電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究

《電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》以電站鍋爐燃煤結渣為主題，主要研究電站鍋爐的結渣機理及結渣過程。從煤質(zhì)的單項指標入手，建立煤種在電站鍋爐結渣的靜態(tài)預測模型，分析鍋爐運行過程中的動態(tài)結渣判斷方法，討論運行鍋爐防止結渣的措施，建立鍋爐動態(tài)結渣預測模型。鍋爐吹灰是防止結渣的重要手段，《電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》推導并建立了受熱面最佳吹灰周期模型?！峨娬惧仩t燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》還研究了利用多種因素建立鍋爐結渣的綜合預測模型，并利用編程工具將各種模型用計算機來實現(xiàn)，為生產(chǎn)現(xiàn)場提供燃煤鍋爐預測軟件。《電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》特點_力求從不同的角度，用不同的學術觀點對鍋爐結渣的原因進行分析一用不同的方法對鍋爐結渣進行預測判斷，力求對電站鍋爐燃煤結渣預測和判斷有較全面的認識通過幾個典型的電站鍋爐結渣案例，分析結渣原因以及防止結渣的措施，以便同類機組參考借鑒。

引言

第1章 鍋爐結渣的機理及其過程

1.1 背景資料

1.2 鍋爐結渣的機理及其過程

1.2.1 受熱面污染的幾個重要問題

1.2.2 爐內(nèi)污染的形成

1.2.3 對流受熱面積的積灰和結渣

1.2.4 鍋爐受熱方面的結渣機理

1.3 主要內(nèi)容與目的

1.3.1 主要內(nèi)容

1.3.2 目的

第2章 燃煤鍋爐結渣的靜態(tài)預測

2.1 根據(jù)煤灰的成分特性來預測

2.1.1 根據(jù)鐵含量來預測

2.1.2 堿金屬含量預測

2.1.3 根據(jù)煤灰中的氯的含量，

2.1.4 利用煤灰的硅比G

2.1.5 根據(jù)灰中的堿/酸（B/A）比

2.1.6 酸堿性比與硅鋁比的乘積預測結渣

2.1.7 根據(jù)硫份預測結渣

2.1.8 用污染指數(shù)Rf

2.2 用煤灰物理特性對結渣傾向進行預測.

2.2.1 煤灰熔化的溫度

2.2.2 灰渣粘溫特性評判煤質(zhì)結渣傾向..

2.2.3 用煤灰的燒結強度預測

2.2.4 類試燒判斷法

2.2.5 根據(jù)焦渣比預測

2.3 非常規(guī)判斷方法

2.3.1 根據(jù)煤中的鐵含量判斷結渣

2.3.2 相圖法

2.3.3 熱顯微鏡法

2.4 小結

第3章 鍋爐結渣的動態(tài)判斷及防止措施

3.1 爐膛結渣的動態(tài)判斷

3.1.1 運行鍋爐結渣判斷的依據(jù)

