存煤量和鋼球磨煤機(jī)出口溫度；
[0113] 步驟44)、通過(guò)化C控制器對(duì)鋼球磨煤機(jī)制粉運(yùn)行系統(tǒng)施加作用，驅(qū)動(dòng)再循環(huán)風(fēng)口 電動(dòng)推桿、給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制變頻器及熱風(fēng)口電動(dòng)推桿分別對(duì)應(yīng)改變鋼球磨煤機(jī)的總風(fēng)量、 給煤量和熱風(fēng)量；
[0114] 步驟45)、鋼球磨煤機(jī)制粉運(yùn)行系統(tǒng)的再循環(huán)風(fēng)口角度傳感器檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù) 鋼球磨煤機(jī)通風(fēng)量、音頻振動(dòng)傳感器和磨機(jī)進(jìn)出口壓差傳感器檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)鋼球磨煤 機(jī)存煤量、磨機(jī)出口溫度傳感器檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)鋼球磨煤機(jī)出口溫度后反饋給遺傳優(yōu)化 算法，遺傳優(yōu)化算法通過(guò)反饋回來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)與設(shè)計(jì)的最優(yōu)參數(shù)作比較，進(jìn)一步地改 變鋼球磨煤機(jī)的總風(fēng)量、給煤量和熱風(fēng)量實(shí)現(xiàn)最優(yōu)運(yùn)行。
[0115] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，應(yīng)用于某燃煤電廠，該燃煤電廠運(yùn)行采用的4臺(tái)MG350/700型 鋼球磨煤機(jī)，相關(guān)參數(shù)為：磨筒直徑D: 3.5m、磨筒長(zhǎng)度L: 7.00m、磨筒轉(zhuǎn)速n: 17.57r/min、充 球系數(shù)口 ：0.209、筒體和護(hù)板的總厚度S:0.08m、工作燃料可磨性影響系數(shù)Kgr: 1.33、煤粉細(xì) 度影響系數(shù)Kmf : 0.383、燃料系數(shù)Kr : 1.05、護(hù)甲形狀影響系數(shù)Kap : 1.0、護(hù)甲和鋼球磨損造成 出力降低的影響系數(shù)Kjd:0.95、電動(dòng)機(jī)效率Iidj:、球磨機(jī)傳動(dòng)裝置的效率Ilcd: 0.85、鋼球堆積 密度Pb: 4.9kg/m3、電機(jī)冷卻和勵(lì)磁附加消耗功率Pf j: 0.9。
[0116] 計(jì)算制粉單耗
[0117] 通過(guò)本發(fā)明設(shè)計(jì)的改進(jìn)遺傳算法程序計(jì)算得到球磨機(jī)制粉單耗為51.38kJ/kg，與 此電廠原來(lái)的球磨機(jī)制粉單耗56.17kJ/kg相比，減少了大量能耗。
[0118] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做 出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍W內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于遺傳優(yōu)化算法的鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型方法，其特征是，所述設(shè)計(jì)選型的方 法具體包括： 步驟1 )、設(shè)計(jì)某種特定鋼球磨煤機(jī)的參數(shù)； 步驟2)、從設(shè)計(jì)的鋼球磨煤機(jī)的型號(hào)和現(xiàn)有的型號(hào)中選擇鋼球磨煤機(jī)的最優(yōu)型號(hào)； 步驟3 )、確定鋼球磨煤機(jī)的最優(yōu)運(yùn)行工況參數(shù)； 步驟4)、指導(dǎo)鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的運(yùn)行。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遺傳優(yōu)化算法的鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型方法，其特征 是，所述的設(shè)計(jì)某種特定鋼球磨煤機(jī)參數(shù)的過(guò)程具體包括： 步驟11 )、計(jì)算鋼球磨煤機(jī)的消耗功率Pm:式中：電動(dòng)機(jī)效率、ricd鋼球磨煤機(jī)傳動(dòng)裝置的效率、化鋼球的堆積密度、Kr燃料系數(shù)、 Kap護(hù)甲形狀影響系數(shù)、D磨筒直徑、L磨筒長(zhǎng)度、η磨筒轉(zhuǎn)速、^充球系數(shù)、S筒體和護(hù)板的總厚 度和Ρ。電機(jī)冷卻與勵(lì)磁附加消耗功率為已知常數(shù)； 步驟12)、計(jì)算制粉系統(tǒng)的研磨出力Bm; 步驟121)、計(jì)算磨內(nèi)通風(fēng)量影響系數(shù)：式中，β為實(shí)際系統(tǒng) 運(yùn)行時(shí)的磨煤通風(fēng)量與鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)的最佳通風(fēng)量之比，，斷為實(shí)際 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的磨煤通風(fēng)量，&為鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)的最佳通風(fēng)量； 