隨著用電需求的逐年增加,燃煤火力發(fā)電作為我國生產(chǎn)電能的主要方式,煤炭燃燒排放出二氧化硫、氮氧化物、粉塵等污染物對環(huán)境造成了嚴重破壞。針對污染物問題,燃煤超低排放系統(tǒng)對多種污染物進行脫除處理。但是該系統(tǒng)里諸多設備之間進行單獨優(yōu)化控制,難以實現(xiàn)污染物低成本高效脫除。本文對燃煤超低排放系統(tǒng)整體運行成本進行研究,提出了一種改進協(xié)同優(yōu)化方法,建立了該系統(tǒng)運行成本優(yōu)化模型,并利用改進協(xié)同優(yōu)化方法進行優(yōu)化,在符合超低排放標準并有效降低運行成本具有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）針對協(xié)同優(yōu)化算法存在可行域和初始點的問題,從系統(tǒng)級和學科級優(yōu)化兩方面對協(xié)同優(yōu)化算法進行改進。在系統(tǒng)級約束條件中加入松弛因子確保了尋優(yōu)可行域的存在,且改進的松弛因子提高了尋優(yōu)能力;在學科級優(yōu)化的目標函數(shù)中加入系統(tǒng)級目標函數(shù),使學科級尋優(yōu)點在系統(tǒng)級與學科級共同作用下減少初始點的影響,提出了一種改進的協(xié)同優(yōu)化算法。通過數(shù)值優(yōu)化和減速器設計優(yōu)化案例,將改進的協(xié)同優(yōu)化算法與標準協(xié)同優(yōu)化、松弛協(xié)同優(yōu)化進行仿真對比,驗證了改進算法具有更好的尋優(yōu)能力。（2）根據(jù)燃煤超低排放系統(tǒng)各設備的運行成本模型和脫除原理,將可調工況的參數(shù)范圍和超低... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃煤超低排放系統(tǒng)脫除流程圖

杭州電子科技大學碩士學位論文7第2章超低排放系統(tǒng)優(yōu)化研究相關知識本章將介紹典型的燃煤超低排放系統(tǒng)裝置，主要由選擇性催化還原脫硝裝置（SCR）、干式靜電除塵裝置（ESP）、石灰石-石膏濕法脫硫裝置（WFGD）與濕式靜電除塵裝置（WESP）四個污染物脫除系統(tǒng)設備組成[53]。其次，介紹幾種多學科設計優(yōu)化的架構，對標準協(xié)同優(yōu)化的基本思想和優(yōu)化模型進行詳細的說明，分析協(xié)同優(yōu)化算法存在的優(yōu)缺點。2.1燃煤超低排放系統(tǒng)2.1.1選擇性催化還原脫硝裝置選擇性催化還原脫硝裝置主要由SCR反應器、SCR催化劑、液氨供應系統(tǒng)等組成。其脫硝技術主要利用3NH與NO反應，在一個限定的溫度范圍內(nèi)催化劑將煙氣中的NO還原成2N和2HO。選擇性催化還原脫硝的關鍵在于合理選擇催化劑、優(yōu)化設計反應器及煙道系統(tǒng)的流嘗合理設計氨煙氣混合系統(tǒng)。SCR催化劑通常使用2TiO為載體的25VO或3WO及3MoO等金屬氧化物[54]。圖2.1選擇性催化還原脫硝裝置示意圖圖2.1為典型的選擇性催化還原脫硝裝置，鍋爐燃燒產(chǎn)生含有XNO污染物的煙氣從裝置上部入口進入。氨泵抽取的液氨經(jīng)過蒸發(fā)器形成氨氣，由稀釋風機進行稀釋再經(jīng)注入柵格噴入反應塔中。在滿足特定的溫度范圍條件下，氨氣經(jīng)過催化劑層能與污染物中XNO發(fā)生選擇性還原反應，將煙氣中的XNO還原成為氮氣從而實現(xiàn)煙氣脫硝。其發(fā)生的主要化學反應如下所示：

杭州電子科技大學碩士學位論文832224NO+4NH+O4N+6HO（2.1）232222NO+4NH+O3N+6HO（2.2）其發(fā)生的副化學反應如下所示：223SO1/2OSO（2.3）3224SOHOHSO（2.4）其發(fā)生的副化學反應可知，煙氣中的部分2SO、3SO污染物在SCR裝置中會被吸收。煙氣中包含了大量的粉塵，在進行催化還原反應過程中粉塵容易吸附在催化劑的表面減少了催化作用的接觸面積，降低了脫硝的效率。所以在催化劑層安裝了吹灰風機對催化劑表面進行定期的吹風清掃，減少粉塵對催化劑的影響，確保SCR裝置高效穩(wěn)定的脫除氮氧化物。2.1.2干式電除塵裝置干式電除塵裝置主要由灰斗、放電極、集塵極板、氣流分布裝置、振打清灰裝置等組成[55]，其結構如圖2.2所示。圖2.2干式靜電除塵裝置示意圖干式電除塵裝置的工作原理：放電極和集塵極在高壓直流電的作用下發(fā)生電離使煙氣中的粉塵顆粒得到負電荷。帶負電荷的粉塵在電場力的作用下往集塵板方向移動，使粉塵沉積于極板從而實現(xiàn)煙氣的除塵。氣流分布裝置的作用是使粉塵顆粒的煙氣分布均勻進入除塵電場，有效提高除塵的效率。振打清灰裝置的作用是及時清除沉積在電極和極板上的粉塵。當電極和極板上的粉塵過多時，會影響放電效率和氣流流速從而影響除塵效率。振打清灰裝置的振打頻率和強度必須選擇適當。當振打的頻率越高、強度越大，容易產(chǎn)生粉塵二次飛揚。當振打的頻率越低、強度越弱，會出現(xiàn)大塊的粉塵撞擊灰斗產(chǎn)生二次飛揚。

【參考文獻】：
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