiler ventilation structures can be solved by taking into account the correlation between key variables.

要約すると、本発明の実施例によるボイラー燃焼用通風構造の最適化方法によれば、ボイラー燃焼用通風構造の最適化すべき変数を決定し、かつ、ボイラーの年間コストに対する目的最適化関数とそれに対応する制約条件を確立し、そして前記目的最適化関数と前記制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い前記最適化すべき変数を取得し、次に、得られた制約条件を満たし、年間コストが最も低い最適化すべき変数に応じて、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼用通風構造の最適化制御方式を生成する。その結果、通風構造を最適化することで、ボイラーの燃焼効率を大幅に向上させると同時に、ボイラーの収益を高めることができる。
上記実施例のボイラー燃焼用通風構造の最適化方法に対応して、本発明は、ボイラー燃焼用通風構造の最適化システムも提供する。
In summary, according to the method for optimizing a ventilation structure for boiler combustion according to an embodiment of the present invention, the variables to be optimized for the ventilation structure for boiler combustion are determined, and the objective optimization function for the annual cost of the boiler and its corresponding and calculate according to the objective optimization function and the constraints to obtain the variable to be optimized that satisfies the constraints and has the lowest annual cost. An optimized control method for a boiler combustion ventilation structure that satisfies the constraints and has the lowest annual cost is generated according to the variable to be optimized that satisfies the constraint and has the lowest annual cost. As a result, by optimizing the ventilation structure, the combustion efficiency of the boiler can be significantly improved, and at the same time, the profitability of the boiler can be increased.
Corresponding to the boiler combustion ventilation structure optimization method of the above embodiment, the present invention also provides a boiler combustion ventilation structure optimization system.

図4に示すとおり、ボイラー燃焼用通風構造の最適化システムは、決定モジュール100と、確立モジュール200と、取得モジュール300と、生成モジュール400とを含み得る。 As shown in FIG. 4, the boiler combustion ventilation structure optimization system may include a determination module 100, an establishment module 200, an acquisition module 300, and a generation module 400.

ここで、決定モジュール100は、ボイラー燃焼用通風構造の最適化すべき変数を決定するために使用され、ここで、最適化すべき変数は一次空気弁と二次空気弁のオンオフ量と調節量を含み、確立モジュール200は、ボイラーの年間コストに関する目的最適化関数とそれに対応する制約条件を確立するために使用され、取得モジュール300は、目的最適化関数と制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ、年間コストが最も低い最適化すべき変数を得るために使用され、生成モジュール400は、得られた制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い最適化すべき変数に応じて、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼用通風構造の最適化制御方式を生成するために使用される。 Here, the determination module 100 is used to determine variables to be optimized for the ventilation structure for boiler combustion, and the variables to be optimized include on/off amounts and adjustment amounts of the primary air valve and the secondary air valve. , the establishment module 200 is used to establish an objective optimization function and corresponding constraints regarding the annual cost of the boiler, the acquisition module 300 calculates according to the objective optimization function and the constraints, and satisfies the constraints; and is used to obtain a variable to be optimized with the lowest annual cost, and the generation module 400 satisfies the obtained constraint and satisfies the constraint according to the variable to be optimized with the lowest annual cost, It is used to generate an optimized control scheme for boiler combustion ventilation structure with the lowest annual cost.

本発明の実施例におけるボイラー燃焼用通風構造の最適化システムのより具体的な実施形態は、上記ボイラー燃焼用通風構造の最適化方法の実施例を参照することができ、ここでは繰り返さないことに留意されたい。 For a more specific embodiment of the system for optimizing the ventilation structure for boiler combustion in the embodiment of the present invention, reference can be made to the embodiment of the method for optimizing the ventilation structure for boiler combustion, and will not be repeated here. Please note.

