1、2014 高教社杯全国大学生数学建模竞赛承 诺 书我们仔细阅读了全国大学生数学建模竞赛章程和全国大学生数学建模竞赛参赛规则 （以下简称为“竞赛章程和参赛规则” ，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载） 。我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料） ，必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛
2、章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等） 。我们参赛选择的题号是（从 A/B/C/D 中选择一项填写）： 我们的报名参赛队号为（8 位数字组成的编号）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员 (打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： （论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。）日期： 年 月 日赛区评阅编号
3、（由赛区组委会评阅前进行编号）：编 号 专 用 页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：0摘 要锅炉是火力发电厂的关键设备之一，其效率直接影响电厂的经济性。在现代电站中，反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉效率。本文针对锅炉运行效率的优化问题，利用回归分析与层次分析法等模型并结合 SPSS 与 MATLAB 软件，分析研究了影响锅炉运行效率的主要参数。针对问题 1，考虑到排烟热损失是由于烟气在离开最后受热面时，带走一部分锅炉的热量而造成的热量损失；
4、化学不完全燃烧损失即烟气中含有可燃气体而造成的气体未完全燃烧热损失以及固体不完全燃烧损失主要是灰中含有未燃尽残渣造成的损失。根据给定热损失 关于过量空气系数 的表达式，建立回归模型利用 SPSS 求得234q、 、 最佳过量空气系数 。j1.z针对问题 2，锅炉的有效利用热量求解不易，因此应用反平衡法建立求解模型。锅炉越大，散热损失越小，通常在 。散热损失与锅炉结构和设备有关，与过量0.8%3空气系数无紧密关系，将散热损失当作常数。根据热平衡模型建立表达关系式，可以做定性分析得出在只考虑过量空气系数的条件下，锅炉的效率最优化条件是 。328929(%)yyfhfhr raAbaACOcQc针对
5、问题3，影响锅炉运行效率的主要参数为排烟温度、飞灰含碳量、机组负荷以及过量空气系数。根据历史实测数据利用MATLAB 和SPSS分别拟合了四个主要运行参数与锅炉效率的函数，叠加带权重 的四个函数；并利用层次分析法确定(1,234)i其权重指标的一致性。针对问题 4，从煤质参数、运行参数、设备状况和运行环境等四个方面分析并提出优化原理和方案，新颖之处在于提出了不同组成成分燃料的特性系数对锅炉运行效率的影响和优化方法，确定最优化运行效率下的基准值 ;35.1;7.;305.128fhpyC。9W关键词 ：回归分析；层次分析法；反平衡法；SPSS；最佳空气系数1一、问题重述1.1 背景锅炉是火力发电
6、厂的关键设备之一，其效率直接影响电厂的经济性。在现代电站中，反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉效率。按照中华人民共和国国家标准的电站性能试验规程（GB PTC） ，电厂锅炉采用反平衡计算锅炉效率，即：， ） （ 6543210qqQqrgl 式中 分别表示有效利用热 、排烟热损失 、化学不）（ 6,irii 12q（或可燃气体未）完全燃烧热损失 、机械（或固体）不完全燃烧热损失 、散热损3q 4失 和灰渣物理热损失 。5q6促进锅炉节能降耗的重要手段之一是对锅炉机组热力系统进行在线监测与分析，进而优化其运行参数。锅炉的运行是一个涉及化学反应、传热传质的复杂过程，影响参数众多，主要包括煤质
