本发明涉及锅炉，具体为锅炉环保岛智能优化控制系统。
背景技术：
1、锅炉环保岛指的是针对锅炉设备设计的一个集成的环保系统，旨在提升锅炉运行效率和环境友好性，通常包括脱硝、除尘、脱硫等环保设备，并通过智能化优化控制系统实现对这些设备的精确监测和调节，以达到减少排放、降低能源消耗的目的。
2、经检索发现公开号为cn 118031245 a的了一种燃煤锅炉智能优化燃烧控制系统，包括数据采集模块：获取目标区域的目标数据，所述目标数据包括目标区域的热负荷值；数据判定模块：根据目标数据，形成分析数据，判断目标数据是否出现异常；数据处理模块：根据分析数据，对目标区域进行燃烧调整，形成初次调整数据；故障数据库管理模块：将调整数据进行记录，形成历史调整数据；通过获取历史数据并形成变化后，再通过当前系统判定目标区域内的炉膛温度、煤粉量、风量以及根据不同设备的进风通道的大小，具体化的进行燃烧更改，并根据当前热负荷相较于目标热负荷的差距，来进行动态的调整与优化，避免能量的浪费和过度燃烧。
3、前述技术方案虽然利用系统来优化热负荷，但是只是对锅炉的燃烧室进行改进，而未对锅炉的排放进行改进，随着环保不达标惩罚力度的加大，目前锅炉首要目标是优化排放，使排放的nox、烟尘及so2达标。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了锅炉环保岛智能优化控制系统，具备建立nox、烟尘及so2排放的模型，优化锅炉环保岛整体系统能耗使其达到最低，对锅炉环保岛的优化更智能等优点，解决了上述技术的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：锅炉环保岛智能优化控制系统，所述控制系统包括排放数据采集模块、数据处理模块、优化控制模块、生产模块和协同运行模块，所述模块均通过网络进行互联，所述生产模块为：脱硝、除尘、脱硫系统三者组成，
5、所述排放数据采集模块用于实时监测烟气中的nox(氮氧化物)、烟尘和二氧化硫浓度，并将检测数据采集，打包发送至数据处理模块；
6、所述数据处理模块用于负责实时分析和历史数据挖掘，建立准确的动态和静态混合模型。
7、所述优化控制模块利用非线性优化算法，以最小化整体系统能耗为目标，根据传感器系统提供的数据，动态调整脱硝、除尘和脱硫设备的运行参数，确保这些环保设备在各种工况下都能有效运行并符合排放标准；
8、所述系统运行模块用于与排放数据采集模块共享信息并进行优化协调，排放数据采集模块提供的实时监测数据帮助协同运行机制调整设备的操作参数。
9、优选的，所述排放数据采集模块具体步骤为：
10、s1.1、选择气体分析仪、光散射颗粒物监测器和激光散射颗粒物监测器，用于监测烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度；
11、s1.2、传感器获取的数据通过数字信号或模拟信号接口传输至排放数据采集模块；
12、s1.3、排放数据采集模块负责实时采集和整合来自多个传感器的数据；
13、s1.4、将采集到的数据进行打包，使用modbus或opc ua通讯协议将数据发送至数据处理模块。
14、优选的，所述排放数据采集模块每10min进行一次数据发送，所述排放数据采集模块所获得烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度数据值进行相对计算，得出本次烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度与上一轮烟气中的nox、烟尘和二氧化硫相对浓度升降百分比xdz，所述排放数据采集模块以前一天烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度平均值作为当天烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度参考值，得出本次烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度绝对浓度升降百分比jdz。
15、优选的，所述nox的相对变化百分比xdz计算表达式为：
16、
17、其中，nox当前和nox上一轮分别为当前10分钟和上一轮10分钟的nox浓度数据。
18、优选的，所述nox的参考值计算表达式为：
19、
20、其中，nox平均值为前一天所有时间段烟气中的nox平均值。
21、优选的，所述nox的绝对变化百分比计算表达式为：
22、
23、nox当前和nox平均值分别为当前10分钟和前一天平均值的nox浓度数据；
24、所述烟尘和二氧化硫计算表达式与nox计算方式一致。
25、优选的，所述数据处理模块动态混合模型表达式为：
26、
27、其中：
28、noxt为第t时刻的实际nox浓度
29、为第t时刻的模型预测nox浓度。
30、优选的，所述数据处理模块静态混合模型表达式为：
31、
32、表示nox浓度符合正态分布，均值为noxavg，方差为用于预测将来的浓度范围或者评估异常情况；
33、其中：
34、noxavg为历史时间段内的nox平均浓度；
35、σnox为历史时间段内nox浓度的标准差。
36、优选的，所述优化控制模块使用非线性优化算法为：
