循环流化床烟气脱硫过程建模与控制研究
发布时间：2021-12-18 23:36
循环流化床烟气脱硫技术是近年来开发的一种新型高效脱硫技术,具有系统简单、投资省、占地少的优点,而且脱硫效率较高,系统维护要求低,运行可靠,能够适应我国中小型电厂以及中小锅炉烟气脱硫的改造。该工艺以循环流化床原理为基础,通过脱硫剂在床内的多次再循环,延长了脱硫剂与烟气的接触时间,大大提高了脱硫剂利用率和系统脱硫效率,我国已将其纳入为重点开发研究和推广的烟气脱硫技术之一。为了揭示烟气脱硫的工艺机理,国内外的许多学者进行了大量的试验研究,对稳态机理模型的研究已基本成熟,但到目前为止,对循环流化床烟气脱硫过程的动态建模和控制的研究相对滞后。本文以国家电站燃烧工程技术研究中心开发的排烟循环流化床脱硫实验台为基础,深入研究循环流化床烟气脱硫过程的建模与控制问题,主要研究内容及创新点包括：（1）首次对循环流化床烟气脱硫过程进行动态建模和仿真分析。以烟气脱硫过程中的质量平衡方程为基础,结合描述流化床内气固流动特性的快速流态化模型,以及增湿活化的传质动力学模型,建立循环流化床烟气脱硫过程的动态机理模型,并对模型进行了稳态和动态性能分析。通过稳态分析不仅可以预测出不同工况条件下脱硫塔的脱硫效率,而且能够分...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 我国烟气脱硫的发展概况
1.1.1 我国二氧化硫污染现状
1.1.2 燃煤电站脱硫减排的发展阶段
1.1.3 烟气脱硫技术概述
1.1.4 流态化技术在脱硫工艺中的应用
1.2 循环流化床烟气脱硫工艺及研究现状
1.2.1 工艺流程
1.2.2 研究进展
1.3 循环流化床烟气脱硫过程的控制系统
1.4 本文的主要研究内容
第二章 循环流化床烟气脱硫过程的建模与仿真分析
2.1 引言
2.2 气固流动特性模型
2.2.1 循环流化床内的气固流动特性分析
2.2.2 快速流态化模型的选择
2.3 增湿活化脱硫特性分析
2.3.1 反应动力学模型
2.3.2 平均转化率模型
2.4 整体脱硫传质模型建立与仿真分析
2.4.1 脱硫塔内的物料衡算方程
2.4.2 实验装置与模型验证
2.4.3 稳态仿真分析
2.4.4 动态仿真分析
2.5 本章小结
第三章 烟气脱硫过程中绝热饱和温差的软测量模型研究
3.1 引言
3.2 绝热饱和温差对脱硫系统性能及运行的影响
3.3 绝热饱和温度与露点温度的区别
3.4 基于混合策略的绝热饱和温差软测量
3.4.1 增湿降温过程的机理分析与辅助变量的选择
3.4.2 RBF神经网络模型
3.5 仿真与实验结果分析
3.5.1 RBF神经网络模型的验证
3.5.2 绝热饱和温差软测量模型的验证
3.6 本章小结
第四章 循环流化床烟气脱硫分布参数系统的辨识算法研究
4.1 引言
4.2 分布参数系统辨识算法
4.2.1 分布参数系统辨识问题描述
4.2.2 分布参数系统辨识算法的研究现状
4.3 基于特征线法的分布参数辨识算法
4.3.1 特征线法的定义与几何意义
4.3.2 系统描述
4.3.3 辨识算法推导
4.3.4 仿真示例
4.4 循环流化床烟气脱硫分布参数模型的辨识
4.5 本章小结
第五章 循环流化床烟气脱硫分布参数系统的模型预测控制研究
5.1 引言
5.2 循环流化床烟气脱硫过程的控制系统
5.3 基于特征线法的分布参数模型预测控制
5.3.1 预测控制的基本原理
5.3.2 预测模型
5.3.3 反馈校正
5.3.4 滚动优化
5.4 稳定性分析
5.5 循环流化床出口SO_2浓度的预测控制
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 前景展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间论文情况
