[发明专利]一种基于粒子群算法的分仓组合掺烧方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于粒子群算法的分仓组合掺烧方法，分仓组合掺烧方法包括以下步骤：步骤一、设置边界约束条件体系；步骤二、构建边界约束条件体系的数学表达式；步骤三、确定目标函数，利用粒子群优化算法对目标函数在构建出的数学表达式中进行全局寻优搜索，获得分仓组合掺烧最优方案。本发明还提供了一种基于粒子群算法的分仓组合掺烧系统。本发明简单易行，计算准确度高，绝大部分现有火电机组均可在燃煤掺配过程中通过本方法实现优化。优化后的方案可在保证锅炉的安全稳定运行的前提下配制条件最优的混煤方案，从而大大降低了掺烧运行成本与购煤成本，使燃煤电厂获得长远收益。

技术领域

本发明属于锅炉配煤掺烧领域，涉及一种基于粒子群算法的分仓组合掺烧方法及系统。

背景技术

目前各发电企业普遍存在实际燃用煤种与设计或校核煤种严重不符的问题，煤源多、价格波动大且煤质差别大，给锅炉安全、环保、经济运行带来诸多问题。

配煤掺烧是解决该类问题最简单有效的方法。配煤掺烧有多种实现方式，分仓组合是其中较复杂但效果最佳的一种方式，分仓组合是指将不同的入厂煤在不同原煤仓中进行掺配后磨制，并由相对应的燃烧器燃用该混煤。分仓组合掺烧具有控制灵活、负荷适应性好、入炉煤质调整速度快以及燃烧稳定性易掌握等优点。但要获得燃煤分仓组合掺烧的优化方案极难准确实现。例如，选定10种单煤，六台磨煤机，每个原煤仓不超过两种单煤，且比例步进为10％的掺配条件下，具有多达种掺配结果。并且随着可掺配煤种数量的增加，结果呈幂数级增长，逐一比较各掺配结果的优劣基本无可能。因此，如果能够通过先进的方法实现快速、精准的分仓组合掺烧将不仅可以解决锅炉燃烧的诸多问题，同时获得极为可观的经济效益，为将来的智能化掺烧技术提供坚实的基础。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中分仓组合掺烧方案极难准确实现的问题，提供一种基于粒子群算法的分仓组合掺烧方法及系统，在满足所有磨煤机及锅炉燃烧性能的多参数限制条件后，建立目标函数通过粒子群优化算法计算获得所有原煤仓掺配的煤种与比例。

为了实现上述目的，本发明有以下技术方案：

一种基于粒子群算法的分仓组合掺烧方法，包括以下步骤：

步骤一、设置边界约束条件体系；

步骤二、构建边界约束条件体系的数学表达式；

步骤三、确定目标函数，利用粒子群优化算法对目标函数在构建出的数学表达式中进行全局寻优搜索，获得分仓组合掺烧最优方案。

作为本发明分仓组合掺烧方法的一种优选方案，所述的边界约束条件包括煤种约束条件、原煤仓约束条件、机组运行约束条件以及投运磨约束条件。

作为本发明分仓组合掺烧方法的一种优选方案，步骤一具体包括：设置煤种约束条件为选定所有可参与掺烧的煤种，设置各煤种最大及最小掺配比例，设置比例归整步长；设置原煤仓约束条件为设置原煤仓最多能够掺配的煤种数量，设置各原煤仓不能掺配的或必须掺配的煤种；设置机组运行约束条件为设置机组掺烧工况运行的最大电负荷、最大供汽量、最大供暖量以及最大入炉硫分；设置投运磨约束条件为选择投运磨煤机编号，并配置其对应原煤仓的混煤煤质需求范围，包括热值、挥发分、灰分、水分及硫分。

作为本发明分仓组合掺烧方法的一种优选方案，步骤二构建的边界约束条件体系的数学表达式如下：

C_max≤nc

r_i,min≤R_i≤r_i,max

R_step＝r_step

式中nc为原煤仓最多掺配煤种数量，r_i,min与r_i,max为i煤种最小及最大掺配比例，i为正整数；r_step为比例归整步长；