本発明の実施例におけるボイラー燃焼用通風構造の最適化システムによれば、決定モジュールによって、ボイラー燃焼用通風構造の最適化すべき変数を決定し、確立モジュールによって、ボイラーの年間コストに関する目的最適化関数とそれに対応する制約条件を確立し、取得モジュールによって、目的最適化関数と制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ、年間コストが最も低い最適化すべき変数を取得し、そして、生成モジュールによって、得られた制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い最適化すべき変数に応じて、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼用通風構造の最適化制御方式を生成する。その結果、通風構造を最適化することで、ボイラーの燃焼効率を大幅に向上させると同時に、ボイラーの収益を高めることができる。 According to the system for optimizing the ventilation structure for boiler combustion in the embodiment of the present invention, the determination module determines the variables to be optimized for the ventilation structure for boiler combustion, and the establishment module determines the objective optimization function regarding the annual cost of the boiler. and the corresponding constraints are established, the acquisition module calculates the objective optimization function according to the constraints, and the variable to be optimized that satisfies the constraints and has the lowest annual cost is obtained, and the generation module calculates According to the variable to be optimized that satisfies the obtained constraints and has the lowest annual cost, an optimization control method for the boiler combustion ventilation structure that satisfies the constraints and has the lowest annual cost is generated. As a result, by optimizing the ventilation structure, the combustion efficiency of the boiler can be significantly improved, and at the same time, the profitability of the boiler can be increased.

本発明の説明において、「第一」及び「第二」という用語は、説明の目的のみに使用され、相対的な重要性を示すまたは示唆するものとして、または示された技術的特徴の数を暗示するものとして理解することはできない。したがって、「第一」「第二」として定義される特徴は、その特徴の1つ以上を明示的または暗黙的に含むことができる。「複数」とは、特に明示的に限定されない限り、2つ以上を意味する。 In the description of the invention, the terms "first" and "second" are used for descriptive purposes only and as indicating or implying relative importance or number of technical features presented. It cannot be understood as implied. Therefore, features defined as "first" and "second" may include one or more of the features explicitly or implicitly. "Plurality" means two or more, unless explicitly limited.

本発明において、特に明記および限定されない限り、「取り付け」、「繋がり」、「接続」、「固定」などの用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、または一体型の接続であってもよく、機械的接続または電気的接続であってもよく、直接接続、中間媒体を介した間接接続、2つの要素内の接続または2つの要素間の相互作用関係であってもよい。当業者にとって、本発明の文脈における上記用語の具体的な意味は、特定の状況に従って理解することができる。 In the present invention, unless otherwise specified and limited, terms such as "attachment", "connection", "connection", "fixation" etc. should be understood in a broad sense, such as fixed connection, removable connection, etc. or may be an integral connection, a mechanical connection or an electrical connection, a direct connection, an indirect connection through an intermediate medium, a connection within two elements or an interaction relationship between two elements. It may be. For those skilled in the art, the specific meaning of the above terms in the context of the present invention can be understood according to the particular situation.

本発明において、特に明記および限定されない限り、第二特徴の「上」または「下」にある第一特徴は、第一特徴と第二特徴の間の直接接触であってもよいし、中間媒体を介した第一特徴と第二特徴の間の間接的な接触であってもよい。さらに、第一特徴が第二特徴の「の上」、「の上方」、「の上部」にあるということは、第一特徴が第二特徴の直上または斜め上にあること、または単に第一特徴が第二特徴より水平方向に高いことを意味することができる。第一特徴が第二特徴の「の下」、「の下方」、「の下部」にあるということは、第一特徴が第二特徴の直下または斜め下にあること、または単に第一特徴が第二特徴より水平方向の高さが低いことを意味することができる。 In the present invention, unless otherwise specified and limited, a first feature that is "above" or "below" a second feature may be a direct contact between the first feature and the second feature, or an intermediary There may also be indirect contact between the first feature and the second feature via. Furthermore, a first feature being "on", "above", or "on top of" a second feature means that the first feature is directly above or diagonally above the second feature, or simply that the first feature It can mean that a feature is horizontally taller than a second feature. A first feature being "below", "beneath", or "beneath" a second feature means that the first feature is directly below or diagonally below the second feature, or simply that the first feature is It can mean that the horizontal height is lower than the second feature.

本明細書の説明において、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「特定の例」、または「いくつかの例」などの用語の説明を参照することは、該実施例または例に関連して説明した特定の特徴、構造、材料または特性が、本発明の少なくとも1つの実施例または例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語の模式的表現は、同一の実施形態または実施例に向けられる必要はない。さらに、説明した特定の特徴、構造、材料または特性は、任意の1つまたは複数の実施例または例において、適切な方法で組み合わせることができる。さらに、当業者は、互いに矛盾することなく、本明細書に記載された異なる実施例または例、および異なる実施例または例の特徴を組み合わせることができる。 In the description herein, references to terms such as "one embodiment," "some embodiments," "example," "particular example," or "some examples" refer to the A particular feature, structure, material or characteristic described in connection with an embodiment or example is meant to be included in at least one embodiment or example of the invention. As used herein, the schematic representations of the above terms do not necessarily refer to the same embodiment or example. Moreover, the particular features, structures, materials or characteristics described may be combined in any suitable manner in any one or more embodiments or examples. Furthermore, those skilled in the art can combine different embodiments or examples and features of different embodiments or examples described herein without contradicting each other.

