【摘要】：選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前火電廠應(yīng)用最為廣泛的氮氧化物脫除技術(shù),其核心是SCR脫硝催化劑。對在役SCR脫硝系統(tǒng)催化劑的健康狀況和剩余壽命進(jìn)行預(yù)測是燃煤電廠科學(xué)維護(hù)和安全使用煙氣脫硝系統(tǒng)的迫切需要。目前,SCR催化劑壽命預(yù)測主要使用指數(shù)模型和通過分析失活原理建立的單因素的失活動力學(xué)模型的方法。但催化劑的工作環(huán)境復(fù)雜,煙氣條件多變,僅分析單因素對催化劑造成的影響無法準(zhǔn)確預(yù)測其失活規(guī)律,更無法分析出其壽命。催化劑活性是其本身的物理性質(zhì),不會隨著運行工況和煙氣條件的變化而改變,只會隨著自身慢慢失活而降低數(shù)值。因此,本文選取催化劑活性作為預(yù)測參數(shù),并針對催化劑活性與服役時間的樣本數(shù)據(jù)具有灰色特點,建立了灰色預(yù)測模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和2種灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,避免了樣本數(shù)據(jù)少且不具備一致性對預(yù)測結(jié)果的影響。通過實例對比分析,說明了灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法中的直接輸出法精度較高,可以為燃煤電廠SCR催化劑的失活趨勢預(yù)測及更換管理提供一定的依據(jù)。最后,本文以氨逃逸量為評判標(biāo)準(zhǔn),基于SCR反應(yīng)器的基礎(chǔ)模型和催化劑失活模型,建立了符合實際脫硝工況的催化劑壽命管理模型。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步根據(jù)催化劑更換或者加裝情況,計算并比較了 12種可能的管理方案,并獲得了最優(yōu)方案,為燃煤電廠催化劑管理提供了一定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X773;TQ426
【圖文】：

隱含層逡逑圖２－１邋ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖逡逑如圖２－１所示，ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由單層的輸入輸出層和層數(shù)不等的隱含層所構(gòu)逡逑成（通常單隱含層即可解決大多數(shù)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題）。其中各層又由數(shù)量不等的逡逑神經(jīng)元組成，若神經(jīng)元數(shù)量過少則網(wǎng)絡(luò)容錯性低無法完成訓(xùn)練，若神經(jīng)元數(shù)量過逡逑多則網(wǎng)絡(luò)泛化能力低，使預(yù)測催化劑活性的能力下降。故如何設(shè)定一個合適的網(wǎng)逡逑絡(luò)結(jié)構(gòu)，確定各層神經(jīng)元個數(shù)是準(zhǔn)確預(yù)測催化劑壽命的重要壞節(jié)。輸入輸出層神逡逑經(jīng)元個數(shù)可以由用戶的目標(biāo)數(shù)據(jù)類型數(shù)確定，而隱禽層神經(jīng)元個數(shù)ｎ則需要通過逡逑經(jīng)驗公式確定大致范圍后，再對不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練對比最終確定，經(jīng)驗公式為逡逑式（２－１６）0逡逑ｎ邋＝邋ｙｌｍ邋＋邋ｄ邋＋邋ｖ邐（２－１７）逡逑式中ｍ一輸入層神經(jīng)元個數(shù)；逡逑ｄ—輸出層神經(jīng)元個數(shù)；逡逑ｖ邐常數(shù)且１＜Ｖ＜１０。逡逑ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練步驟如下：逡逑（１）信號的正向傳播過程逡逑１）

逡逑Ｋ＝邋Ｋ０邋ｅｘｐ（－Ｑｔ）常裝有３層催化劑，煙氣依次通過各改變，致使三層催化劑的失活速率不活模型如下所示：逡逑Ｋｉ邋＝邋Ｋ０邋ｅｘｐ（－０；0化劑的失活速率，且Ｑｉ＞Ｑ２＞Ｑ３。逡逑劑的反應(yīng)器模型逡逑學(xué)者曾利用式（２－４），即默認(rèn)氨氮比等進(jìn)行過計算管理，但在電廠的實際應(yīng)用利用式Ｐ－４）則會造成較大誤差，進(jìn)而硝工況，推導(dǎo)并建立了當(dāng)氨氮比小于１煙氣

邐１２００００逡逑運行時間／ｈ逡逑圖３－３兩種方案的反應(yīng)器氨逃逸曲線圖逡逑上述兩種方案的前期管理模式相同，故當(dāng)時間小于７０１６１小時時，兩種方案逡逑曲線重合。由表３－１可知，方案二中的催化劑運行時間比方案一更長，延長了催逡逑化劑的使用壽命。比較圖３－２和圖３－３可知

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