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煤炭是地球上最丰富的化石燃料之一,也是我国主要的能源物质。我国煤炭资源有限,分布极不均匀。一方面随着经济的迅速发展,煤炭的需求量不断增长,市场供应煤炭形势严峻,另一方面火电厂耗煤量较大,煤炭利用率低、污染严重,环保问题迫在眉睫。随着国家对污染排放标准的提升,以及行业领域竞争的增强,企业对煤炭的燃烧效率要求也就越高。配煤掺烧是提高煤炭资源利用率和企业经济效益、满足环保要求的重要手段,受到了企业界人士和有关学者的普遍关注。 本文的研究以发电厂实际情况为背景,根据来煤方式、煤质指标,将来煤分为高热低硫煤、中热中硫煤和低热高硫煤三类混煤。根据电厂的生产实际,将锅炉的安全性、排放指标作为约束,将生产的经济性作为优化目标。通过研究不同的优化方法,优化三种混煤的掺配比例,在达到排放标准的前提下使经济效益最优。 本文首先研究一种新的算法:头脑风暴优化算法(Brain Storm Optimization,BSO)。算法首先产生满足约束条件的初始个体,采用K-means算法进行个体聚类,将每个类中最好的个体作为聚类中心;通过不断的个体更新和评估,获得满足约束条件的最优个体。研究表明:头脑风暴优化算法能有效地解决配煤优化的工程实际问题。 针对配煤优化问题,本文还采用了混料设计的方法。基于Minitab软件平台,根据企业的实际煤质信息和配煤要求,设计出多组试验计划,根据单煤煤质与混煤煤质之间的关系,建立配煤指标的一次模型。通过分析各指标的不同响应,确定指标优化方向,从而得到配煤比例的最优结果。 最后,将两种方法的优化结果进行比较,结果表明两种配煤方法优化结果基本一致,验证了本文配煤方案的可行性。