フローチャートにおいて、または本明細書に記載された任意のプロセスまたは方法の説明は、特定の論理機能またはプロセスのステップを実装するための1つまたは複数の実行可能命令を含むコードのモジュール、セグメントまたは部分を表すものとして理解でき、また、本発明の好ましい実施形態の範囲は、追加の実装を含み、ここで、本発明の実施例が属する当業者によって理解されるように、関与する機能に応じて、実質的に同時の方法または逆の順序を含む示されたまたは論じた順序ではない機能を実行し得る。 In the flowchart illustrations or herein, the illustrations of any process or method may be illustrated as modules, segments, or portions of code containing one or more executable instructions for implementing particular logical functions or process steps. , and the scope of the preferred embodiments of the invention includes additional implementations, depending on the functionality involved, as understood by those skilled in the art to which embodiments of the invention belong. , functions may be performed out of the order shown or discussed, including in a substantially simultaneous manner or in reverse order.

フローチャートに示され、または本明細書に記載される論理および/またはステップは、例えば、命令実行システム、デバイスまたは機器(例えば、コンピュータベースのシステム、プロセッサを含むシステム、または命令実行システム、デバイス、または機器から命令をフェッチして実行できる他のシステムなど)により、またはこれらと組み合わせて用いるために任意のコンピュータ可読媒体に具体的に実装できる論理機能を実行するための実行命令の連続したリストと見なすことができる。本明細書では、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、デバイスまたは機器によって、またはそれらと組み合わせて使用するためのプログラムを含み、格納し、通信し、送信し、または転送することができる任意のデバイスとすることができる。コンピュータ可読媒体のより具体的な例(非網羅的なリスト)としては、1つ以上の配線を有する電気的接続部(電子デバイス)、ポータブルコンピュータディスクカートリッジ(磁気デバイス)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み取り専用メモリ(ROM)、消去可能編集可能読み取り専用メモリ(EPROMまたはフラッシュメモリ)、光ファイバデバイス、およびポータブルコンパクトディスク読み取り専用メモリ(CDROM)を含む。さらに、コンピュータ可読媒体は、前記プログラムが電子的に、例えば紙または他の媒体の光学スキャンによって得られ、続いて編集、復号化、または必要に応じて他の適切な方法で処理され、その後コンピュータメモリに格納されるため、前記プログラムが印刷可能な紙または他の適切な媒体であってもよい。 The logic and/or steps illustrated in the flowcharts or described herein may be implemented, for example, in an instruction execution system, device, or apparatus (e.g., a computer-based system, a system that includes a processor, or an instruction execution system, device, or apparatus). considered as a contiguous list of executable instructions for performing a logical function that can be tangibly implemented in any computer-readable medium for use by or in conjunction with other systems capable of fetching and executing instructions from a device be able to. As used herein, "computer-readable medium" refers to any computer-readable medium that can contain, store, communicate, transmit, or transfer a program for use by or in conjunction with an instruction execution system, device, or equipment. device. More specific examples (non-exhaustive list) of computer readable media include electrical connections having one or more wires (electronic devices), portable computer disk cartridges (magnetic devices), random access memory (RAM). , read-only memory (ROM), erasable editable read-only memory (EPROM or flash memory), fiber optic devices, and portable compact disk read-only memory (CDROM). Furthermore, a computer-readable medium is a computer-readable medium in which said program is obtained electronically, for example by optical scanning of paper or other medium, and subsequently edited, decoded, or otherwise processed as necessary in a computer-readable medium. Since it is stored in memory, the program may be on printable paper or other suitable media.

本発明の様々な部分は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせで実装できることを理解すべきである。上述実施例において、複数のステップまたは方法は、メモリに格納され、適切な命令実行システムによって実行されるソフトウェアまたはファームウェアで実装されてもよい。例えば、ハードウェアで実装する場合、別の実施態様のように、当技術分野でよく知られている以下の技術のいずれかまたはそれらの組み合わせを用いることができ、それらは、データ信号に対して論理機能を実現するための論理ゲートを備えたディスクリート論理回路、適切な組み合わせ論理ゲートを備えたアプリケーション固有の集積回路、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などである。 It should be understood that various parts of the invention can be implemented in hardware, software, firmware, or a combination thereof. In the embodiments described above, the steps or methods may be implemented in software or firmware stored in memory and executed by a suitable instruction execution system. For example, when implemented in hardware, any or a combination of the following techniques well known in the art may be used, as another implementation, for data signals. Discrete logic circuits with logic gates to realize logic functions, application-specific integrated circuits with appropriate combinatorial logic gates, programmable gate arrays (PGAs), field programmable gate arrays (FPGAs), etc.

