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基于在线监测数据的燃煤电厂脱硝装置性能预测研究

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发电技术 2023年第1期44卷 100-106页

作者：阮存钦洪志刚赖培灿张建华林锡昆周江冯前伟张杨福建华电可门发电有限公司福建省福州市350512 华电电力科学研究院有限公司浙江省杭州市310030

火电厂中污染物脱除的精准调控一直受到广泛关注,通过将大数据分析技术应用于某600 MW的发电机组脱硝系统,开展复杂状态下环保在线监测数据的深度挖掘研究,高效精准地获得影响污染物脱除设备性能的关键因素,结合污染物脱除原理,确定了... 详细信息

火电厂中污染物脱除的精准调控一直受到广泛关注,通过将大数据分析技术应用于某600 MW的发电机组脱硝系统,开展复杂状态下环保在线监测数据的深度挖掘研究,高效精准地获得影响污染物脱除设备性能的关键因素,结合污染物脱除原理,确定了环保污染指数预测模型的输入与输出元素,并对脱硝系统中资源消耗的指标进行表征,搭建了机组环保污染指数的大数据预测模型。结果表明:合理清理工艺流程上的关联参数后,关键因素分析的结果与影响环保污染物脱除机理定性分析结果一致。训练后的模型不仅能够高精度地重现当前环保性能,也具备预测环保性能的能力。通过对选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统的具体分析,可为后续火电厂其他环保设备实施进一步的精准调控提供一定的理论依据和数据支撑。

关键词：火电厂大数据超低排放脱硝系统

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脱硝系统喷氨自动调节系统控制策略优化分析

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第10期 0008-0011页

作者：任野国能(连江)港电有限公司福建福州350512

针对某电厂1000 MW 机组 SCR脱硝系统运行过程中喷氨流量波动较大的问题,进行了原因分析,并从控制策略上对控制系统进行了优化。通过对控制策略进行优化后,实现了脱硝系统的喷氨自动调节功能。优化后的喷氨自动调节系统在机组负荷、脱... 详细信息

针对某电厂1000 MW 机组 SCR脱硝系统运行过程中喷氨流量波动较大的问题,进行了原因分析,并从控制策略上对控制系统进行了优化。通过对控制策略进行优化后,实现了脱硝系统的喷氨自动调节功能。优化后的喷氨自动调节系统在机组负荷、脱硝入口 NOx浓度变化的情况下,能够实现快速、准确地响应,有效地降低了脱硝系统喷氨量的波动,提高了 SCR系统运行的稳定性和可靠性。

关键词：脱硝系统喷氨自动调节系统控制优化

农业火电机组SCR烟气脱硝系统优化设计——基于自适应粒子群优化

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农机化研究 2023年第3期45卷 265-268页

作者：屈保中张丽朱清智河南工业职业技术学院河南南阳473000

为了提高农业火电机组SCR烟气脱硝系统的效率,将自适应粒子群算法引入到了控制系统的设计上,提出了一种基于神经网络粒子群的PID控制器参数优化方法,并将其应用到了秸秆火力发电机组脱硝系统上。为了验证该方法的有效性,将3种不同的方... 详细信息

为了提高农业火电机组SCR烟气脱硝系统的效率,将自适应粒子群算法引入到了控制系统的设计上,提出了一种基于神经网络粒子群的PID控制器参数优化方法,并将其应用到了秸秆火力发电机组脱硝系统上。为了验证该方法的有效性,将3种不同的方法应用到了脱硝系统上,测试结果表明:采用神经网络粒子群优化的智能控制器得到的脱硝效果最好,对于提高农业火电机组脱硝系统的脱硝效率具有明显的效果。

关键词：农业火电机组秸秆发电脱硝系统粒子群自适应

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基于多目标优化的脱硝系统改进自抗扰控制

控制工程 2023年第11期30卷 2066-2074页

作者：杨小龙崔晓波于国强高爱民殳建军张天海江苏方天电力技术有限公司江苏南京211102 南京工程学院能源与动力工程学院江苏南京211167

大范围变工况的燃煤机组脱硝系统因具有大惯性特性、强非线性以及多源扰动等特点,使其控制具有一定的挑战性。为提高脱硝系统的跟踪和抗干扰控制性能,并节约喷氨量,提出了基于控制性能指标和喷氨量指标的多目标优化串级改进自抗扰控制... 详细信息

