摘要：依据某 200MW 单元机组燃煤实验结果数据来看，在建立预测模型的时候主要采用了人工神经网络技术，该技术的投入使用为电站锅炉使用效率和污染排放量的预测模型建设，提供了很大的帮助。 为了可以达到电站运行利润最大化以及经济环保相协调的目标，下文提出了3种有关锅炉运行优化的方案，在预测模型和优化目标的基础上，采用遗传算法对试验机组进行 2 min 1次的寻优,很好的解决了问题。以遗传算法为核心，根据与锅炉机组 DCS 数据显示来看，该系统具有一定的双向性，在电站锅炉运行系统的完善与监督过程中起着重要的作用，同时达到了环保和经济协调的锅炉运行优化管理新高度。
关键词：协调优化、锅炉运行、管理探讨
在不断进步发展的现代社会我国煤炭的价格和使用过程中的污染排放量都呈现出上升的趋势，但是在很大程度上也有了一定的控制，所以对于我国燃煤电站来说锅炉运行效率和环境污染问题都是要首先考虑的，现在我国越来越重视高效低污染的优化运行问题。在我国锅炉优化运行的过程中还存在着许多的问题，例如燃煤电站在进行所有的实验的过程中，实验的时间太长，对于工作过程中经常运用的设备改造的周期太长，而对于参与锅炉运行的工作人员来说对锅炉的了解并不多，而且也没有太多的工作经验，这就非常不利于环保和经济协调的锅炉运行优化管理工作的顺利进行。根据目前我国燃煤电站的发展情况来看，燃煤电站的运行效率比较低、对环境造成的污染也比较严重，所以在以后的发展过程中燃煤电站在空间优化上和节能减排上还可以在一定程度上进一步提高。
一、获取现场试验和数据
根据四角切圆煤粉锅炉的数据显示，对影响锅炉燃烧性能的多个方面进行了变工况热态试验，这些影响因素分别包括锅炉运行的负荷因素、排放的烟气中的含氧量因素、锅炉运行中的二次风压强度、第3层以及第4层的给粉机旋转速度、磨煤机出口温度的高低和燃煤种类等，在试验的过程中采用的是正交试验的方式。为了要求试验的过程具有一定的适应能力，所以在试验的过程中设定了许多种不同的问题，分别根据这些不同的试验得出了许多的试验数据，锅炉运行的负荷因素、排放的烟气中的含氧量因素、锅炉运行中的二次风压强度、第3层粉机旋转速度、磨煤机出口温度的高低等。
二、对锅炉运行的效率和运行过程中对环境的污染进行预测模型建设
锅炉运行的过程中会遇到各种各样的问题，因为锅炉运行的过程非常的复杂，要对各个方面的因素进行考虑。从会对锅炉运行造成影响的各个因素来看，表现出锅炉运行的非线性的特点，而上文所提出的人工神经网络图可以适应任何非线性函数，对于那些比较复杂的问题也能很好的适应和学习。
锅炉运行的负荷因素、排放的烟气中的含氧量因素、锅炉运行中的二次风压强度等都是影响锅炉燃烧性能的主要因素。我国现在对电站锅炉燃煤的需求量越来越大，总是达不到需求量。这就会对试验过程中会用到的燃煤质量造成影响，在试验的过程中如果燃烧的燃煤的负荷数如果不合格，也会对锅炉的燃烧特性造成严重的影响，所以在建设预测魔性的时候要对一些影响因素及时的做出考虑，只有对会造成模型的影响问题及时的做出研究，才能建设处更好的预测模型。把锅炉运行的负荷因素、排放的烟气中的含氧量因素、锅炉运行中的二次风压强度、第3层以及第4层的给粉机旋转速度、磨煤机出口温度的高低和燃煤种类等人工神经网络建设的输入量，把锅炉的排烟温度和飞灰含碳量以及 NOx 排放量作为人工神经网络技术的输出量，从而更好的计算出锅炉运行的利用效率。
根据实验中得出的实验数据可以对员工进行不同程度的学习培训，让员工可以对人工神经网络技术更进一步的了解。除了对员工进行培训的数据，剩下的数据结果可以用来检测人工神经网络的泛化能力。在采用人工神经网络技术的过程中BP算法是最常用的训练的方法，这种算法可以使检测过程中的误差得到保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、明确制定出锅炉运行的优化方案
