燃煤锅炉高效低NOx协同优化系统开发及应用

1.3 锅炉高效低 NOx协同模型

耦合以上2个模型即可建立锅炉高效低NOx协同模型，其结构如图所示。模型包含输入、输出、中间状态 3 种类型数据，其中 A、B、C、D、E、F 为目标优化量。

图 4 锅炉高效低 NOx 协同模型

该模型中：A 代表SCR脱硝出口 NOx排放质量浓度，是系统的环保指标，近零排放标准为小于35mg/m3；C代表氨逃逸量，在长时间运行时应小于3×10-6；D 代表 SCR 脱硝效率指标，要保证4~5 年内催化剂脱硝效率不小于 75%；E 代表SCR 脱硝入口烟温，为保证 SCR 脱硝有效运行，应使E位于催化剂反应温度范围内，C、D、E 为3个安全性指标；锅炉效率B与氨耗量F为系统的经济性指标。

2 锅炉高效低 NOx协同模型的多目标寻优

锅炉高效低 NOx协同模型的控制目标是在环保与安全的前提下，实现煤耗与氨耗最低，其数学表达式为

式中 ai、bi分别为对应时段的燃料和氨气价格系数。

式(5)是典型的多目标优化问题，可采用性能优异的粒子群优化算法（PSO）寻优，该算法较成熟，在此不再赘述。

3 工程应用

基于锅炉高效低 NOx协同模型及PSO，本文采用B/S 模式，前台采用Adobe Flex 技术，后台采用Java、Erlang技术，开发了锅炉高效低 NOx协同优化系统，该系统包含数据引擎、锅炉及SCR脱硝等设备状态及性能在线软测量与综合评估、高效低NOx 燃烧优化、高效低NOx协调监控等 4 个功能模块，系统结构如图 5 所示。

图 5 锅炉高效低 NOx 协同优化系统结构

锅炉高效低 NOx协同优化系统通过耗差分析，可实现氨气的自动调节；通过对历史数据进行寻优，可实现高效低 NOx协同优化。

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