燃煤锅炉SCR系统喷氨量智能优化方法

作     者：冯亚娇 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘吉臻

授予年度：2015年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：烟气脱硝 选择性催化还原 PID控制 支持向量机 喷氨量优化 

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。