低NOx排放的建模与优化研究.pdf

刘趣评阅人：工天．毒、7哥犬1掏学位论文y低NOx排放的建模与优化研究8531；62作者姓名：才大亮指导教师：李鸿儒副教授东北大学自动化研究所申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文答辩日期：2006年2月25日学位授予日期：答辩委员会主席：分类号密级论文提交日期：2006年1月5日东北大学2006年1月UDC
摘要低NOx排放的建模与优化研究我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源结构的国家之一，利用燃煤发电是煤炭能转化利用的最有效方法。随着我国国民经济的飞速发展，人民生活水平逐步提高，我国电能在终端能源中的比重日益增大。煤电在我国电源结构中占65％以上，处主导地位。如此大量煤炭的燃烧发电对我国生态环境产生了严重的影响。节约资源，减少污染排放是我国急需解决的重要问题之一。研究开发燃煤发电厂低氮氧化物(NOx)排放对解决我国资源与环境污染问题以及电力工业可持续发展问题均有重要意义。本文以火电厂锅炉燃烧过程为研究对象，针对当前火电厂锅炉燃烧控制系统的掰要求，在研究了NOx生成机理的基础上，对低NOx排放系统建模与优化进行了研究。本文主要的研究内容有如下几个方面：在查阅大量国内外相关资料的基础上，归纳总结了国内外低NOx排放技术的现状与发展方向，并对锅炉燃烧过程中可调叶栅煤粉分配器的作用及原理做了较为详细的介绍；在研究NOx生成机理的基础上，提出了抑制NOx生成的方法；通过对大量试验数据的分析，得出了煤种、煤粉细度、炉膛温度和过量空气系数等因素对NOx排放的影响：对最优化的基本理论及其工程意义作了简要描述，重点介绍了SQP算法的计算原理，及其MATLAB实现步骤；基于DeSoete燃料型NOx生成机理，针对使用可调叶栅煤粉分配器的燃煤锅炉，经过分析各种因素对燃煤锅炉NOx排放的影响，选择出几个关键影响NOx生成的因素，建立出低NOx排放过程优化模型；采用SQP优化算法对模型进行优化，得出各种工况下的可调叶栅煤粉分配器的叶栅角度a的参考值，从而指导电站锅炉的燃烧控制。优化计算结果表明，所得结果与实际情况比较符合，说明该模型是合理的。机理关键词：低NOx排放；可调叶栅煤粉分配器；机理建模；SQP优化算法；De东北大学硕士学位论文摘要SoeteⅡ
ModelingOptimizingEmissionandResearchforLowNOxAbstracttheemissiontechnologycoal-fireddominantsignificancedocumentsAuto-adjustableAuto—adjustable东北大学硕士学位论文conversion．Wi也theabundantenvironmentresourcepollutantimportantplantpollution，andplentySQPMATLABof血emaidenergy．Coal—firedismosteffectivemethodnationaleconomiclivingimprovinginChinaincreasinglymoreelectricitypower65％．Combustiongenerationcomesintobeingpollution，SOfacedtechnologiesutilizationmakesustainabledevelopmentsteadilyrequirementmodemoptimalsystem，basedon“StudymechanismofNOxformation”．ThemainoftheasSummarysituationfromdomestic&overSeaofhasmadedistributor’Sfunctioncombustionarein订oducedformation'’，theforward；Getsomefactors’influencebyexperimenttheoryitsintroduced，thealgorithmdetail；BasedSoeteformation，theoptimizingmodelinfluenceN0xformationselected；Usingoptimizationalgorithm，theWasfound，SOitiSminoritynationsworldutilizecoaldevelopingrapidlylevelstepstep，powerenergyoccupiesproportionend—consui[nersenergy．Thepositiontotalgeneration，aboutserioushowreduceissuesthatwebesolvedurgentlyChin