7、参数、运行参数、设备状况和运行环境等。目前，在国内常常利用在线监测数据进行偏差（或耗差）分析，来提高锅炉运行的经济性。但由于无法进行煤质和灰渣含碳量的在线分析，现在还做不到锅炉效率的在线监测，这给锅炉的运行优化带来很大困难。在锅炉的实际运行中，为使燃料燃尽，实际供给的空气量总是要大于理论空气量，超过的部分称为过量空气量，过量空气系数是指实际空气量 与理论空气量 之比。kV0V过量空气系数直接影响排烟热损失 、化学不（或可燃气体未）完全燃烧热损失 、2q 3q机械（或固体）不完全燃烧热损失 （如图1） 。可见，当炉膛出口过量空气系数 增4 l加时， 先减少后增加，有一个最小值，与此最小值对应的空
8、气系数称为最432q佳过量空气系数。由于过量空气系数对化学不完全燃烧热损失影响较小，故可视为常数处理。1.2 问题的提出问题 1 确定锅炉运行的最佳过量空气系数；问题 2 给出锅炉效率与过量空气系数的关系；问题 3 研究锅炉的运行参数对锅炉效率的影响；问题 4 探讨锅炉的优化运行方法。2二、问题分析问题 1：过量空气系数 直接影响排烟热损失 、化学不完全燃烧热损失 、机2q3q械不完全燃烧热损失 。因此，分别给定 关于过量空气系数 的关系表达式，4q234、 、 联立 即可得出 的关系式，通过分析便可得出最佳过量空气系数 。234q2(,)ijz问题 2：由反平衡法计算锅炉效率公式可以知道，有
9、 和 的关系式即可结合问5q6题一已有结论就可得到 的关系，也就可以进一步分析两者的变化关系。(,)gl问题 3：只考虑影响锅炉运行效率的四个主要因素：排烟温度、飞灰含碳量、空气过量系数和机组负荷。利用实测历史数据拟合效率 与排烟温度 、飞灰含碳量 、pyfhC空气过量系数 以及机组负荷 的函数关系式，同时，求出各个运行参数的最优值，W再通过控制变量法，固定其它三个变量为最优值，分别研究其中一个变量变化对运行效率的影响。问题 4：主要从煤质参数、运行参数、设备状况和运行环境等方面探讨其对效率的影响以及优化方案。3、基本假设1.假设在锅炉运行所涉及化学反应、传热传质的复杂过程中，除主要影响参数煤
10、质参数、运行参数、设备状况和运行环境外，其余参数影响暂不考虑。2.假设实测数据的测试过程中正常运行，数据来源可靠。2.在锅炉的实际运行中，实际供给的空气量要大于理论空气量。3.过量空气系数对化学不完全燃烧热损失影响较小，视为常数处理。4.炉膛出口过量空气系数 与 成二次函数关系，且有最小值。42iq四、符号说明:过量空气系数； :最佳过量空气系数；jz: i=1,2,3,4,5,6 分别表示有效热、排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全iq燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失；3:排烟温度的均值；pyt:冷空气温度；k：排烟温度；py：第 i 个工况排烟温度的平均值；i：环境温度即冷空气
11、温度；ambt:空气预热器出口烟气中二氧化碳含量；2RO：燃料特性系数；、 、 、 ：气体未完全燃烧热损失计算中的参量系数；1k：分别为煤碳中的氢、氧、氮、碳和硫的含量；,yyyHONCS：煤碳中的灰分含量；A：输入锅炉的热量；rQ：基高位发热量；yg:飞灰的含碳比例；fha:炉底排渣率；z：飞灰含碳量；fhc：锅炉效率；gl：锅炉额定蒸发量下的散热损失；5eq：锅炉额定蒸发量；eD：锅炉运行中的实际蒸发量；：运行中的机组负荷；W：炉膛温度排烟；lzt：飞灰温度；fh：烟道排出的沉降灰的温度；cjt4、 、 ：炉渣、飞灰、沉降灰的比定压热容，查灰的平均比定压热容表。lzcfhcj5、模型建立与
12、求解，由题目中的附录 2 可知，炉膛口飞灰含碳量 跟过量空气系数有关。fhc所以根据其附录所给的实测数据可以应用 SPSS 进行回归分析，根据具体要求选择拟合程度和相应次数。根据数据，应用 SPSS 对 9 组数据进行曲线分析如下所示。5图 1 炉膛口飞灰含碳量 跟过量空气系数的拟合图fhc由图像知，炉膛口飞灰含碳量 跟过量空气系数符合二次关系，即随着过量空气f系数的增大，飞灰含碳量是一个先递减在递增的过程。这与锅炉运行的实际情况相符合，故对其拟合的系数进行修正后就可得到需要的拟合函数。下表是拟合图像的各幂次自变量（过量空气系数）的系数表。表1 拟合函数的系数表系数未标准化系数 标准化系数B
