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    電廠煙氣脫硫方案
    日期:2010/9/29 17:40:15 編輯:信息中心 點擊次數:

    電廠煙氣脫硫方案

    根據電廠評選適合自己的煙氣脫硫技術的實際需要,從淘汰不適合方案的思維出

    發,應用模糊數學建立了基于變權的多因素影響下的綜合評判模糊淘汰模型,并

    通過實際資料的驗證,取得較為滿意的結果。應用本模型可以在各種資料不是很

    詳盡的情況下,簡單合理地對盡可能多的技術進行初選,為后續的優選節省大量

    的人力、物力和時間。
      
     
      脫硫技術大發展雖然只有30多年,但目前種類已很多,據報道已超過200種。

    燃煤電廠在選擇脫硫技術時,面對如此眾多的方法,必須綜合考慮各方面因素,

    才能評選出最適合自己的技術,制定出脫硫方案。在評選過程中為了做到準確、

    翔實,必須對許多參數進行求取和校核,但是如果對于所有可能選擇的工藝都進

    行詳細的計算、校核,不但工作量很大,而且也沒有必要。如果能夠先進行簡單

    、合理的初選,在眾多的方案中快速淘汰不合適者,遴選出幾種較合適的可選方

    案,然后再對這幾種可選方案進行詳細的計算和綜合評選,那么就可以大大節省

    精力和時間,也提高了評選效率。


      筆者在對電廠綜合評選脫硫工藝方法的研究中,利用模糊數學的綜合評價方

    法等理論,建立了一套可以實現上述功能的模型,并經過許多校驗,證明確實可

    行。 1 模型數學處理〔1,2〕
    1.1 步驟
      根據模糊數學綜合評價的方法,建立電廠煙氣脫硫方案模糊淘汰模型的步驟

    為:
      a)確立評判對象(即評判方案)集X={x1,x2,…,x n};
       b)確立評判因素集U={u1,u2,…,um};
      e)根據評判因素集U中各元素在綜合評價中所起作用的大小,確定權數集A=

    {a 1,a2,…,am};
      f)引入“不符合度”隸屬函數,求取不符合度值(取值在〔0,1〕),根據

    電廠提供的各評判因素的指標值和各技術在各因素方面所能提供的指標值,統一

    用不符合度來處理,建立U×X的模糊矩陣R,R=(r ij),rij表示第j種評判對

    象對于第
      g)求對各種方案的綜合評判向量B=(bj)=(b1,b 2,…,bn),其中bj

    為對第j種方案綜合評判的不符合度值。
    1.2 處理方法
      在本模型中還做如下處理:
      a)權數集A由多名專家按照二元對比層次分析法確定。
      b)為了簡單、迅速地求出各技術方案對電廠的不符合度隸屬值,技術方案和

    電廠在各評判因素方面的指標值都只作整體把握,不求精確,取值簡化為3種水平

    ,如電廠所在地的環保要求簡化為{嚴格,一般,不嚴格},各技術方案所能提

    供的滿足環保要求的能力簡化為{高,中,低}等。
      c)根據模糊數學對不確定性指標處理的方法,不符合度采用5級劃分進行度

    量,即非常符合(0~0.2)、較符合(0.2~0.4)、基本符合(0.4~0.6)

    、勉強符合(0.6~0.8)和完全不符合(0.8~1)。
      d)模型要從整體上反映出技術方案對電廠的不符合度,就存在一個問題:當

    某一方案有一個指標完全不符合電廠要求時,此指標理應予以識別,由于評價指

    標多,在綜合評價中,無論采用何種算子,此指標極易被其它指標中和,使評價

    系統失真。為此本文引入變權方法。變權比固定權重更能夠反映出在各方案具體

    情況下指標的本質屬性,解決了由于評價指標多而引起的不合理現象。由于實際

    問題的多樣性和復雜性,決定了確定變權函數的