1.本发明涉及发电厂技术领域，尤其涉及一种锅炉燃烧优化系统及终端。


背景技术：

2.锅炉是发电厂的重要设备，锅炉配备有燃烧系统，燃烧系统涉及了燃烧设备、制粉系统和风烟系统。燃料在锅炉内燃烧产生高温烟气对受热面的传热，实现了锅炉的主要工作过程。
3.锅炉的燃烧状态和工作状态影响着发电厂的正常工作，如果不对锅炉进行有效的监控，将影响发电厂的正常运行。目前对锅炉燃烧过程的监控仅仅是调取单一的燃烧数据进行分析和跟踪，无法进行全方位的监控。容易造成监控数据的遗漏或疏忽，如果出现异常状态时，无法及时发现，使得发电厂运行无法满足要求。而且在对燃烧数据进行监控时，由于数据量庞大，容易造成数据冗余，数据统计口径的不一致性，到时监控数据计算错误，最终导致无法形成性能、成本、效率和质量之间取得平衡。


技术实现要素：

4.本发明提供一种锅炉燃烧优化系统，系统实现数据快速查询，极大地减少数据冗余，实现计算结果复用，极大地降低存储和计算成本，改善用户使用数据的效率体验，同时改善了数据统计口径的不一致性，减少数据计算错误的可能性。
5.系统包括：数据接入模块、数据存储模块、数据治理模块、算法模型模块和顶层应用模块；
6.数据接入模块用于根据顶层应用模块的控制指令，实时采集锅炉燃烧数据；
7.数据存储模块用于对锅炉燃烧数据进行存取，实现数据快速查询，实现计算结果复用，设置锅炉燃烧数据的统计口径，对发电生产过程中的实时锅炉燃烧数据进行存储和集成，实现发电生产过程中实时锅炉燃烧数据的处理、存储和集成，为数据建模及业务应用提供数据基础；
8.数据治理模块用于对缺失数据补全、多源异构数据融合治理、数据清理、数据集成、数据变换和数据归约；
9.算法模型模块配置了多场景、可复用的算法单元,处理新的应用场景时，根据平台已有的算法单元进行快速组合搭建，形成相应的解决方案；
10.顶层应用模块用于基于人工智能算法和大数据应用在锅炉运行场景中，并用来解决锅炉燃烧优化，锅炉吹灰优化及磨煤机开关机优化应用。
11.优选地，数据接入模块还用于遵循网络数据交换保密安全要求的基础上，从源数据库将实时数据抽取出来并推送到大数据平台中；
12.对于实时性要求较高的数据，通过并行加载机制来统一线上和离线的消息处理，提供实时的消息。
13.优选地，还包括：数据管理模块；
14.数据管理模块用于对锅炉燃烧数据获取、传输、存储的各个环节的进行规范化的管理，为后续的数据管理、数据挖掘提供便利，降低数据使用者的使用成本。
15.优选地，还包括：账户管理模块；
16.账户管理模块用于设置每个用户登录系统并使用系统的权限，设置每个用户基于登录界面登录系统的账号和密码；
17.用户在登录系统时，判断用户输入的账号和密码是否匹配，账号和密码匹配后，根据用户的权限登录访问系统，并根据不同的权限显示不同的锅炉燃烧数据操作界面，并对锅炉燃烧数据进行增删改查；
18.设置为管理员的用户对非管理员所具有的权限进行添加、修改；
19.管理员还对非管理员账户的添加、修改、删除以及对非管理员账户的权限设置。
20.优选地，数据治理模块还用于提供锅炉燃烧数据管理界面，展示锅炉燃烧数据的获取数据源表，锅炉燃烧数据字段信息，用户通过选择相同或不同的数据源的字段信息，生成数据提取代码，并配置到系统查询服务总线，使用户通过数据提取代码查询并提取需要的锅炉燃烧数据。
21.优选地，数据治理模块还用于去除数据接入模块采集的锅炉燃烧数据中不相关的字段，过滤采集的锅炉燃烧数据中无效的记录，修正采集的锅炉燃烧数据中不正确的数据，删除重复采集的锅炉燃烧数据，补充缺失的锅炉燃烧数据，对采集的锅炉燃烧数据进行离散化处理，并对采集的锅炉燃烧数据进行分类；
22.将处理后的锅炉燃烧数据转换为可显示的形式，找到锅炉燃烧数据的来源和数据类型，对锅炉燃烧数据的类型和数据对应的设备状态进行规范化处理；
23.将规范化后的锅炉燃烧数据进行模式定义转换、去除冗余与不一致的锅炉燃烧数据，降低非结构锅炉燃烧数据的复杂性，以使锅炉燃烧优化系统中的锅炉燃烧数据为规范统一的类型数据。
24.优选地，还包括：智能工作平台；
25.智能工作平台包括：故障显示模块、智能生产管理模块、智能运营管控模块以及智能安防防控模块；
26.故障显示模块用于根据数据接入模块采集锅炉燃烧数据、锅炉吹灰数据以及磨煤机开关数据进行比对判断，如出现异常数据则进行报警提示；
