發(fā)布時(shí)間：2020-10-12 00:28

　　 我國(guó)一次能源以煤為主,煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等多種大氣污染物,對(duì)大氣環(huán)境乃至人民生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重影響。在我國(guó),火電行業(yè)耗煤量占煤炭總消費(fèi)量的40%以上,是二氧化硫、氮氧化物、顆粒物的主要排放源。我國(guó)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視,近年來(lái)不斷加嚴(yán)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)積極推進(jìn)燃煤電廠的超低排放改造工作。目前部分超低排放環(huán)保島污染物控制系統(tǒng)為人工控制,參數(shù)的設(shè)置與設(shè)備的控制均依據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整。人工操作一方面可能投入過(guò)量物料,從而影響到環(huán)保島運(yùn)行過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性,另一方面,存在因操作不當(dāng)而造成污染物超標(biāo)排放的可能。為解決上述問(wèn)題,需對(duì)燃煤電廠污染物脫除過(guò)程予以科學(xué)的運(yùn)行指導(dǎo),將運(yùn)行參數(shù)控制在合理范圍內(nèi),節(jié)省污染物脫除過(guò)程中的能耗物耗,降低污染物脫除成本,實(shí)現(xiàn)燃煤電廠污染物的低成本高效脫除。本文以超低排放環(huán)保島的主要裝置,包括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)為研究對(duì)象,針對(duì)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化控制展開分析與討論,研究?jī)?nèi)容總結(jié)如下:第一,分析了燃煤電廠超低排放環(huán)保島,SCR、ESP、WFGD、WESP的污染物脫除過(guò)程,研究了各污染物脫除設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的能耗、物耗及運(yùn)行成本的影響因素,建立了污染物脫除系統(tǒng)運(yùn)行成本計(jì)算模型。第二,基于改進(jìn)關(guān)聯(lián)規(guī)則算法優(yōu)化脫硫系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),研究了運(yùn)行參數(shù)與SO2出口濃度之間的潛在關(guān)聯(lián)關(guān)系,建立脫硫系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行工況庫(kù)。理論研究結(jié)果表明,基于改進(jìn)關(guān)聯(lián)規(guī)則算法的系統(tǒng)優(yōu)化可以有效降低SO2出口濃度,依據(jù)脫硫系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行工況庫(kù)調(diào)整脫硫系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),SO2出口濃度平均下降31%。第三,基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立干式靜電除塵系統(tǒng)出口 PM濃度預(yù)測(cè)模型,獲得了運(yùn)行參數(shù)與PM出口濃度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,并以最小化運(yùn)行成本為目標(biāo),采用差分進(jìn)化算法求解多負(fù)荷條件下除塵系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行工況。理論研究結(jié)果表明,優(yōu)化后干式靜電除塵系統(tǒng)的平均運(yùn)行成本較優(yōu)化前降低5.39%。第四,研究了超低排放環(huán)保島各污染物脫除裝置對(duì)于多種污染物的協(xié)同脫除作用,分析了污染物脫除過(guò)程中變量間的耦合關(guān)系,針對(duì)燃煤電廠超低排放環(huán)保島多種污染物協(xié)同脫除過(guò)程的協(xié)同優(yōu)化問(wèn)題,構(gòu)建了基于協(xié)同優(yōu)化算法的超低排放環(huán)保島污染物協(xié)同脫除運(yùn)行工況優(yōu)化框架。分別采用粒子群算法與協(xié)同優(yōu)化算法求解多約束條件下各污染物脫除系統(tǒng)的最佳運(yùn)行參數(shù),在保證污染物排放濃度達(dá)標(biāo)的前提下降低環(huán)保島整體運(yùn)行成本。通過(guò)試驗(yàn),兩種優(yōu)化方法均能有效降低超低排放環(huán)保島運(yùn)行成本,相比之下,粒子群算法具有更高的尋優(yōu)效率,而協(xié)同優(yōu)化算法具有更強(qiáng)的尋優(yōu)能力。優(yōu)化結(jié)果表明,環(huán)保島優(yōu)化運(yùn)行成本受到運(yùn)行工況的影響而變化,隨著鍋爐負(fù)荷的上升而下降,隨污染物濃度上升而上升。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X773
【部分圖文】：

