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盘南电厂石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统性能分析与运行优化

作　者: 尹元熙
导　师: 刘定平；郑云鹏
学　校: 华南理工大学
专　业: 动力工程
关键词: 石灰石-石膏湿法烟气脱硫神经网络遗传算法优化运行
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国是以煤炭为主要能源的国家,煤炭一直占我国能源的生产和消耗的70%以上。随着经济的快速发展,煤炭消费不断增长。由于煤炭的燃烧而造成的SO₂对大气的污染非常严重。大气中SO₂浓度过高及酸雨的形成已严重影响了人体健康,破坏了生态系统,对工农业生产造成极大损失。据估计,仅两广、川、贵地区因酸雨造成的年经济损失就达160亿元以上。SO₂污染排放问题己成为制约我国国民经济发展的一个重要因素,对SO₂排放的控制与治理已刻不容缓。电力和煤炭是造成酸雨和SO₂污染的主要行业。火电厂和各种各样的工业锅炉是排放SO₂造成酸雨的主要污染源。目前火电厂SO₂排放量约占全国排放量的2/3。因此,火电厂脱硫,减少SO₂的排放是今后的重点任务。湿法烟气脱硫作为一种相对较成熟、脱硫效率较高的脱硫技术,得到了广泛的应用。由于石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中运行参数相对复杂,不同工况与参数直接影响脱硫效率与成本。本文通过对盘南电厂600MW湿法烟气脱硫进行研究,从理论和试验两方面分析了影响脱硫效率的因素,得到了系统运行参数吸收液PH值、温度、液气比等因素与脱硫效率的单值变化关系。通过试验分析得到循环吸收浆液pH值应控制在5.2-5.7较为合理;降低吸收液入口温度对脱硫效率的提高有明显的效果;在一定范围内增大液气比有利于提高脱硫效率。在对盘南电厂石灰石-石膏烟气脱硫系统性能测试和优化运行的基础上,系统的脱硫效率可达95%以上。在上述实验的基础上,建立了脱硫成本与运行调整参数的神经网络模型,应用该模型对盘南电厂600MW燃煤电站锅炉的石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统进行优化控制研究,优化数值解表明:该模型可随时掌握和预测不同工况下的脱硫成本;且该模型和算法很好地解决了不同运行工况下的各参数的基准值问题;通过遗传算法对脱硫成本模型寻优,可获得出口烟气SO₂浓度达标状况下最佳的运行调整方式,以降低系统脱硫成本,指导运行人员优化运行,提高电厂经济性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-22
  1.1 二氧化硫危害与排放现状  11-17
  1.2 二氧化硫控制技术概述  17-21
    1.2.1 燃烧前脱硫技术  17-18
    1.2.2 燃烧中脱硫技术  18-20
    1.2.3 燃烧后脱硫技术  20-21
  1.3 本文主要研究工作  21-22
第二章国内外烟气脱硫技术综述  22-39
  2.1 国外烟气脱硫技术发展和应用现状  22-24
    2.1.1 美国烟气脱硫技术发展和应用现状  23
    2.1.2 德国烟气脱硫技术发展和应用现状  23-24
    2.1.3 日本烟气脱硫技术发展和应用现状  24
  2.2 国内烟气脱硫技术发展和应用现状  24-26
  2.3 常用烟气脱硫技术  26-39
    2.3.1 湿法烟气脱硫技术  26-30
    2.3.2 半干法烟气脱硫技术  30-32
    2.3.3 干法烟气脱硫技术  32-39
第三章石灰石—石膏湿法烟气脱硫原理与工艺  39-50
  3.1 石灰石—石膏湿法烟气脱硫原理  39-40
  3.2 系统工艺和设备  40-48
    3.2.1 烟气系统  40-42
    3.2.2 吸收塔系统  42-43
    3.2.3 吸收剂供应/输送系统  43
    3.2.4 吸收剂制备与输送系统  43-44
    3.2.5 石膏浆液脱水系统  44-45
    3.2.6 工艺水系统  45-46
    3.2.7 排水系统  46
    3.2.8 FGD其他辅助设备系统  46-48
  3.3 技术特点  48-50
第四章石灰石—石膏湿法烟气脱硫影响因素分析  50-58
  4.1 烟气参数的影响分析  51-53
    4.1.1 烟气流速的影响分析  51
    4.1.2 入口烟气温度的影响分析  51-52
    4.1.3 入口二氧化硫浓度的影响分析  52
    4.1.4 入口烟气含尘浓度的影响分析  52-53
    4.1.5 烟气在吸收区域停留时间的影响分析  53
  4.2 循环吸收浆液参数的影响分析  53-56
    4.2.1 循环吸收浆液的pH值的影响分析  53-55
    4.2.2 循环浆液的浓度和流量的影响分析  55
    4.2.3 喷淋浆液雾滴大小的影响分析  55-56
  4.3 液气比（L/G）的影响分析  56-57
  4.4 其它因素影响分析  57-58
第五章石灰石—石膏湿法烟气脱硫运行试验和性能测试分析  58-86
  5.1 试验方案  58-66
    5.1.1 主要设计参数  60-64
    5.1.2 试验目的与实验项目  64-66
  5.2 性能测试  66-83
    5.2.1 系统脱硫率性能测试  66-68
    5.2.2 GGH性能测试  68-71
    5.2.3 系统污染物排放性能测试  71-74
    5.2.4 系统耗量性能测试  74-79
    5.2.5 石膏品质性能测试  79-80
    5.2.6 系统其他性能测试  80-83
  5.3 结果分析  83-86
第六章石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统运行优化  86-91
  6.1 脱硫成本神经网络模型的建立  86-88
    6.1.1 神经网络模型输入/输出参数的确定  86-87
    6.1.2 神经网络训练及结果分析  87-88
  6.2 遗传算法实现脱硫成本的优化  88-89
    6.2.1 优化数学模型  88-89
    6.2.2 遗传算法  89
  6.3 优化实例及结果分析  89-91
第七章结论和展望  91-92
参考文献  92-95
攻读硕士学位期间取得的研究成果  95-96
致谢  96-97
附录  97

盘南电厂石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统性能分析与运行优化

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