13、标准误 Beta t Sig.过量空气系数 -46.227 8.933 -13.254 -5.175 .002过量空气系数 * 2 16.714 3.433 12.471 4.869 .003（常数） 36.323 5.766 6.299 .001根据系数可以得到回归分析函数如下（1-12）2()16.74.736.2fhcabc5.1.3 最佳过量空气系数的最优化求解6最佳过量空气系数与复合的 有关，即由式（1-11 ） ，并代入题中所给的实测数42iq据可以得到关于 的二元函数，即（1-13）42()()iFf其中 设定为修正扰动项。()那么通过题中和相关文献的数据的代入和化解即可得到 为
14、()F216.74.73690()5.9163.7%.3 20/98)(.)F （1-14）由于对于 是整体可变的从而引起 的变化，故要使2()4.852fhc()F取到最佳值，则令（1-15）()0dF由于求导后分母偏大，对于值的影响较小，即近似计算为 216.74.736.2()fhc又 ，均值与实际值偏差小，所以将分母视为常数，本题取 值 在 -2.0邻 域 内通过计算得出为 95。故通过此分析，即可得到 关于 的确切表达式，即()F（1-16）28.079(12.5)36()6.5F对于该式，可以看出 是一个二次函数模型，其在题意的区间要求下必有一个极小值点，也即最小值点，该点对应的
15、就是所求的最佳过量空气系数；但考虑到 受()F其他多重因素干扰，产生随机误差，所以加上随机变动的修正干扰项 ，防止在短()期的实测中出现极端值，与预测相差较大。根据函数预测观察分析其效果和可靠性对该函数及相关的热损失进行处理（见附录 1） 。71 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 27.27.47.67.888.28.48.68.89与与与与与与alphaq2+q3+q4 %与与与与与与与与与与与与与图 2 过量空气系数与热损失 q2+q3+q4 的关系1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-20246810q2q3q4与与与与与与alhpa 与与与 %与
16、与与与与与与与与与与与与与与图 3 过量空气系数与各个热损失的关系由图像知，所求的函数能很好地反应过量空气系数对热损失的影响，由公式（1-15）和（1-16）可解得 。1.2zj85.2 基于锅炉效率热平衡方程的二元二次最优化模型众所周知，锅炉的有效利用热量求解不易，所以用反平衡法建立求解模型，即锅炉热平衡方程式：（2-1）12345610,%qq可以改写为（2-2）1234560,glrQq在问题一中已经给出了 关于过量空气系数 的关系表达式，所以只要确定234q、 、 关于过量空气系数 的关系表达式，对于散热损失和灰渣物理热损失的定义如56q、 下所述。（1）散热损失是锅炉运行中，由于锅炉
17、结构及管道温度高于环境温度，向周围环境散热所造成的热量损失 3。锅炉在非额定工况下运行时，散热损失按下式计算（2-3）5eDq式中， 是锅炉额定蒸发量下的散热损失，%； 为锅炉额定蒸发量， ；5eq e th是锅炉运行中的实际蒸发量， 。又 ， 是参数，通常取 0.7， 为运行DthzfWW中机组负荷。随着我国电力工业的发展，电站锅炉容量不断增大，我国现将发电功率大于或等于 300MW 机组的锅炉称为大型锅炉。锅炉越大，散热损失越小，通常在。在这里讨论过量空气系数对其的影响，由于散热损失与锅炉结构和设备有0.83关，与过量空气系数无紧密关系，所以将散热损失当作常数。（2）灰渣物理热损失是指锅炉
18、燃用固体燃料时，从锅炉排出的灰和灰渣还具有相当高的温度，因为炉渣、飞灰以及沉降灰排出锅炉造成的热量损失，灰渣物理热损失计算式为（2-4）0006 ()()()1011y fhfhcjhcjhhzzrhatatatcAqQ 当 时， 可忽略不计。通过计算可知 ，即 是一487%yzsrA6q2.46%zsA6q个极小量，故而按要求忽略不计。根据热平衡模型建立表达关系式，可以做定性分析，现建立的模型公式如下（2-5）23456()10()()()(gl qqq由问题一的结论，可知 可近似看作常数，又 ，即令5、 0，故256()()q，9（2-6）()3289()10(%)%()1010yfhhz