3.1.2 運行鍋爐結渣的判斷方法

3.2 運行中防止鍋爐結渣的措施

3.2.1 我國鍋爐結渣的狀況

3.2.2 爐膛結渣及出口粘灰的特征

3.2.3 選擇較低的爐膛熱負荷

3.2.4 合理的爐內(nèi)溫度水平

3.2.5 爐膛內(nèi)合理燃燒氣氛

3.2.6 良好的爐內(nèi)空氣動力場

3.2.7 加強燃燒調(diào)節(jié)——合理配風

3.2.8 進行混煤的燃燒

3.2.9 合理的吹灰

3.2.1 0最佳吹灰周期的確定

3.2.1 1其他方面

3.2.1 2鍋爐結渣案例分析

3.3 小結

第4章 燃煤鍋爐結渣的綜合判斷

4.1 單一指標判斷結渣的局限性

4.2 煤灰的熔化溫度回歸算法

4.3 綜合判斷指數(shù)R

4.4 IRTSQ判別法

4.5 Altmann結渣判斷模型

4.6 模糊綜合判斷

4.6.1 模糊評判的數(shù)學原理

4.6.2 單一煤中結渣傾向判斷模型

4.6.3 混煤結渣傾向的判斷模型

4.6.4 分析討論

4.7 運行鍋爐結渣的綜合判斷模型

4.8 人工神經(jīng)網(wǎng)絡綜合預測法

4.9 鍋爐結渣診斷與監(jiān)控

4.10 小結

第5章 鍋爐結渣預測軟件

5.1 前言

5.2 軟件的設計

5.3 軟件編碼和測試

5.4 主要模塊功能

5.5 軟件主要特點

5.6 討論

第6章 總結與展望

6.1 總結

6.2 展望

參考文獻

后記 2100433B

《電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》以電站鍋爐燃煤結渣為主題，主要研究電站鍋爐的結渣機理及結渣過程。從煤質(zhì)的單項指標入手，建立煤種在電站鍋爐結渣的靜態(tài)預測模型，分析鍋爐運行過程中的動態(tài)結渣判斷方法，討論運行鍋爐防止結渣的措施，建立鍋爐動態(tài)結渣預測模型。鍋爐吹灰是防止結渣的重要手段，《電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》推導并建立了受熱面最佳吹灰周期模型。

《電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》還研究了利用多種因素建立鍋爐結渣的綜合預測模型。根據(jù)模糊數(shù)學理論，建立了幾個綜合預測模型：單一煤種的結渣預測模型CSMI，該模型可為現(xiàn)場購煤提供參考；混煤結渣判斷模型CBM2，該模型可為現(xiàn)場配煤、鍋爐混煤優(yōu)化燃燒提供依據(jù)；運行鍋爐結渣判斷模型BMM3，利用該模型可為現(xiàn)場優(yōu)化運行提供幫助。隨后利用編程工具將各種模型用計算機來實現(xiàn)，為生產(chǎn)現(xiàn)場提供燃煤鍋爐預測軟件。最后，《電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》還對鍋爐結渣的研究方向進行了展望。

《電站鍋爐燃煤結渣預測模型及診斷軟件的研究》可以供動力類科技工作者參考，尤其是供電廠運行人員參考借鑒，也可作為大中專院校能源類專業(yè)學生的參考用書。

電網(wǎng)污閃預測系統(tǒng)基于Java技術的電網(wǎng)污閃預測系統(tǒng)

研究的電網(wǎng)污閃預測系統(tǒng)以電網(wǎng)污閃預測數(shù)學模型為核心，采用Java技術與Oracle數(shù)據(jù)庫技術，建立電網(wǎng)污閃預測系統(tǒng)Java軟件包，能夠與電網(wǎng)防災減災系統(tǒng)服務程序和大型數(shù)據(jù)庫的無縫鏈接。在污閃預測理論研究的基礎上，實現(xiàn)了污閃預測的實用化、智能化和網(wǎng)絡化。

電網(wǎng)污閃預測系統(tǒng)應用Java技術是基于其技術的主導地位及其優(yōu)秀的應用性能。Java是一種跨平臺，適合于分布式計算環(huán)境的面向?qū)ο缶幊陶Z言。

其主要特點有:

(1)簡單、面向?qū)ο蠛蛻脧V泛。Java的簡單首先體現(xiàn)在精簡的系統(tǒng)上，力圖用最小的系統(tǒng)實現(xiàn)足夠多的功能;對硬件的要求不高，在小型的計算機上便可以良好的運行。和所有的新一代的程序設計語言一樣，Java也采用了面向?qū)ο蠹夹g并更加徹底，所有的Java程序均是對象，封裝性實現(xiàn)了模塊化和信息隱藏，繼承性實現(xiàn)了代碼的復用，用戶可以建立自己的類庫。而且Java采用的是相對簡單的面向?qū)ο蠹夹g，去掉了運算符重載、多繼承的復雜概念，而采用了單一繼承、類強制轉換、多線程、引用(非指針)等方式，無用內(nèi)存自動回收機制也使得程序員不必費心管理內(nèi)存，是程序設計更加簡單，同時大大減少了出錯的可能。Java語言采用了C語言中的大部分語法，熟悉C語言的程序員會發(fā)現(xiàn)Java語言在語法上與C語言極其相似。

