火電機組SCR煙氣脫硝機理建模與智能控制
發(fā)布時間:2021-09-01 00:53
隨著國家綜合實力日漸提升,環(huán)保意識逐漸加強,有關燃煤火電污染物排放的限制也日漸嚴格,新政策對于火電SCR脫硝系統(tǒng)提出了更高的要求,也給發(fā)電企業(yè)帶來了更大的壓力。SCR脫硝系統(tǒng)本身屬于具有大慣性、大遲延特性的對象,運行過程涉及化學反應,加之脫硝品質還要受到煙氣流場分布等因素的影響,本質上看SCR脫硝系統(tǒng)歸屬復雜系統(tǒng),控制難度大。當前已實現(xiàn)脫硝改造的老舊機組與新建機組普遍存在自動化投入率不高,脫硝品質有限的問題。對此本文從控制角度出發(fā),充分分析了問題產生的原因,提出了增加調節(jié)閥門與測點的分區(qū)優(yōu)化方案。并按照控制系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)分別設計了 SCR脫硝優(yōu)化控制策略,通過軟硬結合的方式實現(xiàn)提高脫硝效率與嚴格控制氨逃逸量的雙重目標,最終實現(xiàn)系統(tǒng)的經濟環(huán)保運行。主要研究成果包括:1、針對煙道橫截面較大,煙氣中氮氧化物濃度分布不均勻所引起的NOx控制與氨逃逸相矛盾的問題,提出了基于網(wǎng)格法的脫硝分區(qū)優(yōu)化控制方案。根據(jù)網(wǎng)格分區(qū)優(yōu)化計算結果,按區(qū)域增設調節(jié)閥門與測量裝置,即分區(qū)優(yōu)化控制的設備改造方案。一系列優(yōu)化改造意在不改變系統(tǒng)特性的條件下,為先進控制算法與策略提供更大的實施空間,是進一步優(yōu)化控制研究的基礎。2...
【文章來源】:華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
實際一側煙道截面分區(qū)圖
平北電力大學博上學位論義??2.4.2脫硝執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)化改造??根據(jù)已有的分區(qū)結果,對脫硝噴氨執(zhí)行子系統(tǒng)進行優(yōu)化改造,如圖2-5所示。??〇?4??1???I?1?……-??-■??中側?i??^?n?M?^?;丨噴筍?:;!?!??I?!?I?3?!??JpS麵??圖2-5噴氨執(zhí)行系統(tǒng)改造構示意圖??Fig.2-5?Simplified?diagram?of?ammonia?injection?system?modification??圖2-5中,箭頭代表氨的流向。Vsl?Vs4表示原有噴氨支管手動閥門;VI、??V2為增設的調節(jié)閥門。調節(jié)閥門下方連接對應側的供氨母管,上方連接新增設??的支管聯(lián)箱。由圖不難理解,優(yōu)化改造未改變單根噴氨支管所供給的區(qū)域,改造??的本質是將原有管路重新排列融合,通過增設調節(jié)閥門和支管聯(lián)箱結構實現(xiàn)煙道??截面與優(yōu)化分區(qū)的對應,提供了實現(xiàn)針對性噴氨優(yōu)化的設備基礎。調節(jié)閥門VI??所控制的IX域是優(yōu)化改造前原1號噴氨支管和2號嗩氨支管的對應區(qū)域,調節(jié)閥??門V2所控制的區(qū)域是優(yōu)化改造前原3號噴氨支管和4號噴氨支管的對丨、V:L>(域,??儀畫出增設的兩個調節(jié)閥門用作說明
Fig.2-6?Arrangement?diagram?of?control?valve?and?concentration?transmitters??on?one-side?flue?pipe?cross?section?at?SCR?reactor?inlet??圖2-6反應了煙道內區(qū)域劃分與設備布置情況,圖中是A側煙道噴氨總??調節(jié)閥門,匕1?匕6為加裝的噴氨支管調節(jié)閥門,每個調節(jié)閥門分別用于控制??個子區(qū)域;黑色圓點表示噴頭,所有噴頭等間距均勻布置在煙道截面上,其安??方向與紙面垂直,指向煙道下游,實際噴頭數(shù)量以各現(xiàn)場實際設計為準,以上??作為示意;各分區(qū)內小矩形表示氮氧化物濃度探頭,個數(shù)與加裝的調節(jié)閥門數(shù)??一致:探頭將樣氣送與變送器轉化為控制系統(tǒng)可以識別處理的信號,變送器即??中Zi7\?/ir6所示。受煙道實際尺寸與子區(qū)域劃分形狀的影響,探頭很難安裝在??區(qū)域的中心位置,采樣數(shù)據(jù)參與控制運算之前還須正交變換折算處理,這也使??某區(qū)域反應物濃度成為多個測點加權換算的結果,某一測點損壞對整體系統(tǒng)影??有限,也在一定程度上增強了其抗擾性。??.3.1在線測量參數(shù)選擇??對于選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)而言,能夠對系統(tǒng)脫硝效果產生影響的因素有??多,從宏觀因素分析有諸如負荷指令、煤質優(yōu)劣、環(huán)境溫度、運行人員經驗等;??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]火電廠SCR煙氣脫硝控制方式及其優(yōu)化[J]. 武寶會,崔利. 熱力發(fā)電. 2013(10)
