專利名稱：一種生物質爐燃燒優化的方法
技術領域：
本發明屬于信息與控制技術領域，涉及一種生物質爐的燃燒優化的方法。
背景技術：
生物質爐燃燒優化的方法是節能減排的重要技術手段，其目標是在一定的負荷(生物質燃料給料速度)條件下，通過調整生物質爐配風的運行參數而獲得高效率、低污染排放的運行狀態。生物質爐的配風參數的搭配對生物質爐燃燒狀態有直接的影響，不同的配風、氧量等操作參數的配置會直接導致不同的燃燒效率及污染氣體的排放量的情況。對于給定的生物質爐，在一定的負荷條件下，針對不同的燃燒狀態特征指標，存在一種最優的配風方案，能夠使相應燃燒狀態的特征指標最優化，但是，生物質爐的操作參數間有著復雜的耦合關系，要找到最優的配風并不容易。隨著科學技術的不斷進步，自動化程度也在不斷提高，但是生物質爐燃燒優化控制問題還沒有很好的得到解決。實際中生物質爐的燃燒優化主要是靠工作人員經驗運行，因此實際運行中的參數配置還存在較大的提升空間，而且不能實現根據生物質爐燃燒的實時變化情況進行在線的優化。

發明內容
本發明的目標是針對生物質爐燃燒優化中的難題，提出一種具有自學習能力的燃燒優化方法，優化內容兼顧了經濟性和環保性。本發明方法通過機器學習，在大量不同的運行參數組合中，挖掘出運行參數與燃燒狀態的特征指標間的關系模型，再結合優化算法進行生物質爐的燃燒優化是非常有潛力的方法。如何使該方法真正達到生物質爐燃燒生產實際的要求，是困擾工程技術人員的難題，主要難題包括，如何提高模型的預測和泛化能力，如何提高模型的增量學習能力，如何豐富燃燒優化的目標，使之達到兼顧各項指標的更全面的優化的目的等。本發明方法的具體步驟是
步驟(I).采集生物質爐運行參數及相關的表征生物質爐燃燒狀態的特征指標，建立數據庫；具體的生物質爐運行參數通過生物質爐運行數據庫獲取，或直接通過儀器測量采集，不同的生物質燃料(生物質燃料的原料和來源不同)要分開采集數據，以便有針對性的分別建模。所述的生物質爐運行參數數據包括生物質燃料的工業分析指標，一次風速、二次風速，氧量，燃盡風速，生物質燃料給料速度；所述的表征生物質爐燃燒狀態的特征指標的數據包括煙氣的NOx濃度和生物質爐燃燒效率，其獲得的方法為成熟技術；
這個過程是積累數據的階段，為后邊的數據挖掘建模做準備；
步驟(2).建模數據選擇，針對給定的生物質爐，選擇100組以上數據作為建模數據，數據要包括不同生物質燃料給料速度的情況。步驟(3).采用最小二乘支持向量機方法針對建模數據建模，建立生物質爐燃燒狀態的特征指標與各爐運行參數間的模型；具體建模方法如下
用于建模樣本的輸入參數及表征生物質爐燃燒狀態特征的輸出參數可以表示為
，其中A表示第i組作為輸入數據的生物質爐運行參數向量，$表示第$組作為輸
出參數的表征生物質爐燃燒狀態特征的參數，N為樣本數量，以實際運行數據為基礎建立運行操作參數與生物質爐不同燃燒狀態指標間的模型；
采用最小二乘支持向量機算法建模，最小二乘支持向量機核函數選為徑向基函數
權利要求
1.一種生物質爐燃燒優化的方法，其特征在于該方法的具體步驟是 步驟(I).采集生物質爐運行參數及相關的表征生物質爐燃燒狀態的特征指標，建立數據庫； 所述的生物質爐運行參數數據包括生物質燃料的工業分析指標、一次風速、二次風速、氧量、燃盡風速、生物質燃料給料速度；生物質爐運行參數通過生物質爐運行數據庫獲取，或直接通過儀器測量采集，不同的生物質燃料分開采集數據，分別建模； 所述的表征生物質爐燃燒狀態的特征指標的數據包括煙氣的NOx濃度和生物質爐燃燒效率； 步驟(2).建模數據選擇，針對給定的生物質爐，選擇100組以上數據作為建模數據，數據要包括不同生物質燃料給料速度的情況； 步驟(3).采用最小二乘支持向量機方法針對建模數據建模，建立生物質爐燃燒狀態的特征指標與各爐運行參數間的模型；具體建模方法如下 用于建模樣本的輸入參數及表征生物質爐燃燒狀態特征的輸出參數可以表示為，其中&表示第。組作為輸入數據的生物質爐運行參數向量 '表亍第組作為輸出參數的表征生物質爐燃燒狀態特征的參數，N為樣本數量，以實際運行數據為基礎建立運行操作參數與生物質爐不同燃燒狀態指標間的模型； 采用最小二乘支持向量機算法建模，最小二乘支持向量機核函數選為徑向基函數
全文摘要
本發明涉及一種生物質爐的燃燒優化的方法。目前不能根據生物質爐燃燒的實時變化情況進行在線優化。本發明方法首先采集生物質爐運行參數及相關的表征生物質爐燃燒狀態的特征指標，建立數據庫；然后針對給定的生物質爐，選擇數據作為建模數據，數據要包括不同生物質燃料給料速度的情況；采用最小二乘支持向量機方法針對建模數據建模，建立生物質爐燃燒狀態的特征指標與各爐運行參數間的模型，再利用蟻群優化算法結合所建模型，針對模型對應的生物質燃料及不同的生物質爐燃燒狀態特征指標或指標組合，進行生物質爐燃燒參數配置的優化。本發明方法可有效提高生物質爐燃燒優化的效率和全面性，既可以實施離線優化也可以進行在線實時燃燒優化。
文檔編號G06F17/30GK102750424SQ201210245039
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者楊慧敏, 王俊宏, 王春林, 薛安克, 鐘哲科, 陳云 申請人:杭州電子科技大學