(2)魯棒性和安全性。Java語言在編譯及運行程序時，都要進行嚴格的檢查。作為一種強制類型語言，Java在編譯和連接時都進行大量的類型檢查，防止不匹配問題的發(fā)生。如果引用一個非法類型、或執(zhí)行一個非法類型操作，Java將在解釋時指出該錯誤。在Java程序中不能采用地址計算的方法通過指針訪問內(nèi)存單元，大大減少了錯誤發(fā)生的可能性;而且Java的數(shù)組并非用指針實現(xiàn)，這樣就可以在檢查中避免數(shù)組越界的發(fā)生。無用內(nèi)存自動回收機制也增加了Java的魯棒性。作為網(wǎng)絡語言，Java必須提供足夠的安全保障，并且要防止病毒的侵襲。Java在運行應用程序時，嚴格檢查其訪問數(shù)據(jù)的權限，比如不允許網(wǎng)絡上的應用程序修改本地的數(shù)據(jù)。下載到用戶計算機中的字節(jié)代碼在其被執(zhí)行前要經(jīng)過一個核實工具，一旦字節(jié)代碼被核實，便由Java解釋器來執(zhí)行，該解釋器通過阻止對內(nèi)存的直接訪問來進一步提高Java的安全性。同時Java極高的魯棒性也增強了Java的安全性。

(3)結構中立且可移植。計算機網(wǎng)絡上充滿了各種不同類型的機器和操作系統(tǒng)，為使Java程序能在網(wǎng)絡的任何地方運行，Java編譯器編譯生成了與體系結構無關的字節(jié)碼結構文件格式。任何種類的計算機，只有在其處理器和操作系統(tǒng)上有Java運行時環(huán)境，字節(jié)碼文件就可以在該計算機上運行。即使是在單一系統(tǒng)的計算機上，結構中立也有非常大的作用。隨著處理器結構的不斷發(fā)展變化，程序員不得不編寫各種版本的程序以在不同的處理器上運行，這使得開發(fā)出能夠在所有平臺上工作的軟件集合是不可能的。而使用Java將使同一版本的應用程序可以運行在所有的平臺上。體系結構的中立也使得Java系統(tǒng)具有可移植性。Java運行時系統(tǒng)可以移植到不同的處理器和操作系統(tǒng)上，Java的編譯器是由Java語言實現(xiàn)的，解釋器是由Java語言和標準C語言實現(xiàn)的，因此可以較為方便的進行移植工作。

電網(wǎng)污閃預測系統(tǒng)電網(wǎng)污閃預測系統(tǒng)應用軟件

應用Java編程語言，將污閃預測模型轉化為污閃預測應用軟件。污閃預測系統(tǒng)軟件是電網(wǎng)綜合防災減災系統(tǒng)的分系統(tǒng)軟件，也可獨立運行。

污閃預測應用軟件的主要功能有:自動從氣象預報數(shù)據(jù)庫中提取氣象預報信息，并將氣象預報信息進行預處理，轉換為污閃預測模型能夠使用的數(shù)據(jù)類型;根據(jù)氣象預報數(shù)據(jù)對等值鹽密、污閃電壓做出預測;對污閃等級做出分級預警;將等值鹽密、污閃電壓及污閃分級預報信息存儲到污閃數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)系統(tǒng)要求將相關信息在防災減災系統(tǒng)中發(fā)布;能夠根據(jù)新的氣象記錄信息自動完成數(shù)學模型的不斷優(yōu)化和修正。

污閃預測軟件包括:等值鹽密預測軟件包、污閃臨界電壓預測軟件包及污閃分級預警分析軟件包、數(shù)據(jù)庫接入軟件包及其它外圍服務軟件包組成。這些功能軟件包按照功能和相互之間關系分別封裝不同的類(Class )中。

污閃預測軟件的完成形式為一個按一定命名規(guī)則封裝好的帶有程序包入口的Java服務程序包，污閃預測軟件按防災減災綜合服務程序要求，與其它分系統(tǒng)功能的應用軟件包一起被封裝在防災減災系統(tǒng)的綜合服務程序內(nèi)。

