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CFB锅炉脱硫脱硝系统多目标优化

北极星环保网来源:循环流化床发电 王琦2017/12/12 9:20:44我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝工艺 SNCR 循环流化床锅炉

3.1.4给料机电耗系数的确定

通过改变给料量T,观察给料机的耗电量,确定给料机电耗系数。每次固定给料量后,试验时间为1h,试验数据如表4所示。

脱硝工艺

由试验所求的给料机电耗系数的平均值可以得到:

脱硝工艺

3.1.5空压机电耗系数的确定

将给料速度恒定在20t/h,分别统计相应时间内空压机的耗电量,从而根据响应时间内的输粉总量确定空压机的耗电系数。试验数据如表5所示。

脱硝工艺

由试验所求的空压机耗电系数的平均值可以得到:

脱硝工艺

由上述给料机、空压机电耗模型,可以推出输粉系统(即炉内脱硫系统)产生的总耗电量表达式为

脱硝工艺

3.1.6炉外脱硫电耗系数的确定

通过试验记录相应时间内总喷水量以及增湿活化所消耗的电量,确定炉外脱硫电耗系数。记录数据如表6所示。

脱硝工艺

由于喷湿系统室外管路冰冻、系统缺陷调试、系统打压实验导致第8、9、16组数据不具有代表性,计算平均值时舍去。试验所得增湿活化耗电系数平均值为

脱硝工艺

3.1.7SNCR脱硝电耗系数的确定

通过试验记录相应时间内总喷氨量以及SNCR脱硝所消耗的电量,确定SNCR脱硝电耗系数。记录数据如表7所示。

脱硝工艺

将平均值20.40作为SNCR电耗系数,有:

脱硝工艺

3.2多目标模型的求解

3.2.1钙硫比与床温的关系

GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》要求SOx的排放浓度在200mg/m3以下,针对该机组,要求脱硫效率达到95%以上,通过前面增湿活化试验可以看出,炉外脱硫效率一般在5%左右,这就意味着炉内脱硫效率要达到90%以上。

试验可见钙硫比和床温是影响炉内脱硫效率的主要因素。欲简化多目标模型,需要求解床温和脱硫效率的关系ηSO2=(3-R)f1(x)+(R-2)f2(x),得出满足ηSO2(内)最大的床温参数x,即令

脱硝工艺

因求解x的表达式中有参数R,分别对R(2≤R≤3)赋值,逐一求解x,得表8。由试验数据可知,当炉内脱硫效率最高时,钙硫比与床温之间近似满足线性关系,通过MATLAB拟合得出二者关系表达式为

脱硝工艺

3.2.2多目标规划模型的求解

将上述所求系数及关系表达式代入多目标模型式(14)中,假定燃煤硫分Sar及石灰石粉纯度α不变,分别取Sar为1%、α为90%,求解多目标模型如下:

脱硝工艺

机组运行过程中一直处于中高负荷,根据实际情况设定给煤量M为200t/h。根据给煤量可以近似算出烟气流量为1000000m3/h,将给煤量和烟气流量代入式(22)得到多目标模型中最优参数为

脱硝工艺

3.3优化结果分析

为了比较机组实际运行过程中参数值与优化模型所求的参数值,选定和优化模型一样的中高负荷工况,采集了一个月的机组实际运行数据,找出准确可用的数据并分别求其平均值。

脱硝工艺

4、结语

对比实际运行参数值与优化模型参数值可见,两种情况下SOx、NOx的排放浓度都能满足文献要求。尽管机组实际运行过程中,SOx、NOx排放浓度要略低于优化结果,但经济性指标与优化结果相差很大,不仅脱硫剂消耗量大,而且脱硫脱硝系统耗电量显著增加,机组运行的经济性较差。因此,在不改变现有污染物脱除装置的前提下,一味追求降低排放浓度的代价太大。综合经济性考虑,多目标优化后的脱硫脱硝参数优于机组实际运行参数。

文献信息

王琦,白建云,王欣峰,王力.CFB锅炉脱硫脱硝系统多目标优化[J].中国电力,2017,50(07):109-114+121.

延伸阅读:

300MW机组CFB锅炉超低排放级联合脱硫匹配方式试验

150MW循环流化床锅炉脱硫脱硝技术改造及燃烧优化

燃用褐煤的循环流化床锅炉排放及燃烧效率研究

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