19、gl racacACOQ 即（2-7）2389()10( ()()32892(yfhgl fry yfh fhr racaAAbCOcQQ 该二次函数二次项系数小于 0，因此锅炉效率关于过量空气系数的图像是开口向下的，所以关于两者关系的描述如下：当 小于某一特定值即时，锅炉的效率 随着 增大而增大；当32893289(%)yyfhfhr raAbaACOcc gl时，锅炉的效率是随着过量空气系数单()yyfhfhr rQ调递减的。即在只考虑过量空气系数的条件下，锅炉的效率最优化条件是，32893289(%)yyfhfhr raAbaACOcQc此时锅炉的效率达到最大值，但最优化解受到随机变量
20、影响，在短期运行中()可以忽略其带来的误差，长期预测须考虑带来的随机漫步现象。5.3 实测历史数据的参数变化对运行效率影响的分析5.3.1 组合下的单变量多项式拟合模型从张家口电厂 N300-16.7/5.37/5.37-3 型 300MW 机组典型负荷稳定运行工况下的历史数据随机抽取 10 组（表 2）为例进行分析 6。本题中，由于过量空气系数对化学不完全燃烧热损失影响较小，故可视为常数，且由问题 1 可知指出灰渣物理热损失可以当做常数处理。同时，排烟热损失 、机械未完全燃烧热损失 和散热损失 主要受2q4q5q排烟温度、飞灰含碳量、机组负荷、过量空气系数的影响。因此，影响锅炉运行效率的主要
21、参数为排烟温度、飞灰含碳量、机组负荷以及过量空气系数。10表 2 典型负荷工况历史数据集工况 负荷 过量空气系数 飞灰含碳量 排烟温度 锅炉效率1 298.4 1.42 1.32 126.3 92.62 288.8 1.48 1.43 124.2 91.23 298.1 1.44 1.18 127.2 92.84 294.6 1.23 1.41 134.1 87.65 299.4 1.42 1.31 133.8 92.86 298.2 1.46 1.23 125.6 92.67 298.3 1.42 1.31 134.4 91.48 284.6 1.46 1.43 134.7 88.99 29
22、8.8 1.41 1.41 134.4 92.210 285.2 1.47 1.35 127.9 91.2具体步骤如下：1) 假设锅炉运行效率 与上述四个运行参数存在的关系式为（3-1）,pyfhfCW为了方便考虑，假设其他三个变量固定不变，分别研究其中一个变量变化对锅炉效率的影响；2）根据历史实测数据利用 Matlab 工具和 SPSS 工具分别拟合四个运行参数与锅炉效率的函数（程序见附录 2） 。（3-2）1 20.5173.6758.31pypypyf（3-3）2 094fhfhC（3-4）3328.426.f（3-5）4537fW3）利用 Excel 分析不同运行参数之间的相关系数，结
23、果如表 3 所示，总体上参数之间的相关系数都比较小，故可以认为它们之间没有明显的相关性。表 3 不同参数间的相关系数相关系数 负荷 过量空气系数 飞灰含碳量 排烟温度负荷 过量空气系数 -0.274363622 飞灰含碳量 -0.21956726 -0.550468637 排烟温度 0.370010015 -0.473076708 0.086654354 于是赋予这四个函数不同的权重 ，进行叠加 (1,234)i1234 34pyfhfCfW（3-6）115.3.2 层次分析确定线性叠加系数 （1）应用层次分析的思想，根据相关文献资料，构造关于运行参数中排烟温度、过量空气系数、飞灰含碳量、机组
24、负荷等等四项因素的成对比较矩阵B ：（程序见附录3） 1213B将矩阵B 做归一化处理，也即 0.2.70.35.7416128B然后做按行求和最后将求和结果进行归一化处理得权重矩阵为（3-7）0.26.130.29.86T由 可得一致性指标为4.057,1.,.MAXMAX nRICI0.172.IR该结果满足一致性要求。于是230.26( 3.17209517.6758.3).984 148562608pypy fhCW（3-8）（2）所建立的模型函数是关于多变量动态不确定函数，现对一个变量分析，就要对另外三个变量的做常数处理，可以分别得出 与四个因素的变化关系。具体影响利用MATLAB分
