电站锅炉水冷壁积灰结渣仿真模型的建立(2)

６８ 电力科学与工程

络的输入，表征炉膛受热面污染状况的洁净因子ＣＦ作为神经元网络输出量。３层ＢＰ神经网络可以任意近似非线性函数和动态系统，为此锅炉水冷壁积灰结渣仿真模型采用３层ＢＰ神经网络，由输入层、隐含层、输出层等３部分组成，隐含层中的激活函数采用Ｓ型函数，既厂（ｚ）＝１／（１＋ｅ１）拉Ｊ。

４层给粉机同层联动，４个转速对应每层的给煤量，用以描述一次风粉量沿炉高分配对炉内燃烧的影响；取１个一次总风压以考虑一次风压对一次风速的影响；４层二次风压同层联动调节，４个二次风压用以描述二次风配风方式对燃烧的影响；用机组负荷考虑锅炉负荷对燃烧的影响；采用煤的收到基低位发热量、挥发分、灰分和水分，考虑煤种特性对锅炉燃烧的影响；在煤质、锅炉负荷、燃烧调整方式相同的情况下，可以采用炉膛出口温度表征运行时间的影响。运行参数可由机组ＤＣｓ获得，燃用煤种收到基成分最近一次化验值，由人工输入。因此，选用输入层具有１５个节点、隐含层有２０个节点、输出层有１个节点的ＢＰ网络结构，其结构如图

１所示。

输入层

隐含层

输出层

图１ＢＰ神经网络结构

Ｆｉｇ．１

ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ

本文采用热平衡算法计算炉膛出口温度，其基Ｑｄｘ＝Ｄ（ｉ—ｉ）／１３ｉ

（１）Ｑｄｆ＝西（Ｊ—Ｊ＋△口州）

（２）Ｑｄ。＝（ｋＡＴＨ）／１３ｊ

（３）

ｄ】【为工质侧吸热量，ｋＪ／ｋｇ；Ｑｄｆ为烟气放热

万　

方数据ｋＪ／ｋｇ；Ｊ７，ｒ为受热面前、后的烟气焓，ｋＪ／ｋｇ；西为保热系数；Ａａ为受热面的漏风系数；ｋ为传热系数，ｋＷ／（ｍ２℃）；△丁为传热温差，℃；Ｈ为受热面积，ｍ２。

对于无附加受热面如省煤器，采用式（１）、（２）计算；有附加受热面但不接受炉膛辐射的受热面如再热器热段、再热器冷段由式（１）、（２）、（３）计算；在计算布置在炉膛出口以外的接受炉膛辐射的受热面如后屏过热器、高温对流过热器时，先假设Ｑｄ】【＝Ｄ（ｉ”一ｉ７）／１３７ｊ—Ｑｆ

（４）

通过以上各受热面的计算，可以得到炉膛出口锅炉水冷壁积灰结渣ＢＰ神经网络仿真模型的建立

在研究对象６７０ｔ／ｈ锅炉上，采用正交试验设

选取机组负荷、一次总风压、４层二次风压、４ｘｉ＝［ｚＩ，ｚｉ，…，ｚｉ６］

Ｋ＝［Ｙｉ］

一个吸收炉膛辐射热，算出炉膛出口烟气温度后，计算出吸收炉膛辐射热，再计算假设值和计算值的误差，直到误差合格计算结束。计算过程中，由于受热面吸收炉膛辐射热，要把式（１）换成式（４）形式：

式中：Ｑ，为吸收炉膛辐射热。

烟气温度的值。３

计，就是用正交表安排试验方案以获得数据样本，这样可以减少试验次数，而且试验工况分布均衡、代表性强。采用正交表Ｌ】８（３１５），表示安排１５个因素，每个因素有３种水平，共做１８次试验∞Ｊ。

层给粉机转速、燃用煤种收到基成分参数作为因素。每个因素有３种水平，机组负荷取７０％，８５％，１００％，一次总风压、４层二次风压、４层给粉机转速等取高限、正常值、低限，燃用煤种收到基成分取３种典型煤种。在各种试验方式下，待机组运行稳定后，发现炉膛出口的温度随着运行时间而升高，可以反映炉膛的受热面积灰结渣是随着运行时间成比例增加。假定在吹灰刚刚结束时，水冷壁的洁净因子ＣＦ＝１，到下一次吹灰前的时刻水冷壁的洁净因子ＣＦ＝０．２，而且按指数规律分布，记录机组负

２炉膛出口温度计算

本原理是根据传热过程中烟气侧和工质侧的热量平衡关系，由工质的参数推算烟气侧的温度值，最后推算炉膛出口烟气温度，该方法按烟气流向的反向进行［３，４｜。基本的计算方法如式（１）、（２）、（３）：

荷、一次总风压、４层二次风压、４层给粉机转速、燃用煤种收到基成分、炉膛出口温度和ＣＦ即可获得５００个数据样本。定义水冷壁的洁净因子和输入变量的数据样本集为：

式中：ｚｊ，ｘ＇２，…，ｚｊ６为第ｉ个试验工况下，１５

式中：Ｑ量，ｋＪ／ｋｇ；Ｑｄｃ为传热量，ｋＪ／ｋｇ；Ｄ为工质的流

量，ｋ／ｓ；Ｂｊ为计算燃料量，ｋ／Ｓ；胛为冷空气焓，