石灰石石膏濕法脫硫是目前技術(shù)較為成熟的脫硫方法之一，憑借其可靠性高，運(yùn)行成??本低，脫硫效率高等優(yōu)勢(shì)，已成為目前使用最為廣泛的脫硫方法［１２Ｍ２５］。典型的石灰石－石??膏濕法脫硫系統(tǒng)如圖２－１所示。??「?——一??丨?｜?煙氣出口??ＴｎｏｒＫｉｒｉｒｒＴｌ??Ｓｎｒｍｎｎｒ?ｆｎｌ??反應(yīng)區(qū)?ｔ??煙氣入口?一？?—?＿ｊ?ｔ??增壓風(fēng)機(jī)—??｜??銩側(cè)?ｉｎ?云Ａ??氧化風(fēng)機(jī)毯Ｔ?■■需縫票＾?一石音??圖２－１石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)示意圖??石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)的主要裝置有吸收塔、氧化風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵、漿液攪拌器、??除霧器等。脫硫反應(yīng)可以總結(jié)為五個(gè)過(guò)程：??１１??

?—■＿＿？??圖２－２選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)示意圖??圖２－２為典型的ＳＣＲ催化反應(yīng)裝置，鍋爐煙氣從上方入口進(jìn)入反應(yīng)裝置，同時(shí)進(jìn)入??反應(yīng)的還有通過(guò)氨注入柵格噴出的氨氣。煙氣與氨氣在整流層混合后進(jìn)入ｆｉ化劑層，在催??化劑層表面發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：??４Ｎ０?＋４ＮＨ３?＋?０２?—?４Ｎ２＋?６Ｈ２０?（２－２４）??２Ｎ０２?＋?４?ＮＨ３?＋?０２?３Ｎ２?＋?６Ｈ２０?（２－２５）??由于鍋爐煙氣中包含塵粒，當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)催化劑層時(shí)，部分塵粒覆蓋在催化劑表面，阻??礙了?Ｎ０Ｘ＆原反應(yīng)的進(jìn)行，因此在催化劑層安裝吹灰風(fēng)機(jī)，定期吹掃催化劑表面附著的塵??粒，增大混合氣體與催化劑的接觸面積，提升Ｎ０Ｘ的脫除效果。??２．２．２脫硝系統(tǒng)脫硝效率影響因素??ＳＣＲ作為一種成熟高效的脫硝技術(shù)，在多個(gè)領(lǐng)域的脫硝過(guò)程中均實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用［１３３］。研??究人員已通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)分析等多種方式對(duì)ＳＣＲ脫硝效率影??響因素進(jìn)行了大量研究［１３４＿１３８］。ＳＣＲ脫硝效率影響因素可以歸納為以下幾點(diǎn)：??（１）

脫硝反應(yīng)器Ａ入口原煙氣溫度Ｉ?°Ｃ??￣脫硝反應(yīng)器Ａ入口原煙氣溫度２?＂Ｃ??脫硝反應(yīng)器Ａ入口原煙氣溫度３?＾??脫硝反應(yīng)器Ａ入口原煙氣溫度４?＾??反應(yīng)溫度脫硝反應(yīng)器Ｂ入口原煙氣溫度１?Ｖ??＾脫硝反應(yīng)器Ｂ入口原煙氣溫度２?Ｖ??￣脫硝反應(yīng)器Ｂ入口原煙氣溫度３?Ｖ??￣＂脫硝反應(yīng)器Ｂ入口原煙氣溫度４??氨氮摩爾比?至脫硝反應(yīng)器Ａ混合器氨氣流量?ｋｇ＾ｈ＾??脫硝反應(yīng)器Ａ入口原煙氣０２含量?％??含氧量脫硝反應(yīng)器Ｂ入口原煙氣０；：含量?％??式靜電除塵與濕式靜電除塵??式靜電除塵系統(tǒng)簡(jiǎn)介??１＃電場(chǎng)?２＃電場(chǎng)?３＃電場(chǎng)?４＃電場(chǎng)??
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本文編號(hào)：2837351