25、析，得到结果如下：12282 284 286 288 290 292 294 296 298 3007580859095100与与 MW与与与与%与与与与与与与与与与与与图4 机组负荷对锅炉效率的影响对于机组负荷，作如上样条分析，可以看出机组负荷在一定范围内简单的三次波动，但总体比较平稳即在范围内基本与均值接近。110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 1602030405060708090100与与与与 与与与与与与与%与与与与thetapy与与与与与与与与图5 排烟温度与锅炉效率的关系关于排烟温度对锅炉效率的影响呈抛物线变化，即存在一个峰值能够使得锅炉
26、效13率达到最大值。0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 62030405060708090100与与与与与Cfh %与与与与%与与与与与Cfh与与与与与与与与图6 飞灰含碳量和锅炉效率的关系关于飞灰含碳量和锅炉效率的影响呈线性变化，即锅炉含碳量是随飞灰含碳量单调递减的。1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.62030405060708090100与与与与与与 %与与与与%与与与与与与与与与与与与与与图7 过量空气系数和锅炉效率的关系关于过量空气系数和锅炉效率，从图形分析，函数图像走向趋势是逐渐随着过量空气系数的增大而增大，当达到某一值时会出现轻微的下降
27、直至最后趋于稳定。145.4 多方面探讨锅炉优化运行方案5.4.1 煤质参数的优化根据8种不同煤样的成分计算出燃料特性系数 ， （4-1）2.37(0.125.38)7yyyHONCS如表4所示：表4 各个煤样的燃料特性系数及效率C H O N S 燃料特性系数 效率煤样 1 59.05 3.78 7.76 1.05 0.77 0.11 93.24 煤样 2 52.51 2.56 6.11 0.79 1.95 0.08 91.56 煤样 3 52.81 2.58 5.87 0.83 2.11 0.08 90.61 煤样 4 57.87 3.49 9.67 0.68 0.72 0.09 90.4
28、5 煤样 5 52.55 2.37 4.29 0.75 2.38 0.08 89.64 煤样 6 51.51 2.30 4.21 0.73 2.79 0.08 91.16 煤样 7 56.05 2.64 5.89 0.78 1.21 0.08 91.48 煤样 8 59.04 3.27 4.13 0.91 2.10 0.11 91.56 利用MATLAB画出燃料特性系数与效率的关系如图 4（程序见附录4）0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.130.80.820.840.860.880.90.920.940.960.981与与与与与与xdata与与与与eda%
29、与与与与与与与与与与与与与与图4燃料特性系数与锅炉效率的关系由上图可以看出，随着燃料特性系数的增加，锅炉效率呈现先递减后递增的趋势，故可以调节煤样中的各种成分改变燃料特性系数达到要提高运行效率的目的。5.4.2 运行参数的优化结合问题3的结论，即关于 的动态分析，在特定的条件 下，有下列等式可求115极值 由于求极值过程中有;0;0;0;0 WCfhpy 函数是线性函数，故进一步优化取值，以机组负荷为例，动态分析过程中拟合的函数是线性的，不存在极值，故将定义域输小并优化拟合成二次多项式函数，即函数表达式为（4-1）3.7280.25043. W结合问题1的 的拟合函数，可以简单的得出两组极值下
30、的组合，即为fhC ;1.9;.1;7.;305.28fpy 3025484fh两种不同组合下锅炉运行效率是 所以运行参数影响下的；78.；98.2最优化效率是第一种组合方式，即此时的各自变量的参数值为基准值，也即最优化条件。优化方法是通过调节各个因素以达到最优化条件，使得获得最大运行效率。5.4.3 设备状况的优化锅炉的设备主要包括蒸发设备及水冷壁、锅炉的再热器、锅炉的制粉设备、燃烧设备、炉膛出口温度监测系统等 7。1）锅炉蒸发设备及水冷壁的优化对于蒸发设备优化，用螺纹管作为蒸发管，可以推迟传热恶化开始发生的地方，避开高热负荷区，降低壁温。工质在内螺纹管内流动，发生强烈的扰动，将水压向壁面，
