循环流化床氮氧化物排放预测模型及优化控制研究 论文

随着环境保护的日益重视，降低氮氧化物(NOx)的排放已经成为化石燃料发电厂面临的重要挑战。循环流化床(CFB)锅炉作为一种高效的燃煤发电技术，其氮氧化物的排放控制尤其受到关注。本文研究了循环流化床氮氧化物排放预测模型及优化控制，旨在通过精确的预测模型来降低NOx排放，并通过优化控制策略实现CFB机组的低NOx排放运行。研究首先指出，为了有效控制CFB机组的NOx排放，需要准确估计炉内燃烧生成的NOx浓度，并将估计值应用到燃烧控制中。因此，建立一个精确实用的机理控制模型是十分必要的。机理模型基于对NOx生成机理的深入分析，能够模拟和预测炉膛出口的NOx浓度。研究通过数学建模和仿真方法，将给煤量、风量等因素作为模型输入，建立炉膛出口的NOx浓度预测模型和选择性非催化还原(SNCR)技术相结合的NOx浓度预测模型。在模型建立的基础上，研究进一步提出了优化控制策略。这包括对炉膛出口NOx浓度预测模型的参数进行校准，并利用实际运行数据对模型进行验证和仿真。通过仿真证明了模型的精确度，确保了其能够满足实际控制系统的要求，并具有一定的预测效果。优化控制的思路主要包括调整一二次风量，以达到降低NOx排放的目的。根据炉膛出口NOx浓度预测模型，研究设计了基于脱硝配合的一、二次风量优化控制技术路线。 NOx综合控制技术路线的设计考虑了燃料型NOx与热力型NOx的生成机理，并对炉内外NOx的综合控制进行了优化。这种方法的提出能够为今后循环流化床机组的低NOx排放控制提供参考。研究成果表明，利用建立的炉膛出口NOx浓度预测模型，可以为CFB机组的燃烧控制提供有效的指导，实现NOx排放的有效降低。关键词提及了循环流化床、氮氧化物、NOx浓度预测模型、机理模型和优化控制，这些都是本研究的核心概念和工具。通过对这些概念的深入研究和应用，本论文为循环流化床发电技术在环保要求下的可持续发展提供了理论基础和技术支持。研究的中图分类号和文献标志码为后续研究者提供了分类和检索的参考依据。研究成果表明，精确的NOx浓度预测模型与综合控制技术路线相结合，可以在保证燃烧效率的前提下，有效降低炉内燃烧生成的NOx，满足更为严格的环保标准。这不仅对电厂的经济效益具有重要意义，对环境保护亦具有积极影响。通过这篇论文的研究成果，我们可以预见，循环流化床技术将在未来电力生产中扮演越来越重要的角色，特别是在提高能源效率和减少环境污染方面。