污閃預測軟件的一個重要組成部分是Oracle數(shù)據(jù)庫訪問軟件包。在完成污閃預測軟件的同時，根據(jù)防災減災系統(tǒng)功能的要求，還需要同時建立污閃預測數(shù)據(jù)相關的Oracle數(shù)據(jù)庫。

電網(wǎng)污閃預測系統(tǒng)污閃預測軟件系統(tǒng)的Oracle數(shù)據(jù)庫

Oracle數(shù)據(jù)庫是污閃預測軟件系統(tǒng)的重要組成部分，是有效地進行污閃相關數(shù)據(jù)存儲、共享及處理的環(huán)境和工具。

Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個應用廣泛、技術成熟的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。Oracle是面向?qū)ο笙到y(tǒng)，具有很好的網(wǎng)絡性能，數(shù)據(jù)庫功能強大。支持大數(shù)據(jù)庫、多用戶的高性能的事務處理l’2v]。Oraclea支持大數(shù)據(jù)庫，其大小可到幾百千兆，可充分利用硬件設備。支持大量用戶同時在同一數(shù)據(jù)上執(zhí)行各種數(shù)據(jù)應用，并使數(shù)據(jù)爭用最小，保證數(shù)據(jù)一致性。

Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有高開放性能。Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)每天可連續(xù)24小時工作，正常的系統(tǒng)操作(后備或個別計算機系統(tǒng)故障)不會中斷數(shù)據(jù)庫的使用?？煽刂茢?shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的可用性，可在數(shù)據(jù)庫級或在子數(shù)據(jù)庫級上控制。Oracle遵守數(shù)據(jù)存取語言、操作系統(tǒng)、用戶接口和網(wǎng)絡通信協(xié)議的工業(yè)標準。所以它是一個開放系統(tǒng)，最大限度的保護了用戶的投資。

Oracle支持分布式數(shù)據(jù)庫和分布處理。為了充分利用計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡，允許將處理分為數(shù)據(jù)庫服務器和客戶應用程序，所有共享的數(shù)據(jù)管理由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的計算機處理，而運行數(shù)據(jù)庫應用的工作站集中于解釋和顯示數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡連接的計算機環(huán)境，Oracle將存放在多臺計算機上的數(shù)據(jù)組合成一個邏輯數(shù)據(jù)庫，可被全部網(wǎng)絡用戶存取。分布式系統(tǒng)像集中式數(shù)據(jù)庫一樣具有透明性和數(shù)據(jù)一致性。

Oracle軟件具有可移植性、可兼容性和可連接性?？稍谠S多不同的操作系統(tǒng)上運行，以致Oracle上所開發(fā)的應用可移植到任何操作系統(tǒng)，只需很少修改或不需修改。Oracle軟件同工業(yè)標準相兼容，包括許多工業(yè)標準的操作系統(tǒng)，所開發(fā)應用系統(tǒng)可在任何操作系統(tǒng)上運行?？蛇B接性是指Oracle允許不同類型的計算機和操作系統(tǒng)通過網(wǎng)絡可共享信息。

Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為具有管理數(shù)據(jù)庫功能的軟件系統(tǒng)。每一個運行的Oracle數(shù)據(jù)庫與一個Oracle實例(Instance)相聯(lián)系。一個Oracle實例為存取和控制一數(shù)據(jù)庫的軟件機制。每一次在數(shù)據(jù)庫服務器上啟動一數(shù)據(jù)庫時，稱為系統(tǒng)全局區(qū)(System GlobalArea，簡稱SGA)的一內(nèi)存區(qū)被分配，有一個或多個Oracle進程被啟動。該SGA和Oracle進程的結合稱為一個Oracle數(shù)據(jù)庫實例。一個實例的SGA和進程為管理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、為該數(shù)據(jù)庫一個或多個用戶服務而工作。

污閃預測系統(tǒng)共建立三個數(shù)據(jù)庫:一個是存儲實時氣象預報信息的氣象輸入條件數(shù)據(jù)庫;第二個是用來存儲等值鹽密、污閃電壓及污閃預報等級的污閃數(shù)據(jù)庫;最后一個是用來存儲等值鹽密預測模型和污閃電壓預測模型參數(shù)的模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫。這三個數(shù)據(jù)庫構成了污閃預測軟件的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是污閃預測軟件重要的組成部分。

