[发明专利]一种基于机器学习的风粉在线测量方法

说明书

一种基于机器学习的风粉在线测量方法，通过试验获得样本数据，通过径向基神经网络算法对样本进行学习训练，得到模型参数；判断学习训练结果，然后通过在线模型导入并计算，得到实时测量值，即进行煤粉输粉管道速度及浓度的实时计算；判断实时测量结果：验证实时计算结果，如果符合要求则结束计算。本发明应用径向基神经网络算法建立数据模型，通过机器学习的计算拟合，得到煤粉输粉管道的风速、浓度等流动参数，为锅炉状态监测提供了可靠数据。

技术领域

本发明属于锅炉状态监测技术领域，尤其涉及一种煤粉输粉管道风粉速度、浓度在线测量装置和方法。

背景技术

现代火电机组中煤粉输粉管道的监测主要是通过差压法测量其一次风速，对于煤粉浓度的测量是欠缺的。差压测量方法在机组运行实时测量中存在很大的问题：一是差压法测量设备磨损严重，一般机组运行半年左右就需要更换取样器；二是差压法测量过程中经常发生堵塞，需要压缩空气进行反吹扫，导致测量中断。

为解决这些问题，市场上出现了多种测量方法，包括微波法、光电检测法、激光法、超声波法、静电感应法等。但是这些新的方法对煤粉输粉管道风速、浓度的测量时出现了一些新的问题，主要表现在以下几个方面：1)测量设备成本高；2)测量设备对环境的适应性差，从而导致稳定性差；3)测量精度低，灵敏度差；4)安装要求高等。这些缺点及问题导致上述测量方法在实际应用中无法取得良好效果，而通过基于机器学习算法的风粉测量装置和方法可以很好的解决这些问题，该系统具有使用维护方便的特点，能够很好的适应电厂运行、检修的要求。

发明内容

针对上述背景技术中提到在线测量稳定性差、测量精度低、灵敏度差等问题，本发明运用气固两相流的流动原理，通过分析煤粉输粉管道压力与风速浓度的关系，提出了一种基于机器学习的风粉测量装置和方法。

本发明的技术方案是：

一种基于机器学习的风粉在线测量方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

步骤1：分析制粉系统的特点，确定影响煤粉输粉管道风速、浓度的各参数，同时在煤粉输粉管道上安装两台压力变送器，用来实时监测管道内的静压力；

步骤2：进行制粉系统性能试验并记录试验数据，所述试验数据包括试验测量得到的煤粉输粉管道中的一次风速及浓度，以及在试验中记录步骤1中所安装的压力变送器的测量值以及磨煤机一次风入口压力、一次风挡板开度、磨煤机料位差压、磨煤机瞬时给煤量、磨煤机入口一次风量、一次风母管压力参数值；

步骤3：将步骤2中的试验数据作为样本数据,样本数据包括步骤2中用试验测量得到的煤粉输粉管道中的速度及浓度以及在试验中记录的步骤1中的安装的压力变送器的测量值、磨煤机一次风入口压力、一次风挡板开度、磨煤机料位差压、磨煤机瞬时给煤量、磨煤机入口一次风量、一次风母管压力等n个参数，其中各参数用x₁、x₂…x_n表示，同时将试验得到的煤粉输粉管道的速度及浓度数据分别作为拟合的目标值，此处用z(p)表示，p表示为第p个工况；

步骤4：应用机器学习算法建立模型并对样本数据学习训练，得到拟合目标的函数表达式F(p)；

步骤5：判断F(p)与z(p)两者的差，当[z(p)-F(p)]/z(p)的绝对值在预定精度范围内则学习结果可用，所求得的w_m(p)即为模型参数，否则返回步骤4调整神经网络学习率λ重新进行学习训练，直到[z(p)-F(p)]/z(p)的绝对值在预定精度范围内，然后进入步骤6；

其中，若z(p)为风速的试验测量值，则所求的模型即为风速测量模型，所求的参数即为风速模型参数；如果z(p)为浓度的试验测量值，则所求的模型即为浓度测量模型，所求的参数即为浓度模型参数；

步骤6：在测量计算站中搭建风速、浓度计算模型，并导入步骤5中的模型参数；