27.智能生产管理模块用于对交接班的锅炉操作人员进行考勤管理，交接班时间管理以及交接班记录进行储存；对锅炉的定期维护保养进行提示，并保存维护保养记录；通过巡检人员获取巡检信息，并进行储存；对锅炉燃烧过程的物料数据进行跟踪，对煤场的煤粉储存量和每日的用量进行跟踪；
28.智能运营管控模块用于对锅炉的各项指标进行跟踪获取并显示，自动形成运行报表；对锅炉运行过程中的全部物料进行跟踪管理；提供系统材料的在线审批；对操作人员提供宣传展示界面；提供教育培训视频，对设备档案和人员档案进行保存；
29.智能安防防控模块用于对危险作业区域进行视频监控，并保存视频信息；对进入生产区的人员进行身份识别和身份确认；对现场人员进行定位跟踪，并显示；对出入场的车辆进行跟踪定位及管理，形成系统的全景图。
30.优选地，还包括：数据安全模块；
31.顶层应用模块配置有锅炉燃烧控制单元、锅炉运行数据处理单元和人机界面；
32.锅炉燃烧控制单元用于对锅炉燃烧数据进行编辑、调试及监控；锅炉运行数据处理单元用于建立实时锅炉燃烧数据以及历史锅炉燃烧数据的管理；人机界面用于提供人机操作界面画面，使监控人员监控锅炉燃烧；
33.数据安全模块用于配置系统防火墙和vpn加密进程；
34.算法模型模块配置有人工神经网络模型、关联规则学习模型、聚类分析模型、锅炉燃烧数据异常检测报警模型。
35.优选地，还包括：数据监控模块；
36.数据监控模块获取锅炉燃烧历史数据与实时数据；
37.数据监控模块根据算法模型模块配置的模型从锅炉燃烧数据获得锅炉的效率参数与状态参数；
38.数据监控模块对锅炉、磨煤机、二次风、风烟系统和汽水系统的秒级状态值以及分钟级值进行监控，为操作人员提供实时参考，并且有多种报错逻辑使用户的异常处理更加便捷；
39.现场传感器设置为各模块的物理上下限和无数据上下限等参数的设定，并且附以导出excel参数设置、忽略报错、恢复初始设置；
40.历史数据中，用户选定相应的操作时间段，以折线图的方式为其展示可视化的ai控制前后的锅炉效率波动情况，并且查看各个模块的部分参数的推荐值、状态值和操作值，附以导出excel功能，使用户以表格形式查看和保留数据。
41.本发明还提供一种实现锅炉燃烧优化系统的终端，包括：
42.存储器，用于存储计算机程序及锅炉燃烧优化系统；
43.处理器，用于执行所述计算机程序及锅炉燃烧优化系统，以实现锅炉燃烧优化系统。
44.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
45.本发明提供的锅炉燃烧优化系统对于每个应用场景的个性化需求，可继续进行相应模块开发，继而更新回落到平台框架上，以此不断迭代完善，达到快速搭建应用模型和高效处理应用场景的目的。
46.系统将人工智能算法和大数据应用在锅炉运行场景中，并用来解决锅炉燃烧优化，锅炉吹灰优化及磨煤机开关机优化等应用。这一层将实现提高锅炉的运行效率，保障锅炉的安全性，减少人力操作成本的锅炉优化总体目标。
47.系统提供磨煤机、二次风、风烟系统和汽水系统的秒级状态值以及分钟级推荐值，为操作人员提供实时参考，并且有多种报错逻辑使用户的异常处理更加便捷。传感器设置为各模块的物理上下限和无数据上下限等参数的设定，并且附以导出excel参数设置、忽略报错、恢复初始设置等功能。
48.系统将人工智能算法和大数据应用在锅炉运行场景中，并用来解决锅炉燃烧优化，锅炉吹灰优化及磨煤机开关机优化等应用。这一层将实现提高锅炉的运行效率，保障锅炉的安全性，减少人力操作成本的锅炉优化总体目标。
附图说明
49.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
50.图1为锅炉燃烧优化系统示意图；
51.图2为智能工作平台示意图。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.本发明提供的锅炉燃烧优化系统中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
54.本发明提供的锅炉燃烧优化系统的附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
55.在本发明提供的锅炉燃烧优化系统中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
