發(fā)布時間：2020-07-09 10:01

【摘要】：我國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,對大氣環(huán)境乃至人們的生產(chǎn)生活帶來了嚴重影響。我國政府對環(huán)境保護非常重視,積極推動燃煤電廠超低排放改造工作,燃煤煙氣污染物排放將達到國際最嚴標準。脫硝系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行是實現(xiàn)燃煤電廠煙氣NOx排放濃度達標的關(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,一方面導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)出口NOx濃度超標現(xiàn)象,另一方面為保證出口NOx濃度達標率,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,降低脫硝系統(tǒng)噴氨成本,是燃煤電廠脫硝系統(tǒng)運行調(diào)控的重要研究方向。本文圍繞脫硝系統(tǒng)優(yōu)化運行難題開展了以下研究工作:第一、針對脫硝系統(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濃度測量修正方法。通過實際數(shù)據(jù)獲取脫硝系統(tǒng)入口處煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)(Continues Emission Monitoring System,CEMS)NOx濃度測量滯后時間,對脫硝系統(tǒng)入口處NOx濃度進行測量修正建模,提前預(yù)測脫硝系統(tǒng)入口處NOx濃度測量值,減小CEMS測量滯后引入的誤差。仿真結(jié)果表明,脫硝系統(tǒng)入口NOx濃度測量修正方法顯著提高了NOx濃度測量精度,可降低32.6%的CEMS測量滯后誤差。第二、針對脫硝系統(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)測控制策略(Multiple Model Predictive Control,MMPC)�；诠r條件劃分多個負荷子區(qū)間,利用多個預(yù)測控制器加權(quán)獲取覆蓋全負荷的非線性控制策略,提高在工況大范圍變動情況下脫硝系統(tǒng)控制穩(wěn)定性。同時與NOx濃度測量修正方法相結(jié)合,提出了基于入口NOx濃度測量修正的多模型預(yù)測控制策略(measurement correction-multiple model predictive control,MCMMPC),進一步提高脫硝系統(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濃度標準差達18.1%,SS-MMPC控制策略相比于PID控制策略可降低出口NOx濃度標準差達34.0%。第三、為實現(xiàn)脫硝系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行,在某220t/h熱電機組上開展了脫硝系統(tǒng)預(yù)測控制策略的工程應(yīng)用研究�；诮⒌拿嘿|(zhì)、脫硝系統(tǒng)設(shè)備、脫硝系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)庫等,獲取適用于脫硝系統(tǒng)的動態(tài)矩陣預(yù)測控制策略(Dynamic Matrix control,DMC),并對實際運行過程中的各類工況進行控制性能分析。結(jié)果表明,DMC控制相比于PID控制,出口NOx濃度標準差降低了11.2%,氨氮比降低了2.7%,進一步對脫硝系統(tǒng)平穩(wěn)工況及變工況進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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X773;X831
【圖文】：

圖 1.1 能源及煤炭消費總量[7]革委員會、環(huán)境保護部、國家能源局印發(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 及以放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值，即在基準氧含量 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)，另一方面會沉降而引起水體富營養(yǎng)化，同時還是形成霧霾的化學(xué)煙霧[10]。國家對于燃煤電站氮氧化物排放治理的要求趨于嚴格，排[11]

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

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本文編號：2747306