本文關(guān)鍵詞：基于環(huán)保約束的CFB機(jī)組聯(lián)合脫硫節(jié)能優(yōu)化與控制研究

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【摘要】：隨著我國超低排放政策的實施,循環(huán)流化床(CFB)機(jī)組SO2脫除工藝由爐內(nèi)脫硫單一模式轉(zhuǎn)變?yōu)闋t內(nèi)爐外兩級聯(lián)合脫硫模式,導(dǎo)致系統(tǒng)控制復(fù)雜化、機(jī)組運(yùn)行成本提高。本課題以300MW CFB機(jī)組兩級聯(lián)合脫硫系統(tǒng)為研究對象,分析了爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)和爐外脫硫系統(tǒng)工藝原理及影響脫硫效率的主要因素,明確了兩個被控過程特性及控制輸入輸出,在此基礎(chǔ)上,分別從系統(tǒng)控制模型參數(shù)辨識、控制系統(tǒng)設(shè)計和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行三個方面進(jìn)行了研究。1.設(shè)計基于自適應(yīng)權(quán)重粒子群算法的模型參數(shù)辨識算法,利用現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù),分別建立了爐內(nèi)脫硫和爐外脫硫系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,表明了粒子群算法在模型參數(shù)辨識方面有很好的效果;2.提出增量自適應(yīng)補(bǔ)償控制策略及其改進(jìn)控制算法,利用所建脫硫系統(tǒng)模型,構(gòu)建了仿真控制系統(tǒng),并與傳統(tǒng)PID控制方法和模糊控制方法的控制效果進(jìn)行了比較,仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)具有很好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能,而且還具有很強(qiáng)的抗干擾能力和模型適應(yīng)能力;3.利用現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù),分別建立了爐內(nèi)和爐外脫硫系統(tǒng)的能耗、物耗模型,進(jìn)一步得到了爐內(nèi)爐外聯(lián)合脫硫系統(tǒng)小時級運(yùn)行成本數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)試驗機(jī)組脫硫系統(tǒng)實際運(yùn)行情況及設(shè)計參數(shù),建立邊界約束條件;4.設(shè)計了基于改進(jìn)型粒子群算法的有約束函數(shù)尋優(yōu)算法,對小時級運(yùn)行成本數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了求解,得到了不同負(fù)荷和不同煤種含硫量兩種情況下達(dá)到最優(yōu)運(yùn)行成本時的吸收塔入口SO2濃度、爐內(nèi)爐外兩級脫除份額等優(yōu)化參數(shù),可用于兩級聯(lián)合脫硫控制系統(tǒng)設(shè)定值動態(tài)調(diào)整,實現(xiàn)兩級脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化。本課題的研究成果可為超低排放新形勢下聯(lián)合脫硫系統(tǒng)的自動化與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供理論研究基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：循環(huán)流化床(CFB) 兩級聯(lián)合脫硫系統(tǒng) 增量自適應(yīng)補(bǔ)償控制 粒子群尋優(yōu)算法 經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X773;TP18
【目錄】：