随着我国的经济发展水平的不断提高，人们对于环境也越来越重视，对于一些会对环境造成严重影响的企业，政府就会对企业做出相应的处罚。在很早之前国家环保局就根据环境问题给出了明确的管理方式，例如，氮氧化物在排放量超过标准的时候就会有自己的处罚金额。在锅炉运行的过程中肯定不能只是以锅炉运行效率为重点，环保和经济协调的锅炉运行优化管理才是重要哦问题。
四、锅炉运行优化问题的相关解决算法
在处理锅炉运行优化问题上，虽然建立了人工神经网络模型，但是还是有许多的问题不能一一解除，采用人工神经网络技术在进行计算的过程中还存在一定的局限性。但是遗传算法就没有局限性，对于许多比较复杂的问题也可以很好的解决。
对实验样本的第十二组数据进行相关的优化处理，计算的数值为下负荷的190 MW,锅炉燃煤热值为19817 kJ/kg, 灰粉含量为32.49%,挥发份含量为24.07%,NOx排放浓度为790.4 mg•Nm-3,锅炉效率为90.888%，而在对以上数据进行计算的过程中遗传算法是最常采用的计算方法。在操作的过程中好应该设置相应的条件对实践进行约束，这样有利于机组的安全运行得到保障，设置的约束条件也就是对寻优的范围进行设定，设定的数据如下：烟气含氧量的取值范围在4%～7%之间,第3层和第4层给粉机转速取值得范围在350～550 r min之间,二次风量的取值范围在0.8%～1.2%之间,磨煤机出口风温的取值范围在58℃ ～65℃之间。根据这些数据得到的优化结果从图一中可以很好的表现出来，不同优化目标得到的优化结果也是不一样的。
根据优化结果来看，除3层和4层给粉机转速没有得到最优化值外，剩下的有关影响因素都在取最小限值的时候达到了最优化的结果。根据试验的结果来看，第三和第四行的给粉机转数对于不同的锅炉运行的优化有着不可忽视的影响。也就是说锅炉运行效率的提高和NOx含量的降低都会对锅炉的经济性造成影响，所以对于锅炉运行效率以及NOx的排放量要进行不断的协调、促进两者之间的关系。
下面对不同运行优化目标进行优化计算的结果进行分析。在尽可能提高锅炉运行效率的情况下要保证污染排放的含量不要超过要求的数值，就例如，约束NOx的排放量不超过700mg•Nm-3,要想化为无约束问题就必须借助罚函数法进行限制,经过对上文的实验数据进行不断的研究分析，得出了锅炉的最佳运行效率。
采用尽可能低的污染排放控制策略就必须以保证锅炉效率为基础。如在在效率不低于91.5%的情况下限制NOx排放最低。所以如果锅炉的运行效率达到了要求，那么锅炉的NOx排放量也会有所降低，从而实现环保和经济协调的锅炉运行优化管理。五、建立优化监督管理控制系统
从上文的试验数据建立的神经网络模型以及有关环保和经济协调的锅炉运行优化管理试验情况来看，在通过相关的技术进行了双向通信之后，锅炉运行的状态情况和锅炉运行的相关产生都被得了出来，在计算的过程中还采用了GA方法对试验过程进行两分钟1次的优化处理,经过反复不断的计算，很好的获得了锅炉运行的最佳操作值，从而更好的制定出锅炉运行的最佳的监督控制系统。能满足预测和优化控制的实时性和准确性要求。
五、综上所述
第一、经过上文的试验数据可以很好的建立锅炉运行预测模型，在实际的运行过程中这种锅炉运行预测模型与实际相符合，可以很好的实现环保和经济协调的锅炉运行优化管理。
第二、3种环保与经济相协调的锅炉优化运行目标是根据电站利润最大化的要求提出的,在环境污染方面也达到了当前锅炉高效运行、减低环境污染的要求，还根据上文中提到的遗传算法，得出了在优化过程中每个的每个优化目标的最优化值。
第三、锅炉运行性能预测模型的主要问题就是优化求解，在预测模型建立的过程中就是要与DCS系统进行双向的通信，从而建立出更加有效的监督控制体系，从而实现环保和经济协调的锅炉运行优化管理的目标。
论文作者:郭养富
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：锅炉论文; 过程中论文; 效率论文; 数据论文; 燃煤论文; 很好论文; 因素论文; 《电力设备》2017年第6期论文;