56.如图1和图2所示，在本发明提供的锅炉燃烧优化系统包括：数据接入模块、数据存储模块、数据治理模块、算法模型模块和顶层应用模块；
57.数据接入模块用于根据顶层应用模块的控制指令，实时采集锅炉燃烧数据；
58.数据接入模块还用于遵循网络数据交换保密安全要求的基础上，从源数据库将实时数据抽取出来并推送到大数据平台中；
59.对于实时性要求较高的数据，通过并行加载机制来统一线上和离线的消息处理，提供实时的消息。
60.数据存储模块用于从业务、数据存取和使用角度合理存储数据，实现数据快速查询，极大地减少数据冗余，实现计算结果复用，极大地降低存储和计算成本，改善用户使用数据的效率体验，同时改善了数据统计口径的不一致性，减少数据计算错误的可能性，最终在性能、成本、效率和质量之间取得最佳平衡。对发电生产过程中大量实时数据的存储和集
成，实现发电生产过程中大量实时数据的处理、存储和集成，为数据建模及业务应用提供有力的数据基础。
61.数据治理模块用于对缺失数据补全、多源异构数据融合治理、数据清理、数据集成、数据变换和数据归约；
62.数据治理模块还用于提供锅炉燃烧数据管理界面，展示锅炉燃烧数据的获取数据源表，锅炉燃烧数据字段信息，用户通过选择相同或不同的数据源的字段信息，生成数据提取代码，并配置到系统查询服务总线，使用户通过数据提取代码查询并提取需要的锅炉燃烧数据。
63.数据治理模块还用于去除数据接入模块采集的锅炉燃烧数据中不相关的字段，过滤采集的锅炉燃烧数据中无效的记录，修正采集的锅炉燃烧数据中不正确的数据，删除重复采集的锅炉燃烧数据，补充缺失的锅炉燃烧数据，对采集的锅炉燃烧数据进行离散化处理，并对采集的锅炉燃烧数据进行分类；
64.将处理后的锅炉燃烧数据转换为可显示的形式，找到锅炉燃烧数据的来源和数据类型，对锅炉燃烧数据的类型和数据对应的设备状态进行规范化处理；
65.将规范化后的锅炉燃烧数据进行模式定义转换、去除冗余与不一致的锅炉燃烧数据，降低非结构锅炉燃烧数据的复杂性，以使锅炉燃烧优化系统中的锅炉燃烧数据为规范统一的类型数据。
66.算法模型模块配置了多场景、可复用的算法单元,处理新的应用场景时，根据平台已有的算法单元进行快速组合搭建，形成相应的解决方案；对于每个应用场景的个性化需求，可继续进行相应模块开发，继而更新回落到平台框架上，以此不断迭代完善，达到快速搭建应用模型和高效处理应用场景的目的。
67.顶层应用模块用于将人工智能算法和大数据应用在锅炉运行场景中，并用来解决锅炉燃烧优化，锅炉吹灰优化及磨煤机开关机优化等应用。这一层将实现提高锅炉的运行效率，保障锅炉的安全性，减少人力操作成本的锅炉优化总体目标。
68.作为本发明的一种实施例，系统还包括：数据管理模块；数据管理模块用于对锅炉燃烧数据获取、传输、存储的各个环节的进行规范化的管理，为后续的数据管理、数据挖掘提供便利，降低数据使用者的使用成本。
69.作为本发明的另一种实施例，系统还包括：账户管理模块；账户管理模块用于设置每个用户登录系统并使用系统的权限，设置每个用户基于登录界面登录系统的账号和密码；
70.用户在登录系统时，判断用户输入的账号和密码是否匹配，账号和密码匹配后，根据用户的权限登录访问系统，并根据不同的权限显示不同的锅炉燃烧数据操作界面，并对锅炉燃烧数据进行增删改查；设置为管理员的用户对非管理员所具有的权限进行添加、修改；管理员还对非管理员账户的添加、修改、删除以及对非管理员账户的权限设置。
71.本发明中，系统还包括：智能工作平台；智能工作平台包括：故障显示模块、智能生产管理模块、智能运营管控模块以及智能安防防控模块；故障显示模块用于根据数据接入模块采集锅炉燃烧数据、锅炉吹灰数据以及磨煤机开关数据进行比对判断，如出现异常数据则进行报警提示；智能生产管理模块用于对交接班的锅炉操作人员进行考勤管理，交接班时间管理以及交接班记录进行储存；对锅炉的定期维护保养进行提示，并保存维护保养
记录；通过巡检人员获取巡检信息，并进行储存；对锅炉燃烧过程的物料数据进行跟踪，对煤场的煤粉储存量和每日的用量进行跟踪；
72.智能运营管控模块用于对锅炉的各项指标进行跟踪获取并显示，自动形成运行报表；对锅炉运行过程中的全部物料进行跟踪管理；提供系统材料的在线审批；对操作人员提供宣传展示界面；提供教育培训视频，对设备档案和人员档案进行保存；
