化工进展 ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (3): 1689-1698.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0751
马双忱1(), 林宸雨1, 周权1, 吴忠胜2, 刘琦1, 陈文通2, 樊帅军1, 要亚坤2, 马采妮1
收稿日期:
2020-05-06
出版日期:
2021-03-05
发布日期:
2021-03-17
通讯作者:
马双忱
作者简介:
马双忱(1968—),男,博士,教授,研究方向为燃煤电厂烟气脱硫脱硝、废水处理等。E-mail:MA Shuangchen1(), LIN Chenyu1, ZHOU Quan1, WU Zhongsheng2, LIU Qi1, CHEN Wentong2, FAN Shuaijun1, YAO Yakun2, MA Caini1
Received:
2020-05-06
Online:
2021-03-05
Published:
2021-03-17
Contact:
MA Shuangchen
摘要:
建立了一个隐含层包含一个长短期记忆层(long-short term memory, LSTM)、两个线性整流函数层(rectified linear unit, ReLU)、两个全连接层(fully connected layer)和输入、输出层组成的深度神经网络,用于脱硫系统主要指标预测。该模型对输入参数采用了指数滑动平均、合并最小分析周期等数据预处理技术进行降噪,在网络训练过程中采用dropout技术防止过拟合。仿真结果对比现场数据表明,模型对浆液pH、出口SO2浓度和脱硫率均体现出良好的预测能力。本文还结合某2×350MW燃煤电厂提供的实际工况数据,以石灰石供浆密度对系统脱硫性能的影响为例,详细介绍了利用所建立的深度神经网络模型测试湿法脱硫系统各参数指标对脱硫效果的影响,并结合化学机理和工业实际进行的诊断过程。
中图分类号:
马双忱, 林宸雨, 周权, 吴忠胜, 刘琦, 陈文通, 樊帅军, 要亚坤, 马采妮. 基于深度神经网络的脱硫系统预测模型及应用[J]. 化工进展, 2021, 40(3): 1689-1698.
MA Shuangchen, LIN Chenyu, ZHOU Quan, WU Zhongsheng, LIU Qi, CHEN Wentong, FAN Shuaijun, YAO Yakun, MA Caini. Prediction model of FGD system based on deep neural network and its application[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2021, 40(3): 1689-1698.
分析指标 | 波动范围 | 分析指标 | 波动范围 |
---|---|---|---|
浆液pH | 4.5~8.5 | 入口SO2浓度/mg·m-3 | 800~1700 |
入口烟气流量/m3·h-1 | 6×105~1.2×106 | 出口SO2浓度/mg·m-3 | 0~50 |
入口烟气粉尘含量/mg·m-3 | 30~70 | 入口烟气氧含量/% | 4.94~7.03 |
石灰石供浆密度/kg·m-3 | 1180~1300 | 浆液密度/kg·m-3 | 1100~1150 |
浆液液位/m | 9~10 | 循环泵开启数量/台 | 1~4 |
石灰石供浆流量/m3·h-1 | 0~25 | 石膏排出泵开启数量/台 | 0~2 |
入口烟温/℃ | 90~110 | 氧化风机流量(湿)/m3·h-1 | 5500~5700 |
表1 神经网络的输入指标和其波动范围
分析指标 | 波动范围 | 分析指标 | 波动范围 |
---|---|---|---|
浆液pH | 4.5~8.5 | 入口SO2浓度/mg·m-3 | 800~1700 |
入口烟气流量/m3·h-1 | 6×105~1.2×106 | 出口SO2浓度/mg·m-3 | 0~50 |
入口烟气粉尘含量/mg·m-3 | 30~70 | 入口烟气氧含量/% | 4.94~7.03 |
石灰石供浆密度/kg·m-3 | 1180~1300 | 浆液密度/kg·m-3 | 1100~1150 |
浆液液位/m | 9~10 | 循环泵开启数量/台 | 1~4 |
石灰石供浆流量/m3·h-1 | 0~25 | 石膏排出泵开启数量/台 | 0~2 |
入口烟温/℃ | 90~110 | 氧化风机流量(湿)/m3·h-1 | 5500~5700 |
预测指标 | 均方根误差 | 平均百分误差/% | 误差方差 |
---|---|---|---|
pH | 0.0955 | 0.9726 | 0.0091 |
出口SO2浓度 | 1.0778 | 3.6599 | 1.1551 |
脱硫率 | 0.0903 | 0.0630 | 0.0081 |
表2 神经网络输出指标和其波动范围
预测指标 | 均方根误差 | 平均百分误差/% | 误差方差 |
---|---|---|---|
pH | 0.0955 | 0.9726 | 0.0091 |
出口SO2浓度 | 1.0778 | 3.6599 | 1.1551 |
脱硫率 | 0.0903 | 0.0630 | 0.0081 |
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