• 中文摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 課題研究背景及意義14-16
• 1.2 CFB機(jī)組SO_2超低排放工藝路線16-17
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點17-20
• 1.3.1 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 本課題創(chuàng)新點18-20
• 第二章 CFB機(jī)組聯(lián)合脫硫技術(shù)理論基礎(chǔ)20-36
• 2.1 低熱值煤循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)原理20-21
• 2.2 CFB機(jī)組爐內(nèi)干法脫硫原理及影響因素分析21-27
• 2.2.1 爐內(nèi)干法脫硫原理21-23
• 2.2.1.1 二氧化硫生成機(jī)理21-22
• 2.2.1.2 爐內(nèi)干法固硫機(jī)理22-23
• 2.2.2 影響爐內(nèi)脫硫效率的主要因素分析23-27
• 2.2.2.1 入爐物質(zhì)特性23-24
• 2.2.2.2 實際運(yùn)行參數(shù)24-27
• 2.3 爐外石灰石-石膏濕法脫硫原理及影響因素分析27-32
• 2.3.1 石灰石-石膏濕法脫硫原理27-28
• 2.3.1.1 工藝原理27
• 2.3.1.2 吸收機(jī)理27-28
• 2.3.2 影響濕法脫硫效率的主要因素28-32
• 2.3.2.1 脫硫劑特性28-29
• 2.3.2.2 吸收塔入口煙氣參數(shù)29-30
• 2.3.2.3 運(yùn)行參數(shù)30-32
• 2.4 試驗機(jī)組超低排放技術(shù)簡介32-35
• 2.4.1 試驗機(jī)組簡介32
• 2.4.2 試驗機(jī)組爐內(nèi)脫硫工藝及控制現(xiàn)狀分析32-33
• 2.4.3 試驗機(jī)組爐外濕法煙氣脫硫工藝及控制現(xiàn)狀分析33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 爐內(nèi)爐外聯(lián)合脫硫控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真36-58
• 3.1 爐內(nèi)脫硫控制系統(tǒng)設(shè)計36-51
• 3.1.1 爐內(nèi)脫硫模型的辨識36-42
• 3.1.1.1 現(xiàn)場試驗36
• 3.1.1.2 典型模型選取36-37
• 3.1.1.3 基于自適應(yīng)權(quán)重PSO算法的模型參數(shù)辨識方法及思路37-39
• 3.1.1.4 模型參數(shù)辨識及結(jié)果39-42
• 3.1.2 基于模糊PID的增量自適應(yīng)補(bǔ)償控制控制算法設(shè)計42-45
• 3.1.2.1 增量自適應(yīng)補(bǔ)償控制原理42-44
• 3.1.2.2 模糊PID控制器44-45
• 3.1.3 基于模糊PID的增量自適應(yīng)補(bǔ)償控制在爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)中仿真應(yīng)用45-51
• 3.1.3.1 爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)模型45
• 3.1.3.2 控制系統(tǒng)參數(shù)確定45-47
• 3.1.3.3 控制系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析47-51
• 3.2 爐外石灰石-石膏濕法脫硫控制系統(tǒng)設(shè)計51-56
• 3.2.1 基于補(bǔ)漿量控制的爐外石灰石-石膏濕法脫硫模型辨識51-54
• 3.2.1.1 現(xiàn)場試驗51-52
• 3.2.1.2 典型模型選取52
• 3.2.1.3 模型參數(shù)辨識及結(jié)果52-54
• 3.2.2 增量自適應(yīng)補(bǔ)償控制算法在濕法脫硫系統(tǒng)中的應(yīng)用54-56
• 3.2.2.1 控制系統(tǒng)仿真54-56
• 3.2.2.2 仿真結(jié)果分析56
• 3.3 本章小結(jié)56-58
• 第四章 爐內(nèi)爐外聯(lián)合脫硫運(yùn)行成本優(yōu)化控制58-72
• 4.1 爐內(nèi)干法脫硫運(yùn)行成本模型的建立58-62
• 4.1.1 爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)鈣硫比模型58
• 4.1.2 脫硫劑給料量模型58-59
• 4.1.3 脫硫效率計算模型59
• 4.1.4 脫硫效率與Ca/S的關(guān)系模型59-60
• 4.1.5 爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)電耗模型60-62
• 4.1.6 石灰石投前后鍋爐熱效率變化的折算耗煤模型62
• 4.2 爐外濕法脫硫運(yùn)行成本模型的建立62-65
• 4.2.1 石灰石粉消耗量模型62
• 4.2.2 石膏生成量模型62-63
• 4.2.3 耗水量模型63-64
• 4.2.4 吸收塔入口SO_2濃度與耗電量的關(guān)系模型64-65
• 4.3 尋優(yōu)算法設(shè)計及模型求解65-71
• 4.3.1 兩級聯(lián)合脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本模型65-66
• 4.3.2 基于改進(jìn)型粒子群算法的有約束函數(shù)尋優(yōu)算法66-67
• 4.3.3 模型求解及結(jié)果分析67-71
• 4.3.3.1 模型求解67-70
• 4.3.3.2 結(jié)果分析70-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 結(jié)論與展望72-74
• 5.1 課題結(jié)論72-73
• 5.2 建議及展望73-74
• 5.2.1 繼續(xù)研究建議73
• 5.2.2 課題研究展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 附錄1 爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表79-80
• 附錄2 濕法脫硫系統(tǒng)耗電設(shè)備參數(shù)表80-81
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果81-82
• 致謝82-83
• 個人簡況及聯(lián)系方式83-85

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