随着经济社会的快速发展,环境污染日益成为我国的突出问题,尤以雾霾、酸雨为首的大气污染问题最为严重。NOx作为大气的主要污染源,各燃煤电厂广泛采用SCR烟气脱硝技术进行NOx的排放控制。传统的SCR烟气脱硝技术虽然能起到一定的作用,但在入口 NOx浓度的准确测量、保证出口 NOx浓度快速稳定在设定值方面,无法满足现场的实际需求,造成了氨气的浪费,产生二次污染。随着NOx排放标准的出台,深入研究SCR脱硝技术,保证脱硝效率,从而提高电厂的经济效益,具有重要的研究价值。本文以燃煤电厂变负荷运行常态为背景,以SCR脱硝系统为研究对象,针对系统入口NOx浓度的准确测量、出口 NOx浓度快速稳定在设定值等问题进行了研究。采用软测量替代传统的硬件测量,进行数据建模,准确预测SCR入口 NOx浓度,并采用先进的控制算法优化系统喷氨量。主要研究内容有:1、介绍了 SCR脱硝技术及应用等相关理论知识,本电厂烟气脱硝现状及存在的问题。选取DCS海量数据库中的系统影响因素,采用k-近邻算法筛选与出口 NOx浓度相关性最强的因素作为建模输入变量。2、针对SCR脱硝系统的强动态性和弱非线性,建立了基于时间差分偏最小二乘的软测量模型,实现了入口 NOx浓度的准确测量,该模型泛化能力强、计算速度快,适合工程在线使用。3、针对高阶动态系统以及动态性不确定系统,分别建立了基于PLS外部模型扩展和内部模型扩展的动态模型,采用模糊曲线法分析变量之间的相关性,确定输入输出矩阵中各变量的时滞,并采用自适应方法不断更新模型。通过计算比较几种建模方法的模型精度评价指标,说明了输出变量的时滞对准确建模的重要性。4、介绍了传统的喷氨控制策略,并采用PID控制方法进行喷氨量的优化控制。在分析了本电厂目前脱硝控制系统存在的问题后,提出了先进的预测控制方法,采用DMC预测控制方法优化系统喷氨量,实现了 SCR出口 NOx浓度快速稳定在设定值。与PID控制方法进行对比,凸显了预测控制方法的优势。
基本信息
题目 | 燃煤电厂烟气脱硝系统数据建模与控制方法研究 |
文献类型 | 硕士论文 |
作者 | 殷慧 |
作者单位 | 扬州大学 |
导师 | 靳宏,钱勇武 |
文献来源 | 扬州大学 |
发表年份 | 2020 |
学科分类 | 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑 |
专业分类 | 环境科学与资源利用,动力工程,电力工业 |
分类号 | X773 |
关键词 | 脱硝系统,偏最小二乘,软测量,数据建模,优化控制 |
总页数: | 57 |
文件大小: | 4063K |
论文目录
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 现阶段国内外研究现状 |
1.3 烟气脱硝现状及存在的问题 |
1.4 本文主要研究内容及安排 |
第2章 SCR脱硝系统简述 |
2.1 SCR脱硝原理 |
2.2 影响SCR脱硝效率的主要因素 |
2.3 机组及SCR烟气脱硝系统布置方式 |
2.4 SCR烟气脱硝系统组成及各部分工艺流程、主要设备 |
2.4.1 氨储存系统 |
2.4.2 氨注入系统 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于TD-PLS的SCR烟气脱硝系统软测量 |
3.1 软测量技术 |
3.1.1 软测量技术概述 |
3.1.2 软测量技术实现方法 |
3.2 模型最优输入变量集选取 |
3.2.1 常用的变量选择方法 |
3.2.2 高维k-近邻互信息估计 |
3.2.3 仿真实例分析 |
3.3 TD-PLS软测量模型 |
3.3.1 偏最小二乘算法(PLS) |
3.3.2 TD-PLS软测量算法 |
3.3.3 仿真实例分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于PLS内、外模型扩展的动态建模 |
4.1 引言 |
4.2 模糊曲线分析算法 |
4.3 基于PLS外部模型扩展的动态建模 |
4.4 基于PLS内部模型扩展的动态建模 |
4.4.1 动态内部PLS建模目标 |
FIR)模型算法'> 4.4.2 动态内部PLS滤波器(DiPLSFIR)模型算法 |
AR)模型算法'> 4.4.3 动态内部PLS自回归(DiPLSAR)模型算法 |
4.5 仿真实例分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 SCR系统喷氨量优化控制 |
5.1 传统喷氨量控制策略 |
5.1.1 PID控制策略 |
5.1.2 PID控制下喷氨量仿真实验 |
5.2 喷氨量优化控制 |
5.2.1 本电厂喷氨控制系统改进措施 |
5.2.2 模型预测控制策略 |
5.2.3 DMC控制下喷氨量仿真实验 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
参考文献
[1] 水泥窑烟气脱硝烧成系统的改造[J]. 水泥 2019(12) |
[2] 火电厂锅炉烟气脱硝系统喷氨优化[J]. 云南化工 2020(09) |
[3] 锅炉烟气脱硝中稀释风系统故障分析及处理[J]. 冶金动力 2019(11) |
[4] 宝钢股份四烧结增设烟气脱硝工程投产[J]. 四川冶金 2016(06) |
[5] 烟气脱硝系统自动控制新技术研发与应用[J]. 自动化与仪器仪表 2017(01) |
[6] 宝钢股份四烧结增设烟气脱硝工程投产[J]. 武钢技术 2017(01) |
[7] 烟气脱硝系统自动控制新技术研发与应用[J]. 中小企业管理与科技(中旬刊) 2017(07) |
[8] 统调电厂全负荷烟气脱硝控制技术分析及对策[J]. 科技经济导刊 2017(23) |
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