步驟122)、計(jì)算磨內(nèi)存煤量影響系數(shù):Kcm=r(2-r) (3)，式中，r為實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)鋼球 磨煤機(jī)內(nèi)存煤量與設(shè)計(jì)最大存煤量之比，丫 T為實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)鋼球磨煤機(jī) 內(nèi)存煤量，丫 S為設(shè)計(jì)最大存煤量； 步驟123)、計(jì)算鋼球磨煤機(jī)出口溫度影響系數(shù)：tm為實(shí) 際系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的鋼球磨煤機(jī)出口溫度； 步驟124)、根據(jù)公式2、公式2-1、公式3、公式3-1和公式4計(jì)算制粉系統(tǒng)的研磨出力Bm:式中：D磨筒直徑、L磨筒長(zhǎng)度、η磨筒轉(zhuǎn)速、巧充球系數(shù)、Kap護(hù)甲形狀影響系數(shù)、Kjd護(hù)甲和 鋼球磨損造成的出力降低的影響系數(shù)、Kgr工作燃料可磨性的影響系數(shù)和Kmf煤粉細(xì)度影響 系數(shù)為已知常數(shù)； 步驟13)、根據(jù)公式1和公式5計(jì)算鋼球磨煤機(jī)消耗的制粉單耗Em:步驟14)、利用遺傳算法計(jì)算min斬(B，￡，n，口，&反;3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于遺傳優(yōu)化算法的鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型方法，其特征 是，所述的步驟14)具體包括： 步驟141)、定義八個(gè)變量〇,4n，巧成反，對(duì)八個(gè)變量進(jìn)行實(shí)數(shù)編碼，并結(jié)合2組專家 經(jīng)驗(yàn)，形成一定規(guī)模的初始種群A; 步驟142)、定義制粉單耗Em為遺傳算法檢驗(yàn)個(gè)體的適應(yīng)度評(píng)價(jià)函數(shù)，并W此函數(shù)對(duì)種群 A中的所有個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度計(jì)算； 步驟143)、根據(jù)適應(yīng)度值對(duì)個(gè)體進(jìn)行排序，選擇最大適應(yīng)度的個(gè)體，判斷是否滿足終止 條件，如滿足終止條件，執(zhí)行步驟144)操作，如不滿足終止條件，執(zhí)行步驟145)操作； 步驟144)、輸出化L η系5'，/?，，結(jié)束運(yùn)行； 步驟145)、W該種群所有個(gè)體適應(yīng)度的平均值為闊值，選出高于此闊值的個(gè)體為模板 進(jìn)行遺傳算法的選擇操作； 步驟146)、使用交叉概率和變異概率，進(jìn)行兩點(diǎn)交叉與均勻變異操作； 步驟147)、在產(chǎn)生新個(gè)體的過(guò)程中，刪除相似度高的個(gè)體，建立新種群，執(zhí)行步驟142) 操作。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于遺傳優(yōu)化算法的鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型方法，其特征 是，所述的選擇鋼球磨煤機(jī)最優(yōu)型號(hào)的過(guò)程具體包括： 步驟21)、根據(jù)某一鋼球磨煤機(jī)的型號(hào)，確定其磨筒直徑D、磨筒長(zhǎng)度L、磨筒轉(zhuǎn)速η、充球 系數(shù)、筒體和護(hù)板的總厚度S; 步驟22)、根據(jù)公式6計(jì)算min Em(0, 丫，tm):，得出該型號(hào)的最優(yōu)運(yùn)行結(jié)果min Emi; 步驟23)、依次算出其余型號(hào)的最優(yōu)運(yùn)行結(jié)果min Em2，minEm3，...，min Emi6,從中選出最 小的制粉單耗min Em,其對(duì)應(yīng)的型號(hào)即為鋼球磨煤機(jī)最優(yōu)型號(hào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于遺傳優(yōu)化算法的鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型方法，其特征 是，所述的確定鋼球磨煤機(jī)最優(yōu)運(yùn)行工況參數(shù)的過(guò)程具體包括： 步驟31)、根據(jù)公式6求解步驟32)、定義Ξ個(gè)變量β、丫、U，對(duì)Ξ個(gè)變量進(jìn)行實(shí)數(shù)編碼，并結(jié)合2組專家經(jīng)驗(yàn)，形成 一定規(guī)模的初始種群Β; 步驟33)、定義制粉單耗Em為遺傳算法檢驗(yàn)個(gè)體的適應(yīng)度評(píng)價(jià)函數(shù)，并W此函數(shù)對(duì)種群 中的所有個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度計(jì)算； 步驟34)、根據(jù)適應(yīng)度值對(duì)個(gè)體進(jìn)行排序，選擇最大適應(yīng)度的個(gè)體，判斷是否滿足終止 條件，如滿足終止條件，執(zhí)行步驟35)操作，如不滿足終止條件，執(zhí)行步驟36)操作； 步驟35)、輸出β、丫、U，結(jié)束運(yùn)行； 步驟36)、W該種群所有個(gè)體適應(yīng)度的平均值為闊值，選出高于此闊值的個(gè)體為模板進(jìn) 行遺傳算法的選擇操作； 步驟37)、使用交叉概率和變異概率，進(jìn)行兩點(diǎn)交叉與均勻變異操作； 步驟38)、在產(chǎn)生新個(gè)體的過(guò)程中，刪除相似度高的個(gè)體，建立新種群，執(zhí)行步驟33)操 作。6. 