【摘要】：我國(guó)一次能源以煤炭為主,煤炭燃燒過程中產(chǎn)生氮氧化物、二氧化硫、顆粒物等多種大氣污染物,對(duì)大氣環(huán)境乃至人們的生產(chǎn)生活帶來了嚴(yán)重影響。我國(guó)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)非常重視,積極推動(dòng)燃煤電廠超低排放改造工作,燃煤煙氣污染物排放將達(dá)到國(guó)際最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)。脫硝系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)燃煤電廠煙氣NOx排放濃度達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。由于脫硝系統(tǒng)具有非線性、滯后特性等特征,傳統(tǒng)PID控制技術(shù)難以維持脫硝系統(tǒng)出口NOx濃度穩(wěn)定,產(chǎn)生過大的出口NOx濃度波動(dòng),一方面導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)出口NOx濃度超標(biāo)現(xiàn)象,另一方面為保證出口NOx濃度達(dá)標(biāo)率,需要增大噴氨量,脫硝系統(tǒng)噴氨成本隨之提高。如何解決脫硝系統(tǒng)非線性、滯后特性帶來的控制難題,減小出口NOx濃度波動(dòng),降低脫硝系統(tǒng)噴氨成本,是燃煤電廠脫硝系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控的重要研究方向。本文圍繞脫硝系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行難題開展了以下研究工作:第一、針對(duì)脫硝系統(tǒng)的滯后特性,研究建立了基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的脫硝系統(tǒng)入口NOx濃度測(cè)量修正方法。通過實(shí)際數(shù)據(jù)獲取脫硝系統(tǒng)入口處煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(Continues Emission Monitoring System,CEMS)NOx濃度測(cè)量滯后時(shí)間,對(duì)脫硝系統(tǒng)入口處NOx濃度進(jìn)行測(cè)量修正建模,提前預(yù)測(cè)脫硝系統(tǒng)入口處NOx濃度測(cè)量值,減小CEMS測(cè)量滯后引入的誤差。仿真結(jié)果表明,脫硝系統(tǒng)入口NOx濃度測(cè)量修正方法顯著提高了NOx濃度測(cè)量精度,可降低32.6%的CEMS測(cè)量滯后誤差。第二、針對(duì)脫硝系統(tǒng)的非線性特性,研究建立了適用于脫硝系統(tǒng)的多模型預(yù)測(cè)控制策略(Multiple Model Predictive Control,MMPC)�；诠r條件劃分多個(gè)負(fù)荷子區(qū)間,利用多個(gè)預(yù)測(cè)控制器加權(quán)獲取覆蓋全負(fù)荷的非線性控制策略,提高在工況大范圍變動(dòng)情況下脫硝系統(tǒng)控制穩(wěn)定性。同時(shí)與NOx濃度測(cè)量修正方法相結(jié)合,提出了基于入口NOx濃度測(cè)量修正的多模型預(yù)測(cè)控制策略(measurement correction-multiple model predictive control,MCMMPC),進(jìn)一步提高脫硝系統(tǒng)控制穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明,多模型的模型精度相比于單模型可提高23.5%,MMPC控制策略相比于PID控制策略可降低出口NOx濃度標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)18.1%,SS-MMPC控制策略相比于PID控制策略可降低出口NOx濃度標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)34.0%。第三、為實(shí)現(xiàn)脫硝系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行,在某220t/h熱電機(jī)組上開展了脫硝系統(tǒng)預(yù)測(cè)控制策略的工程應(yīng)用研究。基于建立的煤質(zhì)、脫硝系統(tǒng)設(shè)備、脫硝系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)等,獲取適用于脫硝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)控制策略(Dynamic Matrix control,DMC),并對(duì)實(shí)際運(yùn)行過程中的各類工況進(jìn)行控制性能分析。結(jié)果表明,DMC控制相比于PID控制,出口NOx濃度標(biāo)準(zhǔn)差降低了11.2%,氨氮比降低了2.7%,進(jìn)一步對(duì)脫硝系統(tǒng)平穩(wěn)工況及變工況進(jìn)行比較分析可以得出,在平穩(wěn)工況下,DMC控制與PID控制效果類似,在變工況下,DMC控制的響應(yīng)速度優(yōu)于PID控制。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X773;X831
【圖文】：

