石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)優(yōu)化技術研究.pdf

1、目前我國燃煤火電機組是大氣污染物SO2排放大戶，隨著環(huán)保要求的提高，國家制定了嚴格的SO2排放標準，在現(xiàn)有的脫硫技術中，石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)(WFGD)是當前我國使用最廣泛的脫硫工藝，其本身也是一個高能耗的系統(tǒng)，在保證環(huán)保達標的同時，增加了火電企業(yè)的運營成本，隨著電力行業(yè)節(jié)能減排工作的深入開展，挖掘脫硫系統(tǒng)的優(yōu)化潛能，提高設計和運行水平具有重要的現(xiàn)實意義。本文針對WFGD系統(tǒng)的若干問題，以優(yōu)化塔內(nèi)流動特性、減少“石膏雨”排放和提

2、高脫硫系統(tǒng)運行經(jīng)濟性為目的，對脫硫塔內(nèi)流動和阻力特性、除霧器葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計、脫硫效率特性模型、基于脫硫系統(tǒng)整體可控成本最小展開的運行優(yōu)化、以及基于聚類數(shù)據(jù)挖掘的脫硫系統(tǒng)目標工況獲取和狀態(tài)監(jiān)測等方面展開研究。
　　WFGD吸收塔內(nèi)煙氣和液滴的兩相流動狀態(tài)直接影響脫硫系統(tǒng)的性能，本文通過數(shù)值模擬的方法對某600MW機組配套濕法脫硫吸收塔內(nèi)流場和阻力特性展開研究，煙氣場采用標準k-ε模型，液滴相采用離散顆粒模型(DPM)，模擬結(jié)果表明

3、，漿液噴淋對于煙氣有良好的整流作用，加入噴淋后，塔內(nèi)速度場和壓力場變得均勻，整體阻力上升。同時，為了使塔內(nèi)流動更加均勻，運用CFD技術對原有塔內(nèi)構(gòu)件進行優(yōu)化設計研究，提出了優(yōu)化煙氣入口角度和增加托盤這兩種可行的改造方案，詳細對比分析兩種方案實施后對塔內(nèi)流場和阻力特性的影響。
　　通過數(shù)值模擬分析折形和波形兩種板型除霧器葉片的流動特性，分析了葉片的結(jié)構(gòu)參數(shù)（包括葉片間距、葉片轉(zhuǎn)折角和葉片高度等）和運行工況參數(shù)（包括進口煙氣速度和液滴

4、粒徑等）對除霧性能的影響規(guī)律，通過比較顯示，波形板相比折形板具有更高的除霧效率和較小壓降。另外，提出了基于預數(shù)值計算的除霧器葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法，建立除霧器特性與葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行工況參數(shù)間的最小二乘支持向量機(LSSVM)關系模型，在此基礎上采用根據(jù)精英控制策略改進NSGA-Ⅱ算法，求解除霧器效率和壓降兩個目標Pareto解集，并優(yōu)選出最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　針對脫硫系統(tǒng)中pH值傳感器經(jīng)常出現(xiàn)因堵塞和磨損造成的故障情況，提出基于改

5、進“稀疏性”LSSVM算法脫硫吸收塔pH值軟測量模型，該模型具有較高的精度并適用于在線使用。開展脫硫效率特性模型研究，提出了基于試驗數(shù)據(jù)靜態(tài)模型和改進AOSVR算法脫硫效率在線自校正模型，該模型具有較強在線自校正能力，敏感性分析研究結(jié)果表明所提出的在線建模方法能有效提高實際運行中脫硫效率的預測精度和泛化能力。結(jié)合脫硫效率預測模型，構(gòu)建脫硫系統(tǒng)可控運行成本模型，研究了脫硫系統(tǒng)主要能耗設備的節(jié)能優(yōu)化運行方法。
　　將數(shù)據(jù)挖掘中的聚類算

6、法引入到脫硫系統(tǒng)目標工況獲取和漿液品質(zhì)狀態(tài)監(jiān)測應用中，提出了基于信息熵和K均值算法混合迭代的動態(tài)模糊聚類算法(EKFCM)，解決了模糊聚類的原型初始化參數(shù)問題，用該算法求解不同工況簇內(nèi)最佳運行目標工況，組成目標工況庫，可通過建立的LSSVM目標工況識別模型，確定當前外界運行條件下的最優(yōu)目標工況。提出了基于漿液品質(zhì)特征值提取和FCM聚類的漿液品質(zhì)監(jiān)測診斷方法，采用FCM聚類方法提取出漿液品質(zhì)在各種狀態(tài)的標準模式，然后按照最大隸屬原則進行診