燃燒優(yōu)化的方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開的實施方式涉及燃燒優(yōu)化的方法及其系統(tǒng)，尤其是鍋爐的燃燒優(yōu)化方法及其系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]基于化石燃料的鍋爐的發(fā)電量約占中國公用電量的70%，約占世界公用電量的50%。對于燃燒的不當控制導致了燃燒效率低、NO3^P CO的排放含量高，且降低了鍋爐的可靠性。對于燃燒的不當控制也會導致更多的出渣及爐管失效(BTF)風險的增長，從而會導致發(fā)電站的供電被迫中斷。消除BTF可以降低電力工業(yè)的運營成本。
[0003]傳統(tǒng)的鍋爐優(yōu)化系統(tǒng)依靠集成的排氣傳感器來檢測排氣中的有害物質(zhì)水平，而沒有單獨考慮每個噴燃器及/或者空氣噴射器對于燃燒的不良影響。因此，操作者很難將鍋爐的燃燒控制在最優(yōu)的工作狀態(tài)。
[0004]另一方面，鍋爐執(zhí)行器的老化和失效會導致模型輸入信號的惡化，從而進一步導致基于單一模型的傳統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)無法工作。
[0005]另外，鍋爐的工作條件會在一較大范圍內(nèi)變化，因此，鍋爐的實際輸出和模型的理論輸出間會存在誤差，這會導致使用的模型不再與鍋爐的工作狀態(tài)的相匹配。
[0006]因此，有必要提供一種燃燒優(yōu)化的方法及其系統(tǒng)來解決上述技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上面提及的技術問題，本發(fā)明的一個方面在于提供一種燃燒優(yōu)化方法。該方法包括:通過一傳感器陣列收集一鍋爐中排氣的排氣參數(shù)，該排氣參數(shù)反映了所述鍋爐的燃燒狀態(tài)；及判定所述鍋爐的所述排氣參數(shù)是否符合一預設的優(yōu)化目標。如果所述排氣參數(shù)不符合所述預設的優(yōu)化目標，通過以下步驟，對所述鍋爐的燃燒進行優(yōu)化:根據(jù)當前的鍋爐條件，從一模型庫中選擇一模型，其中，該模型對應于模型輸入變量與所述排氣參數(shù)之間的一種關系；基于選擇的所述模型，確定所述鍋爐的至少一個優(yōu)化模型輸入變量，用于實現(xiàn)所述優(yōu)化目標；及根據(jù)所述優(yōu)化模型輸入變量，調(diào)節(jié)所述鍋爐的執(zhí)行器。
[0008]本發(fā)明的另一個方面在于提供一種燃燒優(yōu)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:一傳感器陣列，用于收集一鍋爐中排氣的排氣參數(shù)，該排氣參數(shù)反映了所述鍋爐的燃燒狀態(tài)；一觸發(fā)器，用于判定所述鍋爐的所述排氣參數(shù)是否符合一預設的優(yōu)化目標，如果所述鍋爐的所述排氣參數(shù)不符合所述預設的優(yōu)化目標，所述觸發(fā)器觸發(fā)一優(yōu)化系統(tǒng)對燃燒進行優(yōu)化。該優(yōu)化系統(tǒng)包括:一模型選擇器，用于根據(jù)當前的鍋爐條件從一模型庫中選擇一模型，其中，該模型對應于模型輸入變量與所述排氣參數(shù)之間的一種關系；一優(yōu)化器，用于基于所述選擇的模型確定所述鍋爐的至少一個優(yōu)化模型輸入變量，用以實現(xiàn)所述優(yōu)化目標；及一調(diào)節(jié)器，用于根據(jù)所述優(yōu)化模型輸入變量調(diào)節(jié)所述鍋爐的執(zhí)行器。
【附圖說明】
[0009]通過結合附圖對于本發(fā)明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例的燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的示意圖；
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例的設置于鍋爐的后煙道的傳感器陣列的示意圖；以及
[0012]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例的燃燒優(yōu)化方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]以下將描述本發(fā)明的一個或者多個【具體實施方式】。首先要指出的是，在這些實施方式的具體描述過程中，為了進行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特征均作詳盡的描述。應當可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工程項目或者設計項目的過程中，為了實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標，或者為了滿足系統(tǒng)相關的或者商業(yè)相關的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發(fā)過程中所作出的努力可能是復雜并且冗長的，然而對于與本發(fā)明公開的內(nèi)容相關的本領域的普通技術人員而言，在本公開揭露的技術內(nèi)容的基礎上進行的一些設計，制造或者生產(chǎn)等變更只是常規(guī)的技術手段，不應當理解為本發(fā)明公開的內(nèi)容不充分。