37、其中nox、烟尘和二氧化硫排放标准为：
38、nox≤20mg/m3；
39、二氧化硫≤10mg/m3；
40、烟尘≤3mg/m3；
41、设系统的总能耗e表示各环保设备的能耗之和，即：
42、e＝e1+e2+…+en
43、en表示第n种环保设备的能耗；
44、优化问题表达式为：
45、
46、其中(x)是优化变量向量，代表环保设备的操作参数，包括脱硝设备的氨水流量、除尘设备的风机转速。
47、优选的，所述序列二次规划表达式为：
48、初始化：选择初始优化变量x(0)和迭代参数
49、迭代过程：
50、在第k次迭代中，计算下一步的优化变量x(k+1)：
51、x(k+1)＝x(k)+α(k)δx(k)
52、其中：δx^{(k)是通过解决二次规划问题得到的搜索方向，α(k)是步长；
53、二次规划求解：
54、在每次迭代中，通过解决以下二次规划问题来确定δx(k)：
55、
56、subjectto(x(k)+δx)满足约束条件，条件为：排放标准约束和设备参数范围约束。
57、与现有技术相比，本发明提供了锅炉环保岛智能优化控制系统，具备以下有益效果：
58、1、本发明通过排放数据采集模块实时监测烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度数据采集是基础，确保了模型建立的实时性和准确性，数据处理模块利用历史数据挖掘和实时分析，建立了动态和静态混合模型。动态混合模型表达式用于实时预测和调整，而静态混合模型则用于长期趋势分析和异常检测，确保了对排放浓度的全面理解和有效预测，达到了建立nox、烟尘及so2排放的模型的有益效果。
59、2、本发明通过利用非线性优化算法，以最小化整体系统能耗为目标。这种算法能够根据实时监测数据动态调整脱硝、除尘和脱硫设备的运行参数，从而在不同工况下实现最佳能耗，采用序列二次规划方法优化环保设备的操作参数，使得系统总能耗最小化，通过历史数据挖掘和模型建立，能够更准确地预测未来的能耗需求，并根据预测结果调整设备参数，从而降低系统的总能耗，达到了优化锅炉环保岛整体系统能耗使其达到最低的有益效果。
60、3、本发明通过排放数据采集模块实时监测烟气中的污染物浓度，并通过数据处理模块进行实时分析和历史数据挖掘。这种实时监测和数据处理使得系统能够及时了解环境状况，从而做出更加智能的调整和决策，通过建立动态和静态混合模型，能够准确预测环境参数的变化趋势，从而做出智能调整，利用历史数据建立的模型也能够帮助系统更好地应对各种工况，达到了对锅炉环保岛的优化更智能的有益效果。
1.锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述控制系统包括排放数据采集模块、数据处理模块、优化控制模块、生产模块和协同运行模块，所述模块均通过网络进行互联，所述生产模块为：脱硝、除尘、脱硫系统三者组成，
2.根据权利要求1所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述排放数据采集模块具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述排放数据采集模块每10min进行一次数据发送，所述排放数据采集模块所获得烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度数据值进行相对计算，得出本次烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度与上一轮烟气中的nox、烟尘和二氧化硫相对浓度升降百分比xdz，所述排放数据采集模块以前一天烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度平均值作为当天烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度参考值，得出本次烟气中的nox、烟尘和二氧化硫浓度绝对浓度升降百分比jdz。
4.根据权利要求3所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述nox的相对变化百分比xdz计算表达式为：
5.根据权利要求4所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述nox的参考值计算表达式为：
6.根据权利要求5所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述nox的绝对变化百分比计算表达式为：
7.根据权利要求1所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述数据处理模块动态混合模型表达式为：
8.根据权利要求1所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述数据处理模块静态混合模型表达式为：
9.根据权利要求1所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述优化控制模块使用非线性优化算法为：
10.根据权利要求9所述的锅炉环保岛智能优化控制系统，其特征在于：所述序列二次规划表达式为：