[2]一種遺傳算法與粒子群優(yōu)化的多子群分層混合算法[J]. 金敏,魯華祥. 控制理論與應用. 2013(10)
[3]交替捕食的粒子群優(yōu)化算法及其粒子軌跡收斂性分析[J]. 李軍軍,黃有方,楊斌. 控制理論與應用. 2013(07)
[4]SCR脫硝系統(tǒng)噴氨格柵優(yōu)化設計[J]. 湯元強,吳國江,趙亮. 熱力發(fā)電. 2013(03)
[5]鍋爐脫硝SCR法的控制策略研究[J]. 馬孝純,段躍非,朱亞波. 電站系統(tǒng)工程. 2013(01)
[6]模型預測控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝. 自動化學報. 2013(03)
[7]煙氣脫硝噴氨量SA-RBF神經網(wǎng)絡最優(yōu)控制[J]. 周洪煜,趙乾,張振華,汪正海. 控制工程. 2012(06)
[8]300MW機組鍋爐SCR裝置流場研究[J]. 張波,張偉,牛國平. 熱力發(fā)電. 2012(07)
[9]基于變量選擇的鍋爐NOx排放的最小二乘支持向量機建模[J]. 劉吉臻,呂游,楊婷婷. 中國電機工程學報. 2012(20)
[10]選擇性催化還原煙氣脫硝控制系統(tǒng)的分析[J]. 潘維加,鄧沙. 湖南電力. 2009(06)
博士論文
[1]大中型風電場混合儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置及先進控制策略研究[D]. 孫近文.華中科技大學 2017
[2]燃煤電站SCR煙氣脫硝系統(tǒng)建模與噴氨量優(yōu)化控制[D]. 秦天牧.華北電力大學(北京) 2017
[3]脫硝反應器流場與反應物混合模擬優(yōu)化[D]. 陳蓮芳.山東大學 2011
[4]粒子群優(yōu)化算法及其應用研究[D]. 李丹.東北大學 2007
[5]燃煤電廠SCR煙氣脫硝試驗研究及數(shù)學模型建立[D]. 董建勛.華北電力大學(河北) 2007
[6]粒子群優(yōu)化算法的改進及應用[D]. 王俊偉.東北大學 2006
碩士論文
[1]電廠SCR脫硝系統(tǒng)建模與優(yōu)化控制[D]. 張志超.華北電力大學 2015
[2]SCR煙氣脫硝系統(tǒng)模擬優(yōu)化及噴氨量最優(yōu)控制[D]. 趙乾.重慶大學 2012
[3]選擇性催化還原系統(tǒng)的建模與仿真[D]. 俞逾.重慶大學 2007
本文編號:3375952
【文章來源】:華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
實際一側煙道截面分區(qū)圖
平北電力大學博上學位論義??2.4.2脫硝執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)化改造??根據(jù)已有的分區(qū)結果,對脫硝噴氨執(zhí)行子系統(tǒng)進行優(yōu)化改造,如圖2-5所示。??〇?4??1???I?1?……-??-■??中側?i??^?n?M?^?;丨噴筍?:;!?!??I?!?I?3?!??JpS麵??圖2-5噴氨執(zhí)行系統(tǒng)改造構示意圖??Fig.2-5?Simplified?diagram?of?ammonia?injection?system?modification??圖2-5中,箭頭代表氨的流向。Vsl?Vs4表示原有噴氨支管手動閥門;VI、??V2為增設的調節(jié)閥門。調節(jié)閥門下方連接對應側的供氨母管,上方連接新增設??的支管聯(lián)箱。由圖不難理解,優(yōu)化改造未改變單根噴氨支管所供給的區(qū)域,改造??的本質是將原有管路重新排列融合,通過增設調節(jié)閥門和支管聯(lián)箱結構實現(xiàn)煙道??截面與優(yōu)化分區(qū)的對應,提供了實現(xiàn)針對性噴氨優(yōu)化的設備基礎。調節(jié)閥門VI??所控制的IX域是優(yōu)化改造前原1號噴氨支管和2號嗩氨支管的對應區(qū)域,調節(jié)閥??門V2所控制的區(qū)域是優(yōu)化改造前原3號噴氨支管和4號噴氨支管的對丨、V:L>(域,??儀畫出增設的兩個調節(jié)閥門用作說明