当業者であれば、上記実施例の方法によって実行されるステップの全てまたは一部を、プログラムによって関連ハードウェアに指示することができ、前記プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に格納することができ、該プログラムが実行されると、方法実施例のステップの1つまたはその組み合わせを含むことを理解することができる。 Those skilled in the art will be able to instruct relevant hardware to perform all or some of the steps performed by the method of the above embodiments by a program, and the program can be stored on a computer-readable storage medium; When the program is executed, it can be understood to include one or a combination of the steps of the method embodiments.

さらに、本発明の各実施例における各機能ユニットは、1つの処理モジュールに統合されてもよいし、各ユニットが物理的に単独で存在してもよいし、2つ以上のユニットが1つのモジュールに統合されてもよい。上記統合モジュールは、ハードウェアの形態で実装することができ、ソフトウェアの機能モジュールの形態で実装することもできる。前記統合モジュールは、ソフトウェア機能モジュールの形態で実装され、独立した製品として販売または使用される場合、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納することもできる。 Further, each functional unit in each embodiment of the present invention may be integrated into one processing module, each unit may physically exist alone, or two or more units may be integrated into one processing module. may be integrated into. The integration module described above can be implemented in the form of hardware, or can also be implemented in the form of software functional modules. The integration module may also be stored on a computer-readable storage medium when implemented in the form of a software functional module and sold or used as a separate product.

上記記憶媒体は、読み取り専用メモリ、磁気ディスクまたは光ディスクなどでもよい。以上、本発明の実施例を示し、説明したが、上記実施例は例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるものではなく、上記実施例に対する変形、修正、置換、および変形は、本発明の範囲内で当業者によりなされ得ることを理解されたい。 The storage medium may be a read-only memory, a magnetic disk, an optical disk, or the like. Although the embodiments of the present invention have been shown and described above, the above embodiments are merely illustrative and are not to be construed as limiting the present invention, and variations, modifications, substitutions, and modifications to the above embodiments are It is to be understood that what can be done by one skilled in the art is within the scope of the invention.

Claims (4)

