燃煤锅炉SCR系统喷氨量智能优化方法

摘要

随着能源环境发展和雾霾、酸雨等环境问题日益突出，大气污染预防与治理成为能源生产重要议题。NOx是烟气中导致大气污染的主要因素之一。我国对NOx排放标准已有严格规定，但由于国内烟气脱硝技术起步晚，工业应用存在理论不成熟、脱硝效果差等问题。因此，研究烟气脱硝技术具有重要意义。本文针对燃煤电厂烟气脱硝技术喷氨量的控制，展开如下研究:
　　综述了现有的脱硝方法，着重介绍了选择性催化还原烟气脱硝技术(Selective Catalytic Reduction，SCR)的反应原理与反应过程，分析了影响脱硝效率的因素以及脱硝系统对锅炉的影响，为之后的SCR系统喷氨量优化奠定基础。
　　深入分析了生产中广泛应用的固定摩尔比和出口NOx定值控制方式，并针对出口NOx定值控制方式进行了建模仿真。结果表明，虽然所建模型能够较好反映现场设备动态特性，但传统PID控制器无法解决SCR系统强非线性和大滞后等问题，导致脱硝成本提高和二次污染。
　　研究支持向量机的理论基础和建模方法，并将其应用到电厂SCR脱硝系统建模中。结合SCR系统的特点和反应机理，对SVM模型的输入变量进行筛选，同时对数据进行预处理，有效降低了模型维度，减少了模型复杂度，提高了模型的准确性和鲁棒性;在电厂传统PID控制系统的基础上，引入基于支持向量机的喷氨量补偿器，在控制NOx排放达到国家标准的同时优化喷氨量。对比仿真表明，该方法在有效控制NOx排放量基础上，能够降低喷氨量，节约经济成本，具有一定工程应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 现阶段国内外研究成果

1．3 主要研究内容和文章结构

第2章 SCR脱硝系统简介

2．1 SCR脱硝工艺及原理

2．2 SCR脱硝系统对锅炉的主要影响

2．3 影响SCR脱硝装置脱硝效率的因素

2．4 本章小结

第3章 燃煤机组锅炉脱硝系统喷氨量控制

3．1 锅炉脱硝系统喷氨量控制

3．2 传统锅炉脱硝系统喷氨量控制

3．2．1 固定摩尔比控制方式

3．2．2 出口NOx定值控制方式

3．3 传统脱硝系统PID控制仿真结果

3．4 存在的问题

3．5 本章小结

第4章 SCR脱硝系统喷氨量的优化控制

4．1 引言

4．2 补偿器设计思路

4．3 支持向量机

4．3．1 构造最优超平面

4．3．2 支持向量机算法

4．4 变量筛选及数据预处理

4．4．1 变量筛选

4．4．2 数据预处理

4．5 喷氨补偿量支持向量机模型

4．6 基于支持向量机的喷氨量补偿器效果及分析

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