燃气轮机烟气排放特性分析与模拟
发布时间：2021-10-26 06:24
在全球节能减排的大背景下,燃气蒸汽联合循环发电技术的应用日益广泛。燃气电厂烟气中的污染物主要为NOx,研究其排放特性,利用机器学习方法建立排放特性模型具有一定的现实意义。本文以西门子V94.3A型燃气轮机为研究对象,结合历史数据分析运行参数对NOx的影响,并利用MATALB的LSSVM工具箱建立NOx排放特性模型。具体研究内容如下:（1）分析燃气蒸汽联合循环机组的NOx排放特性:结合燃气轮机燃烧工艺和NOx生成过程确定影响NOx生成的因素,并结合历史数据分析运行参数对NOx的具体影响过程。最终确定影响NOx生成的10个运行参数:值班阀位、扩散阀位、IGV开度、透平排气温度、烟气氧含量、燃机负荷、排烟温度、大气温度、大气压力、大气湿度。（2）从DCS系统采集308组样本,对数据进行预处理:利用Min-Max法对数据归一化,消除量纲的影响;利用正态分布检验法除去数据的离群点,提高数据质量;利用五点三次平滑法对数据平滑,消除随机误差;利用偏最小二乘法对数据降维,克服自变量间的多重相关性。将PLS法提取的主成分矩阵作为LSSVM的输入变量。预处理后得到296组数据,将其中222组作为训练数据建...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
008-2018我国天然气消费量增长情况（108m3）
1绪论2图1.12008-2018我国天然气消费量增长情况（108m3）Fig1.1China"snaturalgasconsumptiongrowthfrom2008to2018(108m3)燃气蒸汽联合循环机组在我国迅速发展迅速，2019年8月，全国6000千瓦以上的电厂装机容量为18.5亿千瓦，同比增长5.6%，火电11.6亿千瓦，其中，燃煤发电10.2亿千瓦、燃气发电8888万千瓦；水电3.1亿千瓦；核电4699万千瓦；风电2.0亿千瓦；太阳能发电1.4亿千瓦。可以看出目前化石燃料发电仍占电力结构的主导地位，其中以燃煤发电为主，其次是燃气发电。美国页岩气的成功开发促进了燃气发电的增长，其燃气发电量位于全球第一，近年来，我国燃气发电量迅速增长。图1.2为2014-2018我国燃气发电量，可以看出燃气发电量逐年增加。对联合循环机组进行研究具有重要的环保价值与经济价值。图1.22014-2018我国燃气发电量（108Wh）Fig1.22014-2018China"sgaspowergeneration(108Wh)（1）燃机蒸汽联合循环机组建模
3LSSVM烟气氮氧化物模型研究24（b）图3.1数据平滑前后对比Fig3.1Comparisonbeforeandafterdatasmoothing3.1.3数据标准化热工过程中不同变量间的量纲与取值范围有很大差别，如果直接利用未经处理数据进行训练，则会导致数量级较大的数据的误差将数量级较小的数据淹没，数量级小的变量在建模中所起的作用被降低[44]。所以在对数据训练之前，应做标准化处理，等比例的把不同变量的数据变换至一个统一的取值范围里，以将不同变量间的量纲的影响消除[48]。Min-Max标准化（Min-MaxStandardization）和Z-score标准化（Z-scoreStandardization）是常用的数据标准化方法。（1）Min-Max标准化Min-Max标准化对原始数据进行线性变换，将原始数据[,]映射到新区间[′,′]，公式如下：′=(′′)+′（3.7）式中：—标准化之前的数据；′—标准化之后的数据；—样本数据的最大值；—样本数据的最小值；
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模拟退火的粒子群算法在函数优化中的应用[J]. 李淑香. 沈阳工业大学学报. 2019(06)
[2]燃气-蒸汽联合循环机组烟气氮氧化物的排放规律[J]. 范忠雷,周玉兵,刘殿河,韦晓峰,郭强,王凯. 化工进展. 2019(04)
[3]我国燃气发电发展现状及趋势[J]. 刘志坦,王文飞. 国际石油经济. 2018(12)
[4]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[5]燃气轮机污染物排放影响因素相关性分析[J]. 肖俊峰,李晓丰,胡孟起,王玮,王峰. 热力发电. 2018(10)
[6]V94.3A型燃气轮机氮氧化物排放规律研究[J]. 郭强,周玉兵,刘殿河,韦晓峰,范忠雷,郑锦华. 燃气轮机技术. 2018(02)
[7]三次样条插值方法及其在形变数据预处理中的应用[J]. 刘永来,段永宝,官立祥. 勘察科学技术. 2017(06)
[8]中国燃气电厂烟气排放现状及政策趋势[J]. 刘志坦,李玉刚,王凯. 中国电力. 2018(01)
[9]基于PSO优化LSSVM的股价时间序列预测[J]. 王国俊. 科技和产业. 2017(10)
[10]电站燃气轮机NOx排放特性试验与建模仿真[J]. 郑敏捷,杨天海,张会生,黄素华,王健. 燃气轮机技术. 2017(02)
博士论文
[1]基于过程数据的建模方法研究及应用[D]. 吕游.华北电力大学 2014
硕士论文
[1]基于改进多目标粒子群算法的电站锅炉燃烧优化系统研究[D]. 刘飞明.东南大学 2017
[2]燃气轮机燃烧室低NOx燃烧模拟及余热锅炉烟气脱硝研究[D]. 任洪运.华南理工大学 2017