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的一種基于遺傳優(yōu)化算法的鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型方法，其特 征是，所述的終止條件包括最大適應(yīng)度值和平均適應(yīng)度值的變化不大、趨于穩(wěn)定，或/和相 鄰GAP代種群的距離小于可接受值;所述的交叉概率為0.4--0.9，變異概率為0.01--0.1。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遺傳優(yōu)化算法的鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型方法，其特征 是，所述的指導(dǎo)鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程具體包括： 步驟41)、將燃料特性參數(shù):工作燃料可磨性的影響系數(shù)Kgr，煤粉細(xì)度影響系數(shù)Kmf和燃 料系數(shù)枯、結(jié)構(gòu)特性參數(shù):磨筒直徑0，磨筒長(zhǎng)度!^，磨筒轉(zhuǎn)速11，充球系數(shù)和筒體與護(hù)板的總 厚度S輸入遺傳優(yōu)化算法； 步驟42)、將磨機(jī)入口負(fù)壓傳感器和再循環(huán)風(fēng)口角度傳感器檢測(cè)到的通風(fēng)量、磨機(jī)進(jìn)出 口壓差傳感器和音頻振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的磨內(nèi)存煤量、溫度傳感器和熱風(fēng)口角度傳感器檢 測(cè)到的磨機(jī)出口溫度輸入遺傳優(yōu)化算法； 步驟43)、通過(guò)遺傳優(yōu)化算法迭代計(jì)算出最優(yōu)的鋼球磨煤機(jī)通風(fēng)量、鋼球磨煤機(jī)內(nèi)存煤 量和鋼球磨煤機(jī)出口溫度； 步驟44)、通過(guò)化C控制器對(duì)鋼球磨煤機(jī)制粉運(yùn)行系統(tǒng)施加作用，驅(qū)動(dòng)再循環(huán)風(fēng)口電動(dòng) 推桿、給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制變頻器及熱風(fēng)口電動(dòng)推桿分別對(duì)應(yīng)改變鋼球磨煤機(jī)的總風(fēng)量、給煤 量和熱風(fēng)量； 步驟45)、鋼球磨煤機(jī)制粉運(yùn)行系統(tǒng)的再循環(huán)風(fēng)口角度傳感器檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)鋼球 磨煤機(jī)通風(fēng)量、音頻振動(dòng)傳感器和磨機(jī)進(jìn)出口壓差傳感器檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)鋼球磨煤機(jī)存 煤量、磨機(jī)出口溫度傳感器檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)鋼球磨煤機(jī)出口溫度后反饋給遺傳優(yōu)化算 法，遺傳優(yōu)化算法通過(guò)反饋回來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)與設(shè)計(jì)的最優(yōu)參數(shù)作比較，進(jìn)一步地改變 鋼球磨煤機(jī)的總風(fēng)量、給煤量和熱風(fēng)量實(shí)現(xiàn)最優(yōu)運(yùn)行。
【專利摘要】一種基于遺傳算法的鋼球磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型方法，它包括以下步驟：步驟1)、設(shè)計(jì)某種特定鋼球磨煤機(jī)的參數(shù)；步驟2)、從設(shè)計(jì)的鋼球磨煤機(jī)的型號(hào)和現(xiàn)有的型號(hào)中選擇鋼球磨煤機(jī)的最優(yōu)型號(hào)；步驟3)、確定鋼球磨煤機(jī)的最優(yōu)運(yùn)行工況參數(shù)；步驟4)、指導(dǎo)鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的運(yùn)行。本發(fā)明根據(jù)理論依據(jù)，基于最小制粉單耗原則，利用遺傳算法進(jìn)行參數(shù)自動(dòng)尋優(yōu)，給出最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指導(dǎo)，設(shè)計(jì)遺傳算法控制流程，計(jì)算出最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)β、γ、tm，提高制粉系統(tǒng)出力，保證系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，能夠提高球磨機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，能夠有效提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，從而為企業(yè)帶來(lái)更多的利潤(rùn)。
【IPC分類】G06F17/50, G06N3/12, B02C17/18, G06Q10/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105701576
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610060155
【發(fā)明人】張成梁, 楊家芳, 曹永華, 胡延安
【申請(qǐng)人】濟(jì)南重工股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日