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布参数系统的时空ARX建模及预测控制[J]. 华晨,李柠,李少远. 控制理论与应用. 2011(12)
[2]循环流化床烟气脱硫吸收塔塌床原因分析及处理措施[J]. 姚利平,史新学. 河北电力技术. 2010(06)
[3]PLC和DCS混合控制在半干法脱硫控制系统中的应用[J]. 倪德芬,方杰. 电气自动化. 2010(04)
[4]循环流化床烟气脱硫技术在燃煤机组脱硫工程中的应用[J]. 薛艳龙,李大伟,魏征. 承德石油高等专科学校学报. 2010(01)
[5]基于正交函数的立式淬火炉控制系统参数辨识[J]. 喻寿益,曹悦彬,周璇. 控制工程. 2009(03)
[6]基于小波逼近变换的非线性分布参数系统辨识[J]. 高桂革,曾宪文,顾幸生. 控制工程. 2008(04)
[7]对中国能源问题的思考[J]. 江泽民. 上海交通大学学报. 2008(03)
[8]集成内循环双速流化床脱硫塔内气固两相流动的试验研究[J]. 张立强,马春元,郝晓文,董勇. 电站系统工程. 2008(01)
[9]关于湿度测量技术的探讨[J]. 封海兵. 计量与测试技术. 2007(07)
[10]烟气循环流化床干法脱硫系统的设计与调试[J]. 林驰前,林春源. 中国环保产业. 2007(06)
博士论文
[1]大型循环流化床锅炉燃烧系统特性与建模研究[D]. 孙剑.华北电力大学（北京） 2010
[2]烟气循环流化床半干法脱硫复合增湿特性及相关问题的研究[D]. 崔琳.山东大学 2009
[3]烟气循环流化床脱硫塔物料内循环特性研究[D]. 张立强.山东大学 2008
[4]循环流化床锅炉燃烧系统建模与控制系统研究[D]. 马强.华北电力大学（北京） 2009
[5]大型CFB锅炉气固流动若干关键性技术研究[D]. 陈继辉.重庆大学 2008
[6]烟气循环流化床同时脱硫脱硝实验研究[D]. 许佩瑶.华北电力大学（河北） 2007
[7]循环流化床锅炉建模及其智能控制系统的研究[D]. 陈亮.浙江大学 2005
[8]半干法烟气脱硫的实验及机理研究[D]. 滕斌.浙江大学 2004
[9]钙基脱硫剂反应性能评价体系及反应机理的研究[D]. 刘妮.浙江大学 2002
本文编号：3543367
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 我国烟气脱硫的发展概况
1.1.1 我国二氧化硫污染现状
1.1.2 燃煤电站脱硫减排的发展阶段
1.1.3 烟气脱硫技术概述
1.1.4 流态化技术在脱硫工艺中的应用
1.2 循环流化床烟气脱硫工艺及研究现状
1.2.1 工艺流程
1.2.2 研究进展
1.3 循环流化床烟气脱硫过程的控制系统
1.4 本文的主要研究内容
第二章 循环流化床烟气脱硫过程的建模与仿真分析
2.1 引言
2.2 气固流动特性模型
2.2.1 循环流化床内的气固流动特性分析
2.2.2 快速流态化模型的选择
2.3 增湿活化脱硫特性分析
2.3.1 反应动力学模型
2.3.2 平均转化率模型
2.4 整体脱硫传质模型建立与仿真分析
2.4.1 脱硫塔内的物料衡算方程
2.4.2 实验装置与模型验证
2.4.3 稳态仿真分析
2.4.4 动态仿真分析
2.5 本章小结
第三章 烟气脱硫过程中绝热饱和温差的软测量模型研究
3.1 引言
3.2 绝热饱和温差对脱硫系统性能及运行的影响
3.3 绝热饱和温度与露点温度的区别
3.4 基于混合策略的绝热饱和温差软测量
3.4.1 增湿降温过程的机理分析与辅助变量的选择
