火电机组脱硝过程经济性建模与优化研究

发布时间：2017-07-05 17:30

  本文关键词：火电机组脱硝过程经济性建模与优化研究

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【摘要】：大型燃煤电站锅炉在进行烟气脱硝时会产生较高的运行成本,对其进行在线优化可降低锅炉的脱硝成本,提升发电企业的竞争力。本文主要研究火电机组脱硝成本的在线建模与优化问题,最终构建了一个基于电厂真实运行数据的在线脱硝经济性优化系统。该系统能够指导运行人员按照最经济的方式调整锅炉输入参数,从而降低脱硝成本,实现火电机组脱硝过程中的在线经济性优化。在建立该优化系统时,首先利用基于数据驱动的最小二乘支持向量机(LSSVM)方法建立锅炉的脱硝成本预测模型。建模过程中,利用BP算法对输入变量的进行筛选以降低模型的复杂度、提高预测精度。然后基于该脱硝成本的BP-LSSVM预测模型,利用一种改进的遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行机组常运行负荷点处的离线寻优以建立一个离线最优专家数据库(Offline Optimal Expert Database, OOED),该数据库存储了机组常运行负荷点下脱硝成本最小时各调整变量的最优取值。最后,采用基于数据挖掘的模糊关联规则挖掘算法(Fuzzy Association Rule Mining, FARM)从OOED中提取机组负荷与各调整变量最优取值的关联关系,实现机组的脱硝经济性在线优化。在建模过程中,本文也建立了不采用变量选择的LSSVM脱硝成本预测模型,并与采用变量选择的BP-LSSVM模型进行比较。在优化过程中,本文采用了传统的GA优化算法进行了脱硝经济性优化,并与本文提出的FARM优化方案进行了对比。结果表明,BP-LSSVM建模方法较单独的LSSVM方法能有效降低模型的复杂度,提高脱硝成本预测模型的精度。同时本文提出的基于GA-FARM的脱硝经济性优化方法,较传统优化方法而言能有效降低脱硝成本,优化与更新时间也较传统的优化方案大大缩短,很适合火电机组脱硝经济性的在线实时优化。
【关键词】：脱硝经济性优化 燃煤锅炉 最小二乘支持向量机 基于BP网络的变量选择 模糊关联规则挖掘 遗传算法
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621;TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展动态分析10-11
• 1.3 论文的主要研究内容11-13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 火电机组脱硝过程简介14-21
• 2.1 氮氧化物的生成机理14-15
• 2.2 现有脱硝方案及其工作原理介绍15-20
• 2.2.1 一次技术16-17
• 2.2.2 二次技术17-20
• 2.2.3 一次与二次技术的综合运用20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 锅炉脱硝经济性建模与优化方案21-28
• 3.1 整体设计方案21-24
• 3.1.1 建模方案21-22
• 3.1.2 优化方案22-23
• 3.1.3 建模与优化综合方案23-24
• 3.2 脱硝经济性优化系统的结构24-27
• 3.2.1 总体结构24-25
• 3.2.2 数据源部分简介25
• 3.2.3 离线部分简介25-27
• 3.2.4 在线部分简介27
• 3.3 本章小结27-28
• 第4章 锅炉脱硝经济性预测模型28-44
• 4.1 模型简介28
• 4.2 模型输出变量构建28-30
• 4.2.1 锅炉效率损失费28-29
• 4.2.2 还原剂消耗费29
• 4.2.3 脱硝电耗29
• 4.2.4 排污费29
• 4.2.5 综合脱硝经济性指标29-30
• 4.3 模型输入变量构建30-31
• 4.4 LSSVM建模算法简介31-32
• 4.5 建模数据预处理方案32-36
• 4.5.1 稳态工况点的筛选33-35
• 4.5.2 离群点的剔除35-36
• 4.6 脱硝经济性建模实例36-43
• 4.6.1 机组介绍与数据准备36-38
• 4.6.2 基于BP网络的输入变量选择38-41
• 4.6.3 机组脱硝经济性预测模型的建立41-42
• 4.6.4 机组脱硝经济性预测模型的评价42-43
• 4.7 本章小结43-44
• 第5章 锅炉脱硝经济性在线优化44-56
• 5.1 优化方法简介44
• 5.2 离线最优专家数据库OOED44-46
• 5.2.1 遗传算法简介44-46
• 5.2.2 OOED的构建46
• 5.3 模糊关联规则挖掘算法FARM46-49
• 5.3.1 变量的模糊化47
• 5.3.2 模糊关联规则47-48
• 5.3.3 AVs的去模糊化48-49
• 5.4 脱硝经济性在线优化实例49-55
• 5.4.1 机组的离线最优专家数据库OOED49-50
• 5.4.2 机组的脱硝经济性在线优化50-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第6章 结论与展望56-58
• 参考文献58-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果64-65
• 致谢65

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本文编号：522967