大范围变工况的燃煤机组脱硝系统因具有大惯性特性、强非线性以及多源扰动等特点,使其控制具有一定的挑战性。为提高脱硝系统的跟踪和抗干扰控制性能,并节约喷氨量,提出了基于控制性能指标和喷氨量指标的多目标优化串级改进自抗扰控制策略。在改进自抗扰控制原理的基础上,通过单一变量法分析改进自抗扰控制参数对控制效果的影响。采用多目标遗传算法优化脱硝系统改进自抗扰控制参数。通过仿真验证所提改进自抗扰控制在设定值跟踪、扰动抑制方面的优势,蒙特卡洛实验验证了所提改进自抗扰控制在应对系统不确定性时具有很强的鲁棒性。仿真结果表明所提改进自抗扰控制具有很好的实际应用潜力。

关键词：脱硝系统改进自抗扰控制多目标遗传算法串级控制

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脱硝系统热解炉结晶运行分析处置及设备改造

电力设备管理 2023年第22期 83-85页

作者：马斌王宏国能宁东第一发电有限公司

当前,火力发电厂现多采用选择性催化还原法(SCR)脱硝系统,因锅炉炉膛出口NOx高出设计值较多,脱硝热解炉设计裕度较小,喷枪雾化能力不足等问题,将导致热解炉结晶堵塞,出现热解炉差压高,风量下降、出口温度低等异常现象,对机组的安全、经... 详细信息

当前,火力发电厂现多采用选择性催化还原法(SCR)脱硝系统,因锅炉炉膛出口NOx高出设计值较多,脱硝热解炉设计裕度较小,喷枪雾化能力不足等问题,将导致热解炉结晶堵塞,出现热解炉差压高,风量下降、出口温度低等异常现象,对机组的安全、经济、环保运行产生了较大威胁。通过现场实际分析,掌握了热解炉结晶堵塞机理,提出了异常处置措施、防范措施,以及通过设备技术改造彻底解决了热解炉结晶堵塞的问题,能够对火电厂SCR脱硝系统处置热解炉结晶堵塞的异常提供技术支持和依据。

关键词：脱硝系统选择性催化还原法结晶堵塞

基于数据驱动算法的SCR系统多目标优化研究

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基于数据驱动算法的SCR系统多目标优化研究

作者：王世魁东北电力大学

学位级别：硕士

燃煤机组深度调峰影响SCR脱硝系统的稳定运行,导致出口NO排放量变化频繁。SCR脱硝系统因便于安装、脱硝效率高等优点被广泛应用于降低机组出口烟气中的NO排放量,因此实现SCR脱硝系统的高效经济运行是当前燃煤机组面临的关键问题之一。... 详细信息

燃煤机组深度调峰影响SCR脱硝系统的稳定运行,导致出口NO排放量变化频繁。SCR脱硝系统因便于安装、脱硝效率高等优点被广泛应用于降低机组出口烟气中的NO排放量,因此实现SCR脱硝系统的高效经济运行是当前燃煤机组面临的关键问题之一。针对脱硝系统建模优化中存在的相关参数延迟时间计算、NO排放量动态预测建模、喷氨量智能优化调整等问题,以1000MW燃煤机组脱硝系统为研究对象,构建了SCR系统出口NO排放量动态预测及喷氨量多目标优化算法,具体工作如下:首先,针对SCR系统内脱硝反应机理复杂且存在延迟特性、难以建立准确的NO排放量预测模型的问题,提出了一种基于深度神经网络DNN的混合数据驱动算法。根据分类回归树(CART)、随机森林(RF)、极值梯度提升(XGBoost)、最大信息系数(MIC)构建组合特征选择算法,获取建模所需特征变量;以特征变量重构序列与SCR出口NO排放量之间的平均MIC为优化目标,通过JAYA优化算法求解特征变量延迟时间,实现建模数据集重构;基于深度神经网络DNN建立NO排放量初始预测模型,结合误差修正策略实现初始预测误差的提前校正,最终建立SCR出口NO排放量高精度动态预测模型;其次,基于建立的SCR出口NO排放量预测模型,选择喷氨量作为优化变量,以优化时间窗口内的SCR出口NO排放量与期望值差值、喷氨成本为目标函数,设置喷氨量优化范围及出口NO排放量符合国家排放标准等约束条件,并添加优化时间窗口内的喷氨量变化范围约束,使用NSGA-II算法求解上述优化问题,获取帕累托前沿及喷氨量优化值,从而在保证出口NO排放量接近理想期望值的同时兼顾喷氨成本,为脱硝系统实际工况下喷氨量的最佳设定提供指导;最后,基于C#编程语言开发喷氨量多目标优化系统软件平台,使用SQL server数据库实现数据存储、传输等,集合用户登录、数据管理、建模预测、多目标优化、结果展示等功能模块,用户登录系统后便于查询运行数据,设定建模及优化算法参数,完成出口NO排放量预测及喷氨量多目标优化,供现场操作人员使用。基于电厂历史运行数据进行实验验证,本研究构建的混合数据驱动算法可以提前准确预测出口NO排放量,预测结果的平均绝对百分比误差MAPE为3.87%,建立的喷氨量多目标优化模型为权衡出口NO排放量及喷氨成本提供了喷氨量优化设定值建议。

