燃煤電站SCR煙氣脫硝系統(tǒng)建模與噴氨量?jī)?yōu)化控制.pdf

1、隨著新能源的大規(guī)模投運(yùn)，火電機(jī)組需要進(jìn)一步提高快速變負(fù)荷能力，從而平抑新能源電力對(duì)電網(wǎng)的沖擊。負(fù)荷的快速升降會(huì)造成煙氣中NOx濃度發(fā)生大幅變化，傳統(tǒng)的SCR系統(tǒng)控制策略雖然能起到一定的作用，但在快速性和準(zhǔn)確性上無法滿足現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求。隨著煙氣超低排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，為了保證燃煤電站的煙氣達(dá)標(biāo)排放，提高SCR系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，需要建立準(zhǔn)確的SCR系統(tǒng)模型并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)噴氨量的精確控制。本論文充分利用燃煤電站DCS系統(tǒng)中的海量歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合脫硝

2、過程機(jī)理分析，建立了SCR脫硝系統(tǒng)模型，并在此基礎(chǔ)上提出了噴氨量的優(yōu)化控制策略，在保證達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)降低SCR運(yùn)行成本，在保證脫硝效率的前提下精確控制噴氨量，避免過量噴氨對(duì)SCR下游設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。
　　其中主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1、在分析SCR脫硝反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了SCR系統(tǒng)機(jī)理模型，并利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)及尋優(yōu)算法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí)。為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和通用性，分別利用600MW和1000MW

3、機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在機(jī)理模型的基礎(chǔ)上，通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)影響脫硝效率的因素進(jìn)行了分析。
　　2、SCR反應(yīng)復(fù)雜，機(jī)理模型的計(jì)算結(jié)果存在一定偏差，因此有必要利用燃煤電站DCS系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)，建立SCR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型。最優(yōu)輸入變量集的選取是確保數(shù)據(jù)模型準(zhǔn)確性的重要前提。本文充分利用歷史數(shù)據(jù)中的有用信息，以信息熵為依據(jù)，采用偏互信息方法(Partial Mutual Information，PMI)對(duì)模型輸入變量進(jìn)行篩選

4、。利用插值法對(duì)PMI方法中回歸值的計(jì)算進(jìn)行了改進(jìn)，提高了篩選的正確率。利用3組Benchmark驗(yàn)證了改進(jìn)PMI方法的有效性，并將其應(yīng)用于SCR系統(tǒng)中。計(jì)算結(jié)果表明，改進(jìn)PMI方法有效提高了模型的計(jì)算精度并降低了模型復(fù)雜度。
　　3、基于本文所選取的最優(yōu)輸入變量集，采用核偏最小二乘方法建立SCR系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型。針對(duì)輸入變量的不同特性，利用遺傳算法確定每個(gè)變量相應(yīng)的核參數(shù)寬度;針對(duì)工況變化導(dǎo)致的模型失效問題，設(shè)計(jì)了模型更新策略。在此基

5、礎(chǔ)上，本文提出了自適應(yīng)多尺度核偏最小二乘方法(Self-adaptive Multi-scale KernelPartial Least Squares，SMKPLS)，建立了SCR系統(tǒng)模型并利用實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的有效性。
　　4、通過對(duì)比分析機(jī)理模型和數(shù)據(jù)模型各自的特點(diǎn)，采用數(shù)據(jù)模型對(duì)機(jī)理模型的偏差進(jìn)行校正，提出了混合建模方法，并設(shè)計(jì)了模型更新策略。利用該方法構(gòu)建了SCR系統(tǒng)混合模型并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。計(jì)算結(jié)果表明，混合模