31、强迫汽泡脱离壁面并被水带走，从而破坏膜态汽层，防止传热恶化的产生。对于水冷壁的优化，在实际工程应用中，采用水平分级送风燃烧技术，使分级送风气流覆盖原高温腐蚀区域，改变该区域的还原性气氛，从而达到消除高温腐蚀的目的。实际运行情况表明，水冷壁高温腐蚀速度降至 0.4mm/10h 以下，有效避免了水冷壁爆破，大大减少了非计划停运次数。2）锅炉的再热器设备的优化锅炉的再热器系统主要有壁式再热器、中温再热器、高温再热器三部分，根据增加受热面的部位不同提出三种改造方案，在综合分析后最终选定对中温再热器受热面进行增容改造。结果表明此次改造在未降低锅炉热效率的情况下有效提高了再热气温，彻底解决了运行中出现的再
32、热气温低的问题，使汽轮机通流改造的效率得到了最大化。（300MW 级锅炉再热汽温低及再热器增容改造的研究）3）锅炉的制粉设备的优化调节煤粉细度的最主要手段是改变分离器折向挡板的开度，如果折向挡板的角度调至最大，煤粉仍太细时，就要减少液压装置对磨辊的压力；反之如果折向挡板角度调至最小，煤粉仍太粗时，则需增大液压装置对磨辊的压力。 Williams 磨煤机和其他类型的中速磨煤机相比，保证风煤比方面优越，而且，在启动时不必铲除磨盘上的煤，更换磨环需 20 小时，更换一次耐磨材料仅需 4 小时。为保证锅炉燃烧提供了一个可靠的基础。4）锅炉燃烧设备的优化16实践表明，火焰稳定船燃烧器和其他燃烧器相比，使
33、用效果良好，具有燃烧稳定、扩大了负荷调节范围、维持锅炉在高效率下运行、减少点火和助燃用油、提高了锅炉运行的安全性、适应煤质变化的能力增强等优点。因而，对于锅炉燃烧设备的优化，我们可以选择火焰稳定船燃烧器。5）炉膛出口温度监测系统，炉膛出口温度监测系统，可以有效防止过热器、再热器等部件超温和高温腐蚀等问题产生，并可帮助用户预防和控制炉膛结焦结渣。炉膛出口是锅炉辐射区和对流区的分界区域，是锅炉设计和运行的关键控制点。引进国外先进的航天遥感技术和装置，对该点进行实时在线监控，得到反映锅炉系统燃烧状态和换热过程中关键数据，从而也有效地解决人工神经网络训练快速收敛的问题。5.4.4 运行环境的优化 运行
34、环境主要包括锅炉外界的温度和炉内炉膛火焰等特殊环境温度。锅炉外界的温度与锅炉的容积有关，我们可以通过改进锅炉的结构以及构造材料来减少锅炉外界温度对锅炉的影响。大型电站锅炉炉膛内的煤粉燃烧过程火焰温度分布是燃料在经过高温化学反应、流动以及传热传质等过程后的综合体现，对于测量手段提出了较高的要求。传统的接触式测量方法，例如用水冷式抽气热电偶来测量，由于感温元件耐温性能的限制，只能做短时间测量，且就地操作费时费力，无法实现实时在线监测。非接触式测量方法由于所测对象温度不受感温元件耐温程度的限制，成为了炉膛火焰等特殊环境温度测量手段的主要发展方向。光学辐射法、激光光谱法、 光谱分析法和2co声学法四种
35、技术是当前世界上较为先进和成熟的炉膛温度在线测量技术。采用上述方法可以达到对锅炉运行环境的优化，提高运行效率。6、模型的评价优点：1.问题 1 的模型建立，避免了经验式带来的系数误差，使模型更加可靠；2.对于四个因素的函数的线性叠加时，采用层次分析法，求得权重系数代替叠加各子函数的参数，更好地反映了每个因素对锅炉运行效率的影响程度。缺点：1.由于缺乏大量数据，没有给出实时在线的 BP 神经网络仿真模型，对基准值做更好的仿真和预测；2. 关于运行参数对运行效率的影响只采用了主要的四个参数分析，不够全面。17七、参考文献1 张磊，张立华 . 燃煤锅炉机组M . 北京：中国电力出版社.2006.2
36、李智，蔡久菊，曹福毅. 电站锅炉效率在线计算方法J. 节能，2005，(3): 28-29.3 运嘉宁. 炉排式垃圾焚烧炉固体不完全燃烧损失分析J. 资源节约与环保2012，(4):67-71.4 高丽霞，袁隆基，周泽妮等，确定最佳过量空气系数的新方法J. 煤矿机械，2009，30（8）：31-33.5 林安飞，陈海平，范永春. 循环流化床锅炉机械未完全燃烧热损失计算方法的探讨J. 电站系统工程，2006，22（1）：19-20.6 李建强，基于数据挖掘的电站运行优化理论研究与应用D.华北电力大学 2006.7 李青，公维平，火力发电厂节能和指标管理技术M.北京：中国电力出版社. 2006.1
37、8附录 1：图 2 的 matlab 程序%alfha=1:0.01:2 F_alfha=3.056.*alfha.2-8.079.*alfha+12.596plot(alfha,F_alfha,r)图 3 的 matlab 程序%alfha=1:0.01:2 F_alfha=3.056.*alfha.2-8.079.*alfha+12.596q2=5.916 % 排烟热损失 q3=0.0374.*alfha %化学不完全燃烧热损失 q4=3.056.*alfha.2-8.079.*alfha+6.641 % 固体不完全燃烧热损失 %plot(alfha,F_alfha,r)%hold onp