本項目研究了電器控制系統(tǒng)故障建模分析及診斷預測方法，并在故障影響與傳播分析中，結合復雜網(wǎng)絡的概念開展了相應的研究。首先對電器控制系統(tǒng)中表示節(jié)點和連接關系的斷路器等元部件的狀態(tài)和工作性能及故障模式與影響做了研究分析，在已有的研究結果基礎上，完成了用于故障編碼和故障影響因素分析的電器控制系統(tǒng)建模平臺，實現(xiàn)了有向圖算法和計算機輔助分析手段?？紤]到電器控制系統(tǒng)的特點, 對系統(tǒng)分層拓撲模型概念和節(jié)點劃分做了定義和設定的劃分原則。研究了采用分層拓撲模型的描述方法，將整個系統(tǒng)的建樹工作量劃分到不同層次上的部分結構建樹,并將重復子系統(tǒng)或元件進行故障預存儲,最后在整體上形成故障樹,實現(xiàn)系統(tǒng)結構知識到故障診斷知識的轉化,并據(jù)此建立了相應的故障診斷知識庫?；趶碗s網(wǎng)絡概念，研究了有向圖的故障節(jié)點傳播模型，利用故障傳播的矩陣分析方法，通過定義的故障直接傳播和間接傳播，得到了每種故障發(fā)生的概論及對其它節(jié)點的影響度，將該方法應用于飛機電源供電系統(tǒng)中，做了實例驗證。在完成了元件故障信息、相互連接關系和子系統(tǒng)故障傳播基礎上，將電器控制系統(tǒng)從整體上進行抽象，建立起具有復雜網(wǎng)絡特性的綜合模型，定義了節(jié)點的聚類系數(shù)和平均距離，系統(tǒng)中不同節(jié)點的度分布描述了該節(jié)點受到的故障影響。針對一個航空電源系統(tǒng)，建立了網(wǎng)絡節(jié)點模型，研究了網(wǎng)絡連接中節(jié)點的度和聚類系數(shù)特性，表明網(wǎng)絡具有小的平均路徑和大的聚類系數(shù)，滿足小世界網(wǎng)絡特性。在故障傳播特性分析中，定義了連接矩陣和激活函數(shù)，確定故障的傳播閾值，通過仿真得到在同一故障下的不同節(jié)點受影響情況，從而對故障發(fā)展趨勢做出相應的預測分析。在數(shù)值仿真和半實物仿真實驗研究的基礎上，編制了相應的建模算法和分析軟件，建立起了測試電器控制系統(tǒng)的實驗平臺，最終實現(xiàn)了電器控制系統(tǒng)故障診斷建模與預測研究的綜合系統(tǒng)。 2100433B

將復雜網(wǎng)絡理論應用于電器控制系統(tǒng)故障診斷和預測研究中，從系統(tǒng)整體上對電器控制系統(tǒng)中故障的傳播過程和演變機制的動力學行為做出解釋，實現(xiàn)診斷和預測目的。首先針對不同的故障特點和診斷預測目標，研究電器控制系統(tǒng)中節(jié)點和連接關系的描述和表示方法及系統(tǒng)級拓撲模型的生成過程，并研究常用的復雜網(wǎng)絡模型在故障建模中的適用性及改進方法，完成故障拓撲結構的優(yōu)化過程。其次，在故障傳播動力學研究中，采用節(jié)點與連接邊的混合動態(tài)模型和有效的搜素算法，得到一個或多個節(jié)點形成的子系統(tǒng)發(fā)生故障時的動態(tài)模型表示和演變過程，并研究網(wǎng)絡系統(tǒng)上相繼故障發(fā)生時的診斷、預防與控制策略。最后，在故障統(tǒng)一建模的理論研究基礎上，借助于數(shù)值模擬和系統(tǒng)測試來完成結果的驗證和改進，并完善該技術的實際應用方法，為大型復雜行業(yè)的電器控制系統(tǒng)故障診斷和預測維護提供理論方法和技術手段。