关键词：脱硝系统延迟时间特征选择 NOx排放量动态建模喷氨量多目标优化

基于k-近邻互信息和WKOPLS的SCR脱硝系统动态预测模型

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中国电机工程学报 2019年第10期39卷 2970-2979页

作者：闫来清董泽华北电力大学控制与计算机工程学院北京市昌平区102206 河北省发电过程仿真与优化控制工程技术研究中心(华北电力大学) 河北省保定市071003

针对选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝系统存在难以建立准确模型的情况,提出基于k-近邻互信息(mutual information,MI)和小波核隐变量正交投影(wavelet kernel-based orthogonal projections to latent structures,WKOPLS)的MI-WKOPLS预测模型,实现动态估计系统出口NO_x浓度。首先利用k-近邻互信息法估计各输入变量时延,对模型样本进行相空间重构;然后将Morlet母小波引入KOPLS建立模型;最后采用滑动窗口策略实现动态建模。通过标准数据集测试,WKOPLS与其它建模方法相比,具有泛化、非线性逼近和抗噪能力最强的特点。并选择SCR系统从变工况至稳态的4组样本分析,结果表明:与WKOPLS相比,MI-WKOPLS提高模型的非线性逼近和泛化能力;与其它算法相比,在变工况时,MI-WKOPLS的RMSE_(te)和MAPE_(te)均达到最小值3.3617mg/m^3和7.254%,在稳态时,MI-WKOPLS的RMSE_(te)和MAPE_(te)均达到最小值1.8617mg/m^3和4.5487%。

关键词：选择性催化还原脱硝系统 k-近邻互信息小波核隐变量正交投影动态模型

基于随机森林的SCR脱硝系统出口NO_(x)浓度预测研究

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热能动力工程 2021年第3期36卷 122-129,137页

作者：钱虹张超凡柴婷婷上海电力大学自动化工程学院上海200090

基于集成学习中的随机森林(Random forest,RF)算法,利用某燃煤机组SCR脱硝系统历史运行数据,通过计算各特征变量重要性评分选取出最优输入变量集,建立脱硝系统出口NO_(x)浓度最优的RF预测模型.与常见建模方法进行对比,结果表明:基于RF... 详细信息

基于集成学习中的随机森林(Random forest,RF)算法,利用某燃煤机组SCR脱硝系统历史运行数据,通过计算各特征变量重要性评分选取出最优输入变量集,建立脱硝系统出口NO_(x)浓度最优的RF预测模型.与常见建模方法进行对比,结果表明:基于RF算法的模型预测精度明显高于BP神经网络和SVM等建模方法,且经最优变量选择后,具有更好的泛化能力和更短的建模时间,能够有效应用于电厂烟气脱硝系统出口NO_(x)浓度预测中.

关键词：脱硝系统随机森林变量选取预测模型

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一种火电厂SCR系统的级联型机理仿真模型

动力工程学报 2019年第6期39卷 468-473页

作者：肖运启何曈华北电力大学控制与计算机工程学院

针对火电厂SCR系统仿真模型的建模难点,提出了一种基于级联结构的SCR系统仿真建模方法,设计了基于粒子群算法的SCR系统仿真模型参数辨识方法,用于辨识气体吸附与解吸附、NO消耗速率和NH3氧化速率等相关动力学方程的参数,可以兼顾SCR出口... 详细信息

针对火电厂SCR系统仿真模型的建模难点,提出了一种基于级联结构的SCR系统仿真建模方法,设计了基于粒子群算法的SCR系统仿真模型参数辨识方法,用于辨识气体吸附与解吸附、NO消耗速率和NH3氧化速率等相关动力学方程的参数,可以兼顾SCR出口NOx质量浓度和氨逃逸量2个关键目标,并通过某600 MW超临界机组SCR系统的建模算例对所提方法的有效性进行验证。结果表明:此方法有效解决了仿真模型与仿真步长的匹配问题,可为喷氨系统控制器全面优化设计研究提供支撑。

关键词：脱硝系统仿真模型氨逃逸粒子群算法参数优化