融合 AI 技术的锅炉变负荷速率限制特性分析与提升技术研究场景

需求的背景和应用场景

本项目针对燃煤火电机组在从传统基荷运行向灵活运行模式转变过程中所面临的挑战而提出。随着可再生能源在电网中的渗透率不断提高，火电机组被要求具备更强的调峰、启停和负荷跟踪能力，以适应电网的快速调度需求。然而，在现有技术条件下，锅炉在快速变负荷时面临一系列问题，如制粉系统延迟、金属元件超温、汽温压力波动等，这些问题严重限制了机组的安全性和高效性，降低了其对电网调度的响应能力。因此，本项目旨在通过技术攻关，融合AI技术，对锅炉变负荷速率限制特性进行深入分析，并提出相应的提升技术，以增强机组的整体灵活性，满足电网的调度需求。

要解决的关键技术问题

1. 全链条动态仿真与建模：

• 需求：构建基于锅炉全链条的动态仿真模型，该模型需能够量化煤质特性、设备参数与锅炉多过程之间的耦合延迟机制。
• 关键技术点：实现对受热面壁温响应情况的精确建模，以定位在高变负荷速率下的关键瓶颈参数，为后续的优化提供基础。

2. 安全边界动态推演技术：

• 需求：突破传统静态安全阈值的局限，结合实时运行数据、炉内热流/壁温监测以及变工况实炉试验数据。
• 关键技术点：研究受热面壁温、主蒸汽参数等关键安全指标的瞬态安全边界演化规律，提出数据-机理融合的锅炉安全边界动态推演技术，确保锅炉在变负荷过程中的安全运行。

3. 智能控制与优化：

• 需求：开发智能控制算法，优化燃烧调整和汽水系统控制策略。
• 关键技术点：通过减少热冲击来延长设备使用寿命，降低非计划停运概率及大修维护成本，提高锅炉变负荷过程中的效率和稳定性。

效果要求

• 效益：通过本项目的研究与实施，预期能够显著提升锅炉的变负荷速率，增强机组的灵活性，使其能够更好地适应电网的调度需求，提高燃煤火电机组在电力市场中的竞争力。
• 竞争优势：融合AI技术的锅炉变负荷速率限制特性分析与提升技术，将为火电机组提供一套全新的智能化解决方案，相较于传统方法，具有更高的自动化水平、更精确的预测能力和更强的优化效果。
• 创新性：本项目提出的全链条动态仿真模型、安全边界动态推演技术以及智能控制与优化策略，均融合了最新的AI技术，为锅炉变负荷速率的提升提供了全新的技术路径和解决方案，具有较高的创新性和实用价值。