發(fā)布時間：2020-12-26 08:52

　　燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生氮氧化物（NO_X）不僅危害人類健康,還會造成光化學煙霧影響動植物的生長。為了減少電站所造成的環(huán)境污染問題,非常有必要降低NO_X的排放。由于SCR脫硝噴氨量控制系統(tǒng)具有時滯、大慣性、多變量、時變等特性,經(jīng)典的PID控制往往不能精確調(diào)整噴氨量。因此亟待提出新穎的控制策略,確保NO_X超低排放。本文以某矸石電廠SCR脫硝噴氨量系統(tǒng)為研究對象,分析SCR脫硝工藝和反應機理,深入研究了脫硝系統(tǒng)存在的非線性、時滯、擾動等問題,進行了以下的研究工作:（1）在系統(tǒng)建模方面,針對催化劑活性所造成系統(tǒng)非線性問題,并考慮到脫硝系統(tǒng)監(jiān)測設備以及反應過程所導致的時滯因素,基于電廠DCS平臺歷史運行數(shù)據(jù)建立脫硝系統(tǒng)的T-S模糊時滯模型。（2）考慮到工況變化所導致SCR入口處的NO_X濃度,以及煙氣流量等的改變,有些輸入變量不易控制,因此假定在設定的溫度下來調(diào)節(jié)噴氨量進而控制SCR出口處的NO_X濃度,至于其它變量作為模型的擾動問題來處理。本文引入動態(tài)矩陣預測控制（DMC）到脫硝系統(tǒng)中,并且對電... 

【文章來源】：山西大學山西省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

山西省裝機類別為了解決煤矸石堆積問題，同時提高資源利用效率，國家出臺了許多文件，早

基于T-S模糊模型的SCR噴氨量的動態(tài)矩陣預測控制10系統(tǒng)工藝流程圖如圖2.2所示。圖2.2SCR脫硝系統(tǒng)工藝流程圖脫硝流程描述為：氨水罐中的氨水通過氨水泵進行抽取，流量閥來控制氨水的流量，將除鹽水泵輸送的除鹽水與氨水泵輸送的氨水混合后送入氨水分散噴射系統(tǒng)。流化風和壓縮空氣罐連接到噴槍上，使得噴槍出來的是霧化的氨水而不是液體的氨水，霧化的氨水經(jīng)過噴氨柵欄到達SCR反應器，。進入SCR反應器后在300～400℃的溫度及催化劑的作用下，與煙氣中的NOX發(fā)生氧化還原反應生成無污染的N2和H2O，通過空氣預熱器和除塵器排出煙囪。2.2SCR脫硝反應原理選擇性催化還原（SCR）脫硝技術的反應原理是：在特定的溫度下（280-420℃），利用還原劑（液氨、尿素和氨水）在催化劑的作用下，有選擇性的與煙氣中的NOX反應生成無污染的氮氣和水，從而脫出煙氣中的氮氧化物。這里還原劑并不會被氧氣氧化，而是選擇性的與將氮氧化物還原為氮氣[29]�；痉磻鐖D2.3所示。

第二章SCR脫硝噴氨量系統(tǒng)分析11圖2.3SCR化學反應原理圖主反應方程式為[30]：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O（2.1）4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O（2.2）4NH3+6NO→5N2+6H2O（2.3）8NH3+6NO→7N2+12H2O（2.4）燃煤電廠煙氣中的氮氧化物95%的是NO，所以上式反應方程式主要以（2.1）為主。但是煤燃燒時還會產(chǎn)生二氧化硫的污染物，假如脫硝過程中噴氨量過多造成氨逃逸[31]，就會發(fā)生一些副反應生成硫酸銨鹽的物質(zhì)，副反應方程式如下：4NH3+3O2→2N2+6H2O（2.5）2NH3→N2+3H2（2.6）4NH3+5O2→4NO+6H2O（2.7）2SO2+O2→2SO3（2.8）NH3+SO3+H2O→NH4HSO4（2.9）2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4（2.10）上述反應中生成的NH4HSO4和(NH4)2SO4具有很強的黏粘性，很容易堵塞催化劑通道，并且還會與V2O5反應生成硫酸礬鹽降低催化劑活性。在經(jīng)過空氣預熱器時，與煙氣中的飛灰結(jié)合堵塞下游設備[32]。所以噴氨量的控制就顯得十分重要，優(yōu)化噴氨量不僅能夠節(jié)約成本，也會減少副反應中硫酸銨鹽對設備的損壞。2.3影響SCR脫硝噴氨量系統(tǒng)的因素當系統(tǒng)在一定工況范圍內(nèi)運行時，需要提高SCR脫硝噴氨量系統(tǒng)的魯棒性，就必須清楚的了解系統(tǒng)的影響因素。


本文編號：2939400