太原科技大学王宇飞获国家专利权
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龙图腾网获悉太原科技大学申请的专利基于多参数反馈控制的火电锅炉燃烧优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120101173B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510589359.5,技术领域涉及:F23N5/00;该发明授权基于多参数反馈控制的火电锅炉燃烧优化方法是由王宇飞;谢刚;聂晓音;张晓红;李楠设计研发完成,并于2025-05-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多参数反馈控制的火电锅炉燃烧优化方法在说明书摘要公布了:本申请涉及火力发电领域,公开了基于多参数反馈控制的火电锅炉燃烧优化方法,包括以下步骤:获取锅炉运行中的氧浓度、温度、煤粉浓度、空气流量、煤粉流量及锅炉负荷等关键参数;建立描述炉膛内氧浓度、温度及煤粉浓度随时间和空间动态变化的分布式参数模型;通过多尺度分析提取表征燃烧状态的关键特征变量;基于分布式反馈控制器对炉膛内不同区域的多参数进行动态优化;构建全局优化目标函数,动态调整空气流量与煤粉流量的配比;将优化后的控制指令发送至锅炉系统,并通过执行机构对燃烧参数进行实时调节。本发明通过分布式建模、多尺度分析和反馈控制实现了燃烧效率的显著提升,污染物排放的有效降低,并能够适应煤质波动和负荷变化。
本发明授权基于多参数反馈控制的火电锅炉燃烧优化方法在权利要求书中公布了:1.基于多参数反馈控制的火电锅炉燃烧优化方法,其特征在于,包括以下步骤: 获取锅炉燃烧过程中多项关键参数,包括氧浓度、温度、煤粉浓度、空气流量、煤粉流量及锅炉负荷; 建立描述锅炉炉膛内燃烧状态的分布式参数模型,所述模型表征燃烧过程中氧浓度、温度及煤粉浓度随时间和空间的动态变化; 通过多尺度分析对燃烧过程的时间尺度和空间尺度进行分解,提取表征燃烧状态的关键特征变量; 根据分布式参数模型和多尺度分析结果,基于分布式反馈控制器实现锅炉炉膛内不同区域的多参数动态优化; 在分布式反馈控制的基础上,构建全局优化目标函数,动态调整空气流量与煤粉流量的配比; 将优化后的控制指令发送至锅炉系统,通过执行机构实时调整燃烧参数; 所述分布式参数模型表征锅炉炉膛内氧浓度、温度及煤粉浓度随时间和空间的动态变化,具体包括以下动态方程: 氧浓度动态方程,描述氧气的传输、扩散与消耗行为,满足以下关系: 其中,为氧浓度,表示时间,为气流速度场,为氧扩散系数,为氧消耗速率系数,为煤粉浓度; 温度动态方程,描述热量传递、燃烧释放热量及热损失行为,满足以下关系: 其中,为温度,为气体密度,为比热容,为热导率,为燃烧反应焓变,为热损失系数,为环境温度; 煤粉浓度动态方程,描述煤粉分布及燃烧反应行为,满足以下关系: 模型约束条件包括初始条件和边界条件; 初始条件: 其中,为氧浓度在时间时的初始分布值,为温度在时间时的初始分布值,为煤粉浓度在时间时的初始分布值; 边界条件: 其中,为边界法向量,为炉膛壁面温度; 所述通过多尺度分析对燃烧过程的时间尺度和空间尺度进行分解的步骤包括: 在时间尺度上,将氧浓度和煤粉浓度分解为快变量,温度分解为慢变量; 在空间尺度上,基于炉膛的区域划分提取每一区域内的平均燃烧参数,包括氧浓度的区域平均值、温度的区域梯度及煤粉浓度的区域变化率; 所述基于分布式反馈控制器实现锅炉炉膛内不同区域的多参数动态优化的步骤包括: 对每一分区单独建立局部反馈控制器,局部控制器根据分区内的实时氧浓度、温度及煤粉浓度数据计算控制偏差; 利用反馈控制律,动态调整分区内空气流量和煤粉流量的分配; 基于区域间的参数协同关系,通过区域耦合机制优化整体燃烧性能。
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