3.4.2 RBF神经网络模型
3.5 仿真与实验结果分析
3.5.1 RBF神经网络模型的验证
3.5.2 绝热饱和温差软测量模型的验证
3.6 本章小结
第四章 循环流化床烟气脱硫分布参数系统的辨识算法研究
4.1 引言
4.2 分布参数系统辨识算法
4.2.1 分布参数系统辨识问题描述
4.2.2 分布参数系统辨识算法的研究现状
4.3 基于特征线法的分布参数辨识算法
4.3.1 特征线法的定义与几何意义
4.3.2 系统描述
4.3.3 辨识算法推导
4.3.4 仿真示例
4.4 循环流化床烟气脱硫分布参数模型的辨识
4.5 本章小结
第五章 循环流化床烟气脱硫分布参数系统的模型预测控制研究
5.1 引言
5.2 循环流化床烟气脱硫过程的控制系统
5.3 基于特征线法的分布参数模型预测控制
5.3.1 预测控制的基本原理
5.3.2 预测模型
5.3.3 反馈校正
5.3.4 滚动优化
5.4 稳定性分析
5.5 循环流化床出口SO_2浓度的预测控制
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 前景展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间论文情况
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布参数系统的时空ARX建模及预测控制[J]. 华晨,李柠,李少远. 控制理论与应用. 2011(12)
[2]循环流化床烟气脱硫吸收塔塌床原因分析及处理措施[J]. 姚利平,史新学. 河北电力技术. 2010(06)
[3]PLC和DCS混合控制在半干法脱硫控制系统中的应用[J]. 倪德芬,方杰. 电气自动化. 2010(04)
[4]循环流化床烟气脱硫技术在燃煤机组脱硫工程中的应用[J]. 薛艳龙,李大伟,魏征. 承德石油高等专科学校学报. 2010(01)
[5]基于正交函数的立式淬火炉控制系统参数辨识[J]. 喻寿益,曹悦彬,周璇. 控制工程. 2009(03)
[6]基于小波逼近变换的非线性分布参数系统辨识[J]. 高桂革,曾宪文,顾幸生. 控制工程. 2008(04)
[7]对中国能源问题的思考[J]. 江泽民. 上海交通大学学报. 2008(03)
[8]集成内循环双速流化床脱硫塔内气固两相流动的试验研究[J]. 张立强,马春元,郝晓文,董勇. 电站系统工程. 2008(01)
[9]关于湿度测量技术的探讨[J]. 封海兵. 计量与测试技术. 2007(07)
[10]烟气循环流化床干法脱硫系统的设计与调试[J]. 林驰前,林春源. 中国环保产业. 2007(06)
博士论文
[1]大型循环流化床锅炉燃烧系统特性与建模研究[D]. 孙剑.华北电力大学（北京） 2010
[2]烟气循环流化床半干法脱硫复合增湿特性及相关问题的研究[D]. 崔琳.山东大学 2009
[3]烟气循环流化床脱硫塔物料内循环特性研究[D]. 张立强.山东大学 2008
[4]循环流化床锅炉燃烧系统建模与控制系统研究[D]. 马强.华北电力大学（北京） 2009
[5]大型CFB锅炉气固流动若干关键性技术研究[D]. 陈继辉.重庆大学 2008
[6]烟气循环流化床同时脱硫脱硝实验研究[D]. 许佩瑶.华北电力大学（河北） 2007
[7]循环流化床锅炉建模及其智能控制系统的研究[D]. 陈亮.浙江大学 2005
[8]半干法烟气脱硫的实验及机理研究[D]. 滕斌.浙江大学 2004
[9]钙基脱硫剂反应性能评价体系及反应机理的研究[D]. 刘妮.浙江大学 2002
本文编号：3543367
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