[0014]除非另作定義，在本說明書和權利要求書中使用的技術術語或者科學術語應當為本發(fā)明所屬技術領域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權利要求書中使用的“第一”或者“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。“一個”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個。“或者”包括所列舉的項目中的任意一者或者全部?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。此外，“電路”或者“電路系統(tǒng)”以及“控制器”等可以包括單一組件或者由多個主動元件或者被動元件直接或者間接相連的集合，例如一個或者多個集成電路芯片，以提供所對應描述的功能。
[0015]本發(fā)明中使用的“可”、“可以”與“可能”等詞語表明在某些環(huán)境中事件發(fā)生的可能性；擁有一種特定屬性、特征或功能；和/或通過與某一合格動詞結合表示一個或多個能力、性能或可能性。相應地，“可能”的使用表明:被修飾的術語對于所示的能力、功能或用途是明顯適當、可匹配或合適的；同時考慮到在某些情況的存在，被修飾的術語有時可能不適當，不匹配或不合適。例如，在某些情況下，可能預期出現(xiàn)某一結果或性能；而在其他情況下，該結果或性能可能不出現(xiàn)。這一區(qū)別由表示“可能”的詞語體現(xiàn)。
[0016]鍋爐是一種密封容器，水或者其他液體在鍋爐中加熱。加熱后或者汽化后的液體離開鍋爐后，被進一步用于各種工業(yè)流程或加熱設備中，例如，集中供暖、鍋爐發(fā)電、烹飪及下水道設施。鍋爐以燃料的燃燒為熱源，燃料可以為木材、煤炭、石油或天然氣。因而，鍋爐包括一個爐膛，以供燃料和空氣在此爐膛內(nèi)進行燃燒。燃燒優(yōu)化對于鍋爐來說尤為重要。一個好的燃燒優(yōu)化系統(tǒng)可以提高燃燒效率，降低排氣中NOx和CO的濃度，延長鍋爐的使用壽命。本發(fā)明就提供了一種鍋爐的燃燒優(yōu)化系統(tǒng)。
[0017]參照圖1，一燃燒優(yōu)化系統(tǒng)I包括:一傳感器陣列1，用于收集鍋爐10中排氣的排氣參數(shù)，所述排氣參數(shù)反映了所述鍋爐10的燃燒狀態(tài)；一觸發(fā)器12，用于判定所述鍋爐10的所述排氣參數(shù)是否符合一預設的優(yōu)化目標；及一優(yōu)化系統(tǒng)13，用于對鍋爐10進行燃燒優(yōu)化。如果所述鍋爐10的排氣參數(shù)不符合所述預設的優(yōu)化目標，所述觸發(fā)器觸發(fā)所述優(yōu)化系統(tǒng)13對燃燒進行優(yōu)化，然后所述優(yōu)化系統(tǒng)13開始工作。
[0018]所述優(yōu)化系統(tǒng)13包括一模型選擇器131，用于根據(jù)當前的鍋爐條件從一模型庫中選擇一模型；一優(yōu)化器132，用于基于所述選擇的模型確定所述鍋爐10的至少一個優(yōu)化模型輸入變量，用以實現(xiàn)所述優(yōu)化目標；及一調(diào)節(jié)器134，用于根據(jù)所述優(yōu)化模型輸入變量調(diào)節(jié)所述鍋爐10的執(zhí)行器15。
[0019]在一些實施例中，所述傳感器陣列11設置于所述鍋爐10的排氣區(qū)，鍋爐的排氣經(jīng)由所述排氣區(qū)離開爐膛。所述傳感器陣列11會產(chǎn)生信號，該信號表征著離開爐膛的排氣的排氣參數(shù)。例如，參照圖2，所述傳感器陣列11設置于所述鍋爐10的后煙道16內(nèi)，后煙道16內(nèi)的氣流相對均勻，且空氣泄露少。另外，后煙道16內(nèi)的氣體已經(jīng)經(jīng)過了完全燃燒，這樣，相比于設置在燃燒室內(nèi)或省煤器后的傳感器陣列，所述傳感器陣列11收集到的排氣參數(shù)具有更好的追蹤性和可靠性。
[0020]所述傳感器陣列11包括多個傳感器111，該多個傳感器111設置于不同的位置，每個傳感器111均用于測量其所在位置的一個或多個排氣參數(shù)。所述一個或多個排氣參數(shù)包括:02濃度、CO濃度、NOx濃度、溫度、CO2濃度、SOx濃度、NH3濃度或其任意組合，其中，x為整數(shù)1、2或3中的任意一個。通過所述傳感器111在不同位置收集排氣參數(shù)，可以監(jiān)測排氣中氣體的分布狀態(tài)。
[0021]在一些實施例中，所述傳感器111均勻地排列于所述后煙道16的一橫截面，如圖2所示。每個傳感器111均測量其所在位置的O2濃度。這樣，所述系統(tǒng)I就可以判斷排氣中的O2是否分布均勻。
[0022]另一方面，包括所述傳感器111的所述傳感器陣列11為評估單個執(zhí)行器15及燃料流對于鍋爐10內(nèi)各個燃燒位置的影響提供了一種可能性。
[0023]上文提到的所述優(yōu)化目標是用戶希