Feuerungsoptimierung mit Neuronalen Netzen und Fuzzy-Logic an einem Braunkohlekessel

Publications of 1999 - Abstract

 

Feuerungsoptimierung mit neuronalen Netzen und Fuzzy-Logic an einem Braunkohlekessel

Dipl.-Wirt. Ing. K. Pflipsen,
RWE Energie AG, Kraftwerk Weisweiler

Prof. Dr.-Ing. K. Görner , Dipl.-Ing. R. Mühlhaus
Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik, Universität Duisburg-Essen

Dr.-Ing. Pollack , Dr.-Ing. W. Moll,
RWE Energie AG, Hauptverwaltung Essen

 

Im Rahmen einer Studie zur Prozessoptimierung unter Anwendung von Fuzzy-Logic und neuronalen Netzen sollten an einem 550 t/h-Braunkohlekessel im KW Weisweiler die NOx-Emissionen gesenkt werden. Ziel war es, den Prozess sowohl ökologisch als auch ökonomisch durch Verzicht auf den bisher notwendigen Einsatz von Rezirkulationsgas zu optimieren; die mit der Kaltgasrückführung verbundenen Betriebs- und Instandhaltungs-kosten könnten somit eingespart werden. Nach einer kurzen Einführung der zu Grunde liegenden Technologie wird über die Versuchsergebnisse der Studie und die daraus gewonnenen Erkenntnisse sowie die wirtschaftlichen Aspekte berichtet.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Feuerungsregelungen basieren intelligente Systeme wie neuronale Netze nicht auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten. Ihre Wirkungsweise besteht darin, dass sie mit Hilfe adaptiver Algorithmen die Abhängigkeiten von Prozessein- und -ausgangsgrößen durch sog. Modelltraining auf Grundlage gemessener Datenmengen erlernen können. Der Prozess wird hierbei durch mehrdimensionale und nicht-lineare Modelle abgebildet. Durch Invertierung der erlernten Übertragungsfunktion lassen sich zu den im Sinne einer Optimierung angestrebten Ausgangsgrößen die äquivalenten Eingangsgrößen bestimmen.

Neuronale Fuzzysysteme bieten überall dort Vorteile, wo eine zwecks Optimierung möglichst genaue Prozessmodellierung notwendig ist, diese jedoch aufgrund der Komplexität des realen Prozesses - wenn überhaupt - nur unter hohem Experimentier- und Engineering-aufwand möglich ist. Die Braunkohlestaubfeuerung stellt ein solches mehrdimensionales System dar. Im ersten Ansatz wurde ein Optimierungspotential in der Verbesserung der Emissionssituation gesehen, indem auf den Einsatz der Primärmaßnahme Rezirkulations-gaseindüsung in den Feuerraum bei nachhaltiger Senkung des NOx-Niveaus verzichtet werden kann. Auf diese Weise können Betriebs- und Instandhaltungskosten gesenkt werden.

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