38、lot(alfha, q2,b*,alfha, q3,r,alfha, q4,k)gtext(q2(alpha)gtext(q3(alpha)gtext(q4(alpha)axis(0.9, 2.1 -2 10)附录 2：的 matlab 程序：1theta_py=126.3 124.2 127.2 134.1 133.8 125.6 134.4 134.7 134.4 127.9;eta=92.6 91.2 92.8 87.6 92.8 92.6 91.4 88.9 92.2 91.2;y=polyfit(theta_py,eta,2)%排烟温度与锅炉效率t=110:0.01:160eta=
39、 -0.0517.*t.2+13.2667.*t-758.3153plot(t,eta)grid onaxis(110.0 160 20 100)xlabel(排烟温度 摄氏度)ylabel(锅炉效率 %)title(排烟温度 theta_p_y 与锅炉效率的关系)grid on的 matlab 程序：2Cfh=1.32 1.43 1.18 1.41 1.31 1.23 1.31 1.43 1.41 1.35;19eta=92.6 91.2 92.8 87.6 92.8 92.6 91.4 88.9 92.2 91.2;y=polyfit(Cfh,eta,1)%飞灰含碳量与锅炉效率t=0.50
40、0:0.01:6.00eta= -13.3172.*t+109.1484plot(t,eta)grid onaxis(0.5 6.0 20 100)xlabel(飞灰含碳量 Cfh %)ylabel(锅炉效率 %)title(飞灰含碳量 Cfh 与锅炉效率的关系)grid on的 matlab 程序：3%alpha=1.42 1.48 1.44 1.23 1.42 1.46 1.42 1.46 1.41 1.47;eta=92.6 91.2 92.8 87.6 92.8 92.6 91.4 88.9 92.2 91.2;y=polyfit(alpha,eta,3)%过量空气系数与锅炉效率t=0
41、.8:0.01:1.6eta=887.1.*t.3-3854.1.*t.2+5557.6.*t-2568.2plot(t,eta)grid onaxis(1.0 1.6 20 100)xlabel(过量空气系数 %)ylabel(锅炉效率 %)title(过量空气系数 alpha 与锅炉效率的关系)grid on利用 SPSS 分析的结果：4未标准化系数 标准化系数B 标准误差 Beta t Sig.负荷 .164 .088 .549 1.859 .100附录 3：层次分析程序：20V D=eig(1 1/2 1 1; 2 1 1/2 1/3; 1 2 1 1/3; 1 3 1/3 1)V =
42、0.4340 -0.2715 - 0.4210i -0.2715 + 0.4210i 0.0653 0.4318 -0.2379 + 0.3931i -0.2379 - 0.3931i -0.0247 0.4918 0.3537 + 0.0456i 0.3537 - 0.0456i -0.7106 0.6192 0.6409 0.6409 0.7001 D =4.0577 0 0 0 0 -0.3534 + 1.2070i 0 0 0 0 -0.3534 - 1.2070i 0 0 0 0 0.6492 附录 4xdata_rm=0.1138 0.0813 0.0830 0.0940 0.0826 0.0812 0.0811 0.1105;eta=0.9324 0.9156 0.9061 0.9045 0.8964 0.9116 0.9148 0.9156 ;y=polyfit(xdata_rm,eta,2)%68.9703 -12.8778 1.5014% t=0:0.005:0.2eta=68.9703.*t.2-12.8778.*t+1.5014plot(t,eta)grid onaxis(0.06 0.13 0.1 1)
