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

1、隨著新能源的大規(guī)模投運，火電機組需要進一步提高快速變負荷能力，從而平抑新能源電力對電網(wǎng)的沖擊。負荷的快速升降會造成煙氣中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，但在快速性和準確性上無法滿足現(xiàn)場的實際需求。隨著煙氣超低排放標準的出臺，為了保證燃煤電站的煙氣達標排放，提高SCR系統(tǒng)運行經(jīng)濟性，需要建立準確的SCR系統(tǒng)模型并在此基礎上實現(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、過程機理分析，建立了SCR脫硝系統(tǒng)模型，并在此基礎上提出了噴氨量的優(yōu)化控制策略，在保證達標排放的同時降低SCR運行成本，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SCR下游設備的安全穩(wěn)定運行造成不利影響。
　　其中主要研究內(nèi)容包括:
　　1、在分析SCR脫硝反應機理的基礎上，構(gòu)建了SCR系統(tǒng)機理模型，并利用現(xiàn)場實際運行數(shù)據(jù)及尋優(yōu)算法對模型參數(shù)進行了辨識。為了驗證模型的準確性和通用性，分別利用600MW和1000MW

3、機組的運行數(shù)據(jù)對模型進行了仿真驗證。在機理模型的基礎上，通過仿真實驗對影響脫硝效率的因素進行了分析。
　　2、SCR反應復雜，機理模型的計算結(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)對模型輸入變量進行篩選

4、。利用插值法對PMI方法中回歸值的計算進行了改進，提高了篩選的正確率。利用3組Benchmark驗證了改進PMI方法的有效性，并將其應用于SCR系統(tǒng)中。計算結(jié)果表明，改進PMI方法有效提高了模型的計算精度并降低了模型復雜度。
　　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。針對輸入變量的不同特性，利用遺傳算法確定每個變量相應的核參數(shù)寬度;針對工況變化導致的模型失效問題，設計了模型更新策略。在此基

5、礎上，本文提出了自適應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)模型并利用實際運行數(shù)據(jù)驗證了模型的有效性。
　　4、通過對比分析機理模型和數(shù)據(jù)模型各自的特點，采用數(shù)據(jù)模型對機理模型的偏差進行校正，提出了混合建模方法，并設計了模型更新策略。利用該方法構(gòu)建了SCR系統(tǒng)混合模型并對模型進行了驗證。計算結(jié)果表明，混合模