ボイラー燃焼用通風構造の最適化方法であって、
ボイラー燃焼用通風構造の最適化すべき変数を決定するステップと、ここで、前記最適化すべき変数は、一次空気弁と二次空気弁の調節量を含む、
ボイラーの年間コストに対する目的最適化関数とそれに対応する制約条件を確立するステップと、
前記目的最適化関数と前記制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ、年間コストが最も低い前記最適化すべき変数を得るステップと、
得られた制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い最適化すべき変数に応じて、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼用通風構造の最適化制御方式を生成するステップと、を含み、
前記目的最適化関数は、minJ=OP+CAPであり、
ここで、Jは年間コスト、OPは年間運用コスト、CAPは年間固定投資コストであり、
前記年間運用コストは、以下の式で算出され、
Figure 0007384476000041
ここで、
Figure 0007384476000042
は供給機器iの電力消費量、L は機器損失、
Figure 0007384476000043
は供給燃料rの使用量、
Figure 0007384476000044
は前記供給機器iの供給燃料rの使用量に対応するコスト係数である
ことを特徴とする
ボイラー燃焼用通風構造の最適化方法。
A method for optimizing a ventilation structure for boiler combustion, the method comprising:
determining variables to be optimized of a boiler combustion ventilation structure, wherein the variables to be optimized include adjustments of primary air valves and secondary air valves;
establishing an objective optimization function and corresponding constraints for the annual cost of the boiler;
calculating according to the objective optimization function and the constraints to obtain the variable to be optimized that satisfies the constraints and has the lowest annual cost;
generating an optimization control method for a boiler combustion ventilation structure that satisfies the obtained constraints and has the lowest annual cost, according to the variable to be optimized that satisfies the obtained constraints and has the lowest annual cost; including,
The objective optimization function is minJ=OP+CAP,
Here, J is annual cost, OP is annual operating cost, CAP is annual fixed investment cost,
The annual operating cost is calculated using the following formula,
Figure 0007384476000041
here,
Figure 0007384476000042
is the power consumption of supply device i, L i is the device loss,
Figure 0007384476000043
is the consumption of supplied fuel r,
Figure 0007384476000044
is the cost coefficient corresponding to the usage amount of the supply fuel r of the supply equipment i
A method for optimizing a ventilation structure for boiler combustion, characterized by:
供給機器の電力消費量は、以下の式で生成され、
Figure 0007384476000045
ここで、
Figure 0007384476000046
はボイラーの燃焼効率に直接影響を与える機器の電力消費量、
Figure 0007384476000047
はボイラーの燃焼効率に間接的に影響を与える機器の電力消費量、δとσは重み係数であることを特徴とする
請求項に記載のボイラー燃焼用通風構造の最適化方法。
The power consumption of the supply equipment is generated by the following formula,
Figure 0007384476000045
here,
Figure 0007384476000046
is the power consumption of equipment that directly affects the combustion efficiency of the boiler,
Figure 0007384476000047
2. The method for optimizing a ventilation structure for boiler combustion according to claim 1 , wherein: is the power consumption of equipment that indirectly affects the combustion efficiency of the boiler, and δ and σ are weighting coefficients.
制約条件は、前記一次空気弁の調節量、前記二次空気弁の調節量、および伝達変数間の組み合わせ関係を含むことを特徴とする
請求項1に記載のボイラー燃焼用通風構造の最適化方法。
The method of optimizing a ventilation structure for boiler combustion according to claim 1, wherein the constraint conditions include an adjustment amount of the primary air valve, an adjustment amount of the secondary air valve, and a combination relationship between transfer variables. .
ボイラー燃焼用通風構造の最適化システムであって
決定モジュールであって、ボイラー燃焼用通風構造の最適化すべき変数を決定するために使用され、ここで、前記最適化すべき変数が一次空気弁と二次空気弁調節量を含む決定モジュールと、
確立モジュールであって、ボイラーの年間コストに関する目的最適化関数とそれに対応する制約条件を確立するために使用される確立モジュールと、
取得モジュールであって、前記目的最適化関数と前記制約条件に従って計算し、制約条件を満たし、かつ、年間コストが最も低い前記最適化すべき変数を取得するために使用される取得モジュールと、
生成モジュールであって、取得された制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低い前記最適化すべき変数に応じて、制約条件を満たし、かつ年間コストが最も低いボイラー燃焼用通風構造の最適化制御方式を生成するために使用される生成モジュールとを含み、
前記目的最適化関数は、minJ=OP+CAPであり、
ここで、Jは年間コスト、OPは年間運用コスト、CAPは年間固定投資コストであり、
前記年間運用コストは、以下の式で算出され、
Figure 0007384476000048
ここで、
Figure 0007384476000049
は供給機器iの電力消費量、L は機器損失、
Figure 0007384476000050
は供給燃料rの使用量、
Figure 0007384476000051
は前記供給機器iの供給燃料rの使用量に対応するコスト係数である
ことを特徴とする
ボイラー燃焼用通風構造の最適化システム。
An optimization system for ventilation structure for boiler combustion ,
a determination module used to determine variables to be optimized of a boiler combustion ventilation structure, wherein the variables to be optimized include adjustments of a primary air valve and a secondary air valve;
an establishment module used to establish an objective optimization function and corresponding constraints regarding the annual cost of the boiler;
an acquisition module that is used to calculate according to the objective optimization function and the constraint conditions, and to acquire the variable to be optimized that satisfies the constraint conditions and has the lowest annual cost;
An optimization control method for a boiler combustion ventilation structure that satisfies the acquired constraints and has the lowest annual cost according to the variable to be optimized that is a generation module and that satisfies the acquired constraints and has the lowest annual cost. and a generation module used to generate the
The objective optimization function is minJ=OP+CAP,
Here, J is annual cost, OP is annual operating cost, CAP is annual fixed investment cost,
The annual operating cost is calculated using the following formula,
Figure 0007384476000048
here,
Figure 0007384476000049
is the power consumption of supply device i, L i is the device loss,
Figure 0007384476000050
is the consumption of supplied fuel r,
Figure 0007384476000051
is the cost coefficient corresponding to the usage amount of the supply fuel r of the supply equipment i
An optimization system for ventilation structures for boiler combustion, which is characterized by:
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