320MW燃煤锅炉SCR烟气脱硝系统结构优化及喷氨量动态控制仿真

发布时间：2017-09-10 21:41

  本文关键词：320MW燃煤锅炉SCR烟气脱硝系统结构优化及喷氨量动态控制仿真

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【摘要】：中国是个发展中的国家,伴随着经济的快速发展,电量的消耗也会大大增加,随之而来的煤炭消耗也会增加。火力发电厂发电过程中需要消耗大量的煤,而煤燃烧以后则会产生大量的氮氧化物。随着我国对环境保护政策要求的逐年提高,火力发电厂需要安装烟气脱硝系统来降低氮氧化物的排放。本文根据选择性催化还原法(SCR)的基本原理,针对320MW燃煤锅炉SCR烟气脱硝系统,利用数值模拟对烟气脱硝反应器进行结构优化,同时进行了喷氨量动态控制仿真分析,得到如下结论:(1)对甘肃靖元电厂320MW锅炉机组烟气SCR脱硝反应器进行了数值模拟与结构优化设计,建立了脱硝系统数值模拟的数学模型与物理模型,通过数值模拟结果表明:在脱硝反应器入口变径段内外侧分别加三块均匀分布的直板以及改变入口变径段外侧档板高度,能够很有效的增强氨与烟气的混合均匀度,同时对其它位置导流板进行了优化,获得了最佳的烟气脱硝反应器结构方案。(2)传统的喷氨量控制技术普遍采用PID控制,而常规的PID控制具有较大的超调量且控制时间长等缺点。主要原因是其PID参数整定不能满足要求,本文采用遗传算法对PID参数进行整定,实现氨喷量的最优控制。仿真试验表明,该遗传算法优化能够迅速达到平稳,从而大大减小初始寻优的盲目性,节约计算量。且具有很好的变工况适应能力,节约了脱硝经济成本。
【关键词】：选择性催化还原法 数值模拟 烟气脱硝系统 结构优化 遗传算法
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621.2;X773
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的背景和意义10-11
• 1.2 氮氧化物的排放情况11-12
• 1.3 氮氧化物的生成机理12-13
• 1.4 氮氧化物的控制技术13-14
• 1.5 选择性催化还原（SCR）技术发展现状14-15
• 1.6 研究的主要内容15-16
• 第二章 烟气脱硝的选择性催化还原技术16-26
• 2.1 选择性催化还原技术的概述16-17
• 2.1.1 烟气脱硝的选择性催化还原法16-17
• 2.1.2 SCR工艺系统17
• 2.1.3 SCR系统的布置17
• 2.2 催化剂17-21
• 2.2.1 催化剂的生产工艺18-19
• 2.2.2 催化剂的结构类型19
• 2.2.3 催化剂温度使用范围19-20
• 2.2.4 催化剂的活性20-21
• 2.2.5 催化剂的经济性管理21
• 2.3 SCR脱硝系统最常见的问题21-24
• 2.3.1 氨的逃逸21-22
• 2.3.2 SCR系统入口处烟气的分布不均匀性22-23
• 2.3.3 SCR催化剂的接触时间23-24
• 2.4 SCR脱硝工艺反应器设计理论基础24-26
• 2.4.1 脱硝催化反应器的布置方式24
• 2.4.2 脱硝反应器的参数设计24-25
• 2.4.3 脱硝催化反应器的优化方案25-26
• 第三章 烟气脱硝反应器内流场数值模拟的数学模型26-32
• 3.1 SCR烟气脱硝反应器数值模拟优点26
• 3.2 SCR烟气脱硝反应器数值模拟数学模型26-32
• 3.2.1 基本方程27
• 3.2.2 流动模型27-28
• 3.2.3 多孔介质模型28-29
• 3.2.4 物质输送模型29-32
• 第四章 烟气脱硝系统的CFD数值模拟及结构优化32-52
• 4.1 物理原型与数值模拟优化要求32-33
• 4.1.1 数值模拟优化要求32
• 4.1.2 模拟参数32
• 4.1.3 物理原型32-33
• 4.2 数值模拟计算方法与步骤33-34
• 4.2.1 数值模拟步骤33
• 4.2.2 网格划分33
• 4.2.3 计算模型的选取33
• 4.2.4 边界条件的设定33-34
• 4.3 烟气脱硝反应器的优化与结果分析34-49
• 4.3.1 方案 1(原始方案)的数值模拟结果讨论与分析41-42
• 4.3.2 脱硝系统烟道内流场优化以及数值模拟结果分析42-49
• 4.4 典型工况负荷下烟气脱硝反应器数值模拟结果分析49-51
• 4.5 烟气脱硝反应器内灰分浓度分布数值模拟结果分析51-52
• 第五章 基于遗传算法的喷氨量动态控制仿真52-60
• 5.1 引言52-53
• 5.2 遗传算法在PID控制中的应用53-55
• 5.3 基于遗传算法的SCR脱硝喷氨量动态控制模型55-57
• 5.4 仿真结果与分析57-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66

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1 吴碧君;刘晓勤;王述刚;万志星;盛永校;;烟气脱硝工艺及其化学反应机理[J];电力环境保护;2006年02期

2 杨旭中;;关于烟气脱硝的几点认识[J];电力勘测设计;2008年01期

3 周W，

本文编号：826834