我国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要对节能减排提出了新的要求和指标,火力发电是我国发电行业中的主体,其资源的使用和污染物的排放是非常巨大的,火力发电行业的节能减排是迫在眉睫的。燃煤电站锅炉燃烧过程不可避免产生灰污,随着烟气流动附着在受热面上形成积灰和结渣,造成受热面传热效率下降以及烟道堵塞。将会降低发电效率、增加煤耗、污染环境甚至造成安全事故。因此对受热面的灰污和结渣进行及时的吹扫是保证燃煤电站安全、高效生产的重要手段之一。本文以此为目标,针对燃煤电站吹灰优化问题,首先对燃煤电站受热面灰污进行监测,为吹灰优化的研究打下基础,其后在此基础了针对影响锅炉高效生产的吹灰优化问题进行了重点研究,并提出了基于离线数据、基于粒子滤波结合实时数据以及基于积灰随机性的吹灰优化控制方案,以满足燃煤电站高效运行,节能减排的迫切需求。本文的主要研究工作包括以下几个内容:1、首先对燃煤电站受热面灰污监测进行了研究,传统的直接监测方式在现场实施较为困难,选用了软测量的方式对燃煤电站锅炉受热面灰污的沉积的监测,即采用清洁因子作为表征受热面灰污状态的特征因子,并通过建立灰污监测模型结合相关热力学和能量平衡计算方法得到清洁因子。为后续吹灰优化策略的研究打下了基础。2、吹灰优化策略的制定是本文研究的主要内容,首先以静态吹灰优化模型为基础进行研究,采用大量燃煤电站历史数据,通过对数据的整理、拟合得到从积灰到吹灰的一个吹灰周期内能反映一段时间内变化的函数曲线,以提高燃煤电站运行效率为目的,建立在一个吹灰周期内单位时间最大传热量的吹灰优化模型,优化求解得到最佳的吹灰时机,为下一步工作打下基础。3、针对实时动态积灰过程,进行了燃煤电站锅炉单次积灰到吹灰一个吹灰周期内实时最佳吹灰点的吹灰优化策略的研究,采用改进的粒子滤波算法与实时数据结合完成单个吹灰周期内实时清洁因子变化曲线的预测与获取。然后以单位时间最小传热损失为目标建立吹灰优化策略,采用优化算法计算得到最佳的吹灰点和吹灰时长,其次针对数据量较大,数据有用度不一样的问题,提出了自适用权值的方法,将数据划分为前半部分和后半部分,进行权值的调整,使最终获取的清洁因子变化函数更加准确的反映预测部分变化趋势。为单个吹灰周期线上吹灰优化策略的制定提供了指导。4、针对燃煤电站锅炉受热面单个监测周期内灰污沉积具有独立增量随机性的问题,本文采用故障预测与健康管理技术中基于对状态进行预测的思路和方法,以某300MW燃煤电站锅炉省煤器为本文研究对象,采用清洁因子作为表征受热面健康状态的特征因子,并以更新过程实现对每次监测受热面健康状态随机性的表达,同时采用更新定理,结合工况等约束,建立了以监测时间间隔、预防性吹灰阈值为优化变量和燃煤锅炉平均运行费用率最低为目标函数的优化模型。最后以某300MW燃煤电站为例,采用微粒群算法进行优化求解,求解结果证明了所提优化模型的可行性,为燃煤电站锅炉吹灰优化策略的制定提供了理论指导。