工业锅炉运行优化方法的研究

发布时间：2017-08-15 11:18

  本文关键词：工业锅炉运行优化方法的研究

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【摘要】：数量庞大的工业锅炉,因运行效率普遍较低,且缺乏运行指导,其中具有很大的节能潜力。工业锅炉中热效率指标对衡量锅炉运行水平和经济性能具有重要意义,其影响因素多且相互影响关系复杂。随着信息技术的发展,工业系统运行中因“泛”计算机化,海量的生产过程数据能被轻松获得,但数据的有效利用率低,如何挖取其中的有效信息并加以利用,是信息化和工业化融合中关注的重点。本文以锅炉热效率为基准点,以数据为研究对象,采用基于数据的理论方法进行深入分析,找到优化系统运行的手段,以提高运行效率、节约能源为最终目的,主要展开以下研究工作：首先,针对工业锅炉运行中产生的大量数据,采用多变量统计技术中的主元分析法,利用正常运行工况下的高效历史数据建立主元模型,完成了历史数据的降维和解耦处理,当实测热效率较低时,通过计算基于T2和SPE统计量的贡献图,确定导致效率低的主要参数,进行实时指导操作,以促使锅炉处于较高效的运行状态。并进行实验仿真,验证该方法在一定程度上起到了操作指导的作用。其次,由于工业锅炉系统中存在非线性现象,而主元分析法是一种线性方法,加之主元分析法自身的局限性,可能导致结果存在一定的偏差,故进一步采用核主元分析法对锅炉的海量数据进行建模分析,并采用相同的样本进行实验仿真,确定主要影响参数,供操作人员借鉴。最后,以可控参数值的优化为基点,进行正交试验方案设计,找到影响锅炉效率最大的可控参数以及各参数在特定负荷下的优化区间,从而科学指导操作人员工作,提高锅炉效率,达到优化运行、节约能源的目的。
【关键词】：工业锅炉 (核)主元分析 正交试验 运行优化
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK227
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题的研究背景及意义10-12
• 1.2 以数据为支撑的技术发展12-13
• 1.3 本文的内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 供热锅炉的工作流程及其热效率15-26
• 2.1 热水锅炉的结构15-16
• 2.2 锅炉的工作过程16-18
• 2.3 锅炉系统的主要任务18-19
• 2.4 锅炉热效率的计算方法19-21
• 2.4.1 正平衡法19-20
• 2.4.2 反平衡法20-21
• 2.5 影响锅炉效率的因素21-22
• 2.5.1 排烟热损失q221
• 2.5.2 可燃气体未完全燃烧热损失q321-22
• 2.5.3 固体未完全燃烧热损失q422
• 2.5.4 散热损失q522
• 2.5.5 灰渣物理热损失q622
• 2.6 解决措施22-25
• 2.6.1 基于排烟温度的措施22-23
• 2.6.2 基于过量空气系数α的措施23-24
• 2.6.3 基于q3的措施24
• 2.6.4 基于q4的措施24
• 2.6.5 基于q5的措施24-25
• 2.6.6 基于q6的措施25
• 2.7 本章小结25-26
• 第3章 主元分析法26-41
• 3.1 PCA简介26-27
• 3.2 PCA的基本理论27-28
• 3.2.1 PCA的代数原理27-28
• 3.2.2 PCA的几何意义28
• 3.3 PCA的算法28-30
• 3.4 基于PCA的运行优化30-36
• 3.4.1 数据预处理31-32
• 3.4.2 主元模型的建立32-33
• 3.4.3 PCA的主要统计量33-34
• 3.4.4 主元个数的选取34-36
• 3.5 实验设计与结果分析36-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 核主元分析法41-54
• 4.1 KPCA概述41-42
• 4.2 KPCA的算法推导42-44
• 4.3 基于KPCA的运行优化44-49
• 4.3.1 核函数的选择44-46
• 4.3.2 核主元模型的建立46-47
• 4.3.3 KPCA中统计量的计算47-48
• 4.3.4 贡献量计算法48-49
• 4.4 方案设计与结果分析49-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 锅炉参数优化目标值54-62
• 5.1 参数优化目标值方法54-55
• 5.2 正交试验法55-56
• 5.3 锅炉参数优化的实验方案设计56-61
• 5.3.1 参数的相关性分析56-57
• 5.3.2 实验方案设计57-59
• 5.3.3 实验结果分析59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第6章 总结和展望62-63
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间公开发表论文66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张意翔;成金华;王菁;;基于能源问题区域差异的生态文明评价指标体系研究[J];中国地质大学学报(社会科学版);2014年03期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 蒋玲莉;基于核方法的旋转机械故障诊断技术与模式分析方法研究[D];中南大学;2010年

2 李勤道;基于炉内参数测量的燃烧系统优化运行理论与技术的研究[D];华北电力大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 毛振华;基于主元分析的自适应过程监控方法研究[D];浙江大学;2008年

2 高绪伟;核PCA特征提取方法及其应用研究[D];南京航空航天大学;2009年

3 李琳娜;基于核主成分分析（KPCA）和神经网络的单目红外图像深度估计[D];东华大学;2013年

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本文编号：677856