73.智能安防防控模块用于对危险作业区域进行视频监控，并保存视频信息；对进入生产区的人员进行身份识别和身份确认；对现场人员进行定位跟踪，并显示；对出入场的车辆进行跟踪定位及管理，形成系统的全景图。
74.系统还包括：数据安全模块；顶层应用模块配置有锅炉燃烧控制单元、锅炉运行数据处理单元和人机界面；
75.锅炉燃烧控制单元用于对锅炉燃烧数据进行编辑、调试及监控；锅炉运行数据处理单元用于建立实时锅炉燃烧数据以及历史锅炉燃烧数据的管理；人机界面用于提供人机操作界面画面，使监控人员监控锅炉燃烧；方便技术人员对锅炉的运行进行监控，从而实现对系统的远程监控；监控人员可以随时在线查看锅炉燃烧数据，如果出现异常并可以向监控人员发出警报，监控人员可以及时作出相应的动作进行调整。采集锅炉燃烧数据可以采用无线或者有线的方式。
76.数据安全模块用于配置系统防火墙和vpn加密进程；提高锅炉燃烧数据传输和访问的安全性。算法模型模块配置有人工神经网络模型、关联规则学习模型、聚类分析模型、锅炉燃烧数据异常检测报警模型。
77.示例性的讲，系统还包括：数据监控模块；
78.数据监控模块获取锅炉燃烧历史数据与实时数据；锅炉燃烧历史数据是储存到数据库中以往获取的锅炉燃烧数据。数据监控模块根据算法模型模块配置的模型从锅炉燃烧数据获得锅炉的效率参数与状态参数。
79.具体的讲，数据监控模块对锅炉的效率参数与状态参数进行监控，可以结锅炉燃烧历史数据与实时数据进行处理分析。对锅炉燃烧历史数据与实时数据进行比对分析，获得锅炉的效率参数与状态参数。
80.判断锅炉的效率参数与状态参数是否超出预设阈值。
81.基于上述系统本发明还提供一种实现锅炉燃烧优化系统的终端，包括：存储器，用于存储计算机程序及锅炉燃烧优化系统；处理器，用于执行所述计算机程序及锅炉燃烧优化系统，以实现锅炉燃烧优化系统。
82.本发明的系统通过直观界面，对操作人员提供各控制参数的优化指导意见，辅助提升燃烧效率。
83.在保证安全性的前提下，提高经济性，算法模型的输出为优化吹灰方案(长吹、短吹、空预器吹灰最佳间隔时段、时长)，污染率显示。
84.本发明对磨煤机开关机进行优化：结合当前时刻总给煤量初步确定多台磨煤机的开机台数，并根据磨煤机工况模型给出的当前磨煤机的工况排名情况来进行对应磨煤机的开机与关机操作。
85.本发明中，具有完善的统一账户体系和数据管理体系作为支撑，能够应对大多数业务场景。其中数据接入模块包含实时数据采集、清洗、预处理等功能；数据存储模块包含
分布式存储，即时存储，动态存储；数据治理模块针对延时、超限、变化率大、网络延迟、无数据等情况进行分析与治理；算法模型模块将历史数据进行模拟训练、深度学习，计算出一套最佳优化方案，并且随着历史数据的增多，深度学习的计算曲线更加贴合实际情况，计算的结果也更加精准。
86.在系统的账户体系中，使用多租户权限管理的概念，以企业、角色、群组的设计理念可以支撑大多数的业务需求场景。
87.系统可以分为用户操作、仪表盘、传感器设置和历史数据几个方面。其中用户操作层为输入账密码的登入、切换账号登出系统、关闭系统推出登录和修改密码的个人中心。系统提供磨煤机、二次风、风烟系统和汽水系统的秒级状态值以及分钟级推荐值，为操作人员提供实时参考，并且有多种报错逻辑使用户的异常处理更加便捷。传感器设置为各模块的物理上下限和无数据上下限等参数的设定，并且附以导出excel参数设置、忽略报错、恢复初始设置等功能。历史数据中，用户可以选定相应的操作时间段，以折线图的方式为其展示可视化的ai控制前后的锅炉效率波动情况，并且可以查看各个模块的部分参数的推荐值、状态值和操作值，附以导出excel功能，使用户可以以表格形式查看和保留数据。
88.本发明提供的锅炉燃烧优化系统是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
89.所属技术领域的技术人员能够理解，本发明提供的锅炉燃烧优化系统的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
90.本发明提供的锅炉燃烧优化系统中，存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。
91.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。