Fig.2-6?Arrangement?diagram?of?control?valve?and?concentration?transmitters??on?one-side?flue?pipe?cross?section?at?SCR?reactor?inlet??圖2-6反應了煙道內區(qū)域劃分與設備布置情況,圖中是A側煙道噴氨總??調節(jié)閥門,匕1?匕6為加裝的噴氨支管調節(jié)閥門,每個調節(jié)閥門分別用于控制??個子區(qū)域;黑色圓點表示噴頭,所有噴頭等間距均勻布置在煙道截面上,其安??方向與紙面垂直,指向煙道下游,實際噴頭數(shù)量以各現(xiàn)場實際設計為準,以上??作為示意;各分區(qū)內小矩形表示氮氧化物濃度探頭,個數(shù)與加裝的調節(jié)閥門數(shù)??一致:探頭將樣氣送與變送器轉化為控制系統(tǒng)可以識別處理的信號,變送器即??中Zi7\?/ir6所示。受煙道實際尺寸與子區(qū)域劃分形狀的影響,探頭很難安裝在??區(qū)域的中心位置,采樣數(shù)據(jù)參與控制運算之前還須正交變換折算處理,這也使??某區(qū)域反應物濃度成為多個測點加權換算的結果,某一測點損壞對整體系統(tǒng)影??有限,也在一定程度上增強了其抗擾性。??.3.1在線測量參數(shù)選擇??對于選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)而言,能夠對系統(tǒng)脫硝效果產生影響的因素有??多,從宏觀因素分析有諸如負荷指令、煤質優(yōu)劣、環(huán)境溫度、運行人員經驗等;??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]火電廠SCR煙氣脫硝控制方式及其優(yōu)化[J]. 武寶會,崔利. 熱力發(fā)電. 2013(10)
[2]一種遺傳算法與粒子群優(yōu)化的多子群分層混合算法[J]. 金敏,魯華祥. 控制理論與應用. 2013(10)
[3]交替捕食的粒子群優(yōu)化算法及其粒子軌跡收斂性分析[J]. 李軍軍,黃有方,楊斌. 控制理論與應用. 2013(07)
[4]SCR脫硝系統(tǒng)噴氨格柵優(yōu)化設計[J]. 湯元強,吳國江,趙亮. 熱力發(fā)電. 2013(03)
[5]鍋爐脫硝SCR法的控制策略研究[J]. 馬孝純,段躍非,朱亞波. 電站系統(tǒng)工程. 2013(01)
[6]模型預測控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝. 自動化學報. 2013(03)
[7]煙氣脫硝噴氨量SA-RBF神經網(wǎng)絡最優(yōu)控制[J]. 周洪煜,趙乾,張振華,汪正海. 控制工程. 2012(06)
[8]300MW機組鍋爐SCR裝置流場研究[J]. 張波,張偉,牛國平. 熱力發(fā)電. 2012(07)
[9]基于變量選擇的鍋爐NOx排放的最小二乘支持向量機建模[J]. 劉吉臻,呂游,楊婷婷. 中國電機工程學報. 2012(20)
[10]選擇性催化還原煙氣脫硝控制系統(tǒng)的分析[J]. 潘維加,鄧沙. 湖南電力. 2009(06)
博士論文
[1]大中型風電場混合儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置及先進控制策略研究[D]. 孫近文.華中科技大學 2017
[2]燃煤電站SCR煙氣脫硝系統(tǒng)建模與噴氨量優(yōu)化控制[D]. 秦天牧.華北電力大學(北京) 2017
[3]脫硝反應器流場與反應物混合模擬優(yōu)化[D]. 陳蓮芳.山東大學 2011
[4]粒子群優(yōu)化算法及其應用研究[D]. 李丹.東北大學 2007
[5]燃煤電廠SCR煙氣脫硝試驗研究及數(shù)學模型建立[D]. 董建勛.華北電力大學(河北) 2007
[6]粒子群優(yōu)化算法的改進及應用[D]. 王俊偉.東北大學 2006
碩士論文
[1]電廠SCR脫硝系統(tǒng)建模與優(yōu)化控制[D]. 張志超.華北電力大學 2015
[2]SCR煙氣脫硝系統(tǒng)模擬優(yōu)化及噴氨量最優(yōu)控制[D]. 趙乾.重慶大學 2012
[3]選擇性催化還原系統(tǒng)的建模與仿真[D]. 俞逾.重慶大學 2007
本文編號:3375952
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