[3]基于LSSVM和改进PSO算法的燃煤锅炉燃烧优化研究[D]. 童晓.中国计量学院 2015
[4]基于支持向量机的燃气—蒸汽联合循环机组的优化运行研究[D]. 朱亚迪.东南大学 2015
[5]偏最小二乘回归数学模型及其算法研究[D]. 陆洪涛.华北电力大学 2014
[6]燃气—蒸汽联合循环机组变工况建模与模拟[D]. 顾大为.东北大学 2010
[7]基于某燃气轮机的燃气蒸汽联合循环建模仿真[D]. 陈杰.上海交通大学 2010
本文编号：3459007
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
008-2018我国天然气消费量增长情况（108m3）
1绪论2图1.12008-2018我国天然气消费量增长情况（108m3）Fig1.1China"snaturalgasconsumptiongrowthfrom2008to2018(108m3)燃气蒸汽联合循环机组在我国迅速发展迅速，2019年8月，全国6000千瓦以上的电厂装机容量为18.5亿千瓦，同比增长5.6%，火电11.6亿千瓦，其中，燃煤发电10.2亿千瓦、燃气发电8888万千瓦；水电3.1亿千瓦；核电4699万千瓦；风电2.0亿千瓦；太阳能发电1.4亿千瓦。可以看出目前化石燃料发电仍占电力结构的主导地位，其中以燃煤发电为主，其次是燃气发电。美国页岩气的成功开发促进了燃气发电的增长，其燃气发电量位于全球第一，近年来，我国燃气发电量迅速增长。图1.2为2014-2018我国燃气发电量，可以看出燃气发电量逐年增加。对联合循环机组进行研究具有重要的环保价值与经济价值。图1.22014-2018我国燃气发电量（108Wh）Fig1.22014-2018China"sgaspowergeneration(108Wh)（1）燃机蒸汽联合循环机组建模
3LSSVM烟气氮氧化物模型研究24（b）图3.1数据平滑前后对比Fig3.1Comparisonbeforeandafterdatasmoothing3.1.3数据标准化热工过程中不同变量间的量纲与取值范围有很大差别，如果直接利用未经处理数据进行训练，则会导致数量级较大的数据的误差将数量级较小的数据淹没，数量级小的变量在建模中所起的作用被降低[44]。所以在对数据训练之前，应做标准化处理，等比例的把不同变量的数据变换至一个统一的取值范围里，以将不同变量间的量纲的影响消除[48]。Min-Max标准化（Min-MaxStandardization）和Z-score标准化（Z-scoreStandardization）是常用的数据标准化方法。（1）Min-Max标准化Min-Max标准化对原始数据进行线性变换，将原始数据[,]映射到新区间[′,′]，公式如下：′=(′′)+′（3.7）式中：—标准化之前的数据；′—标准化之后的数据；—样本数据的最大值；—样本数据的最小值；
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模拟退火的粒子群算法在函数优化中的应用[J]. 李淑香. 沈阳工业大学学报. 2019(06)
[2]燃气-蒸汽联合循环机组烟气氮氧化物的排放规律[J]. 范忠雷,周玉兵,刘殿河,韦晓峰,郭强,王凯. 化工进展. 2019(04)
[3]我国燃气发电发展现状及趋势[J]. 刘志坦,王文飞. 国际石油经济. 2018(12)
[4]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[5]燃气轮机污染物排放影响因素相关性分析[J]. 肖俊峰,李晓丰,胡孟起,王玮,王峰. 热力发电. 2018(10)
[6]V94.3A型燃气轮机氮氧化物排放规律研究[J]. 郭强,周玉兵,刘殿河,韦晓峰,范忠雷,郑锦华. 燃气轮机技术. 2018(02)
[7]三次样条插值方法及其在形变数据预处理中的应用[J]. 刘永来,段永宝,官立祥. 勘察科学技术. 2017(06)
[8]中国燃气电厂烟气排放现状及政策趋势[J]. 刘志坦,李玉刚,王凯. 中国电力. 2018(01)
[9]基于PSO优化LSSVM的股价时间序列预测[J]. 王国俊. 科技和产业. 2017(10)
[10]电站燃气轮机NOx排放特性试验与建模仿真[J]. 郑敏捷,杨天海,张会生,黄素华,王健. 燃气轮机技术. 2017(02)
博士论文
[1]基于过程数据的建模方法研究及应用[D]. 吕游.华北电力大学 2014
硕士论文
[1]基于改进多目标粒子群算法的电站锅炉燃烧优化系统研究[D]. 刘飞明.东南大学 2017
[2]燃气轮机燃烧室低NOx燃烧模拟及余热锅炉烟气脱硝研究[D]. 任洪运.华南理工大学 2017
[3]基于LSSVM和改进PSO算法的燃煤锅炉燃烧优化研究[D]. 童晓.中国计量学院 2015
[4]基于支持向量机的燃气—蒸汽联合循环机组的优化运行研究[D]. 朱亚迪.东南大学 2015
[5]偏最小二乘回归数学模型及其算法研究[D]. 陆洪涛.华北电力大学 2014
[6]燃气—蒸汽联合循环机组变工况建模与模拟[D]. 顾大为.东北大学 2010
[7]基于某燃气轮机的燃气蒸汽联合循环建模仿真[D]. 陈杰.上海交通大学 2010
本文编号：3459007
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