圖 1.1 能源及煤炭消費(fèi)總量[7]革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家能源局印發(fā)的《煤電節(jié)能減20)》[8]中，要求至 2020 年，東部地區(qū)現(xiàn)役 300 MW 及以放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，即在基準(zhǔn)氧含量 6高于 50 mg/Nm3，SO2濃度不高于 35 mg/Nm3，粉塵濃度不高

圖 1.2 超低排放示意圖炭燃燒產(chǎn)生的大氣污染物中，氮氧化物是主要的污染物之一。氮氧化物雨的基礎(chǔ)，另一方面會(huì)沉降而引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)還是形成霧霾的化學(xué)煙霧[10]。國(guó)家對(duì)于燃煤電站氮氧化物排放治理的要求趨于嚴(yán)格，排[11]

圖 1.3 脫硝系統(tǒng)及控制配置示意圖[13]典型的時(shí)滯及慣性對(duì)象，在機(jī)組變負(fù)荷的情況下具有一定中各調(diào)控量的變化也會(huì)存在一定的約束。傳統(tǒng)的脫硝控制硝系統(tǒng)噴氨量進(jìn)行調(diào)控，即固定摩爾比控制方式以及出口

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;廣東首座脫硝火電廠開工[J];廣西電力建設(shè)科技信息;2006年01期

2 李泉;尹峰;羅志浩;;超臨界機(jī)組脫硝系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制研究[J];浙江電力;2016年11期

3 謝芳;;導(dǎo)流板對(duì)脫硝反應(yīng)器運(yùn)行的影響分析[J];資源節(jié)約與環(huán)保;2016年09期

4 鄭曉彤;崔堯;謝廣慶;;脫硝寬負(fù)荷運(yùn)行的水側(cè)改造途徑[J];上海節(jié)能;2017年02期

5 劉彬;周云健;張振杰;王文生;;脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后帶來問題初析及改進(jìn)措施[J];鍋爐制造;2017年05期

6 周貴仁;;助燃脫硝助劑在DCC裝置上的工業(yè)應(yīng)用[J];石化技術(shù);2017年10期

7 于曉彤;;關(guān)于脫硝鋼架結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計(jì)的研究[J];城市建設(shè)理論研究(電子版);2017年22期

8 王少蕊;;淺談火力發(fā)電廠的脫硝電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2016年13期

9 黃祿全;;淺談煤粉鍋爐的脫硝改造[J];山東工業(yè)技術(shù);2015年05期

10 張宇;王智;王子儀;孫化強(qiáng);王林龍;文成明;張泳濤;唐中德;;燃煤電廠脫硝工藝對(duì)其粉煤灰性質(zhì)的影響[J];非金屬礦;2015年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 凌漢云;;1000MW超超臨界塔式爐脫硝系統(tǒng)超凈改造及噴氨優(yōu)化[A];2017清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2017年

2 張大川;任登敏;;燃煤電廠鍋爐脫硝問題及改造探究[A];2017清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2017年

3 張華東;;做好四項(xiàng)工作管好脫硝改造[A];燃煤電廠“超低排放”新技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2014年

4 張大川;任登敏;;燃煤電廠鍋爐脫硝問題及改造探究[A];2016燃煤電廠超低排放形勢(shì)下SCR(SNCR)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行管理及氨逃逸與空預(yù)器堵塞技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2016年

5 張華東;;做好四項(xiàng)工作管好脫硝改造[A];2016燃煤電廠超低排放形勢(shì)下SCR(SNCR)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行管理及氨逃逸與空預(yù)器堵塞技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2016年

6 張諱;劉心毅;;330MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化探討[A];2016燃煤電廠超低排放形勢(shì)下SCR(SNCR)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行管理及氨逃逸與空預(yù)器堵塞技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2016年

7 李健平;;640MW機(jī)組脫硝控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的研究[A];2016燃煤電廠超低排放形勢(shì)下SCR(SNCR)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行管理及氨逃逸與空預(yù)器堵塞技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2016年

8 張大川;任登敏;王樂;;燃煤電廠鍋爐脫硝問題及改造探究[A];2016燃煤電廠超低排放形勢(shì)下SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行管理及氨逃逸監(jiān)測(cè)、空預(yù)器堵塞與低溫省煤器改造技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2016年

9 方久文;龐曉華;蔡們;趙超;石書雨;;脫硝系統(tǒng)精細(xì)化靶向控制系統(tǒng)[A];2016燃煤電廠超低排放形勢(shì)下SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行管理及氨逃逸監(jiān)測(cè)、空預(yù)器堵塞與低溫省煤器改造技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2016年

10 張大川;任登敏;;燃煤電廠鍋爐脫硝問題及改造探究[A];2015火力發(fā)電節(jié)能改造現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2015年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 張建嶺;中日共同開發(fā)新型脫硝催化劑[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

2 安信證券 劉軍 譚志勇 賈鵬;火電脫硝拉動(dòng)鈦白需求[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

3 老顧;廢脫硝催化劑亟須處置[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

4 安信證券 劉軍 譚志勇 賈鵬;脫硝公司受益火電治理趨嚴(yán)[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

5 本報(bào)記者 李禾;火電脫硝催化劑再利用勢(shì)在必行[N];科技日?qǐng)?bào);2018年

6 本報(bào)記者 朱妍;火電將迎脫硝催化劑“后處理”高峰[N];中國(guó)能源報(bào);2018年

7 記者 張茜;把功夫下在監(jiān)管維護(hù)上[N];萊蕪日?qǐng)?bào);2017年

8 記者 李雪婷;獲專利22項(xiàng) 多項(xiàng)技術(shù)全國(guó)領(lǐng)先[N];鶴壁日?qǐng)?bào);2017年

9 統(tǒng)籌 劉毅 孫秀艷;深化改革補(bǔ)短板[N];人民日?qǐng)?bào);2017年

10 趙冬梅 楊安麗 本報(bào)記者 巴家偉;水泥脫硝遭遇攀高成本擋道[N];大連日?qǐng)?bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李想;廢舊脫硝催化劑中毒機(jī)制與再生技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2017年

2 曹慶喜;氣體添加劑對(duì)選擇性非催化還原脫硝反應(yīng)過程影響的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 汪謝;新型脫硝功能聚苯硫醚復(fù)合濾料的制備及其性能研究[D];福州大學(xué);2014年

4 陳蓮芳;脫硝反應(yīng)器流場(chǎng)與反應(yīng)物混合模擬優(yōu)化[D];山東大學(xué);2011年

5 黃賢明;中低溫?zé)煔獯呋撓跫捌錂C(jī)理研究[D];南京理工大學(xué);2016年

6 高珊;鈰釩鋯固體超強(qiáng)酸催化劑的脫硝活性及其抗中毒能力[D];浙江大學(xué);2016年

7 馬宏卿;基于柱撐粘土的低溫NH3-SCR脫硝催化劑研究[D];南開大學(xué);2012年

8 熊志波;鐵基SCR脫硝催化劑改性研究[D];山東大學(xué);2013年

9 高巖;選擇性催化還原脫硝催化劑的實(shí)驗(yàn)與機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2013年

10 劉洪濤;O_2/CO_2氣氛下木醋調(diào)質(zhì)石灰石脫硫脫硝特性及機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉博文;燃煤電廠脫硝系統(tǒng)入口NO_x濃度測(cè)量修正及噴氨量?jī)?yōu)化控制研究[D];浙江大學(xué);2019年

2 宋鋮;多種工況下SCR脫硝系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2017年

3 宗路遙;脫硝催化劑載體結(jié)構(gòu)對(duì)催化性能的影響機(jī)制[D];蘭州理工大學(xué);2018年

4 李少波;燃煤機(jī)組脫硝改造工程的策略分析及應(yīng)用[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

5 黎浩;基于價(jià)值工程的媽灣電廠脫硝項(xiàng)目方案選擇評(píng)價(jià)研究[D];深圳大學(xué);2017年

6 畢守東;G電廠300MW機(jī)組脫硝改造綜合效果分析與評(píng)價(jià)[D];華北電力大學(xué);2015年

7 郎芳;西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司脫硝改造項(xiàng)目前評(píng)價(jià)研究[D];華北電力大學(xué);2013年

8 林瀚;某熱電廠鍋爐全負(fù)荷脫硝改造研究[D];華南理工大學(xué);2017年

9 廖松濤;岱海電廠600MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)改造及進(jìn)度監(jiān)理研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

10 李志鵬;綏中電廠百萬(wàn)機(jī)組脫硝工程設(shè)備監(jiān)理管控與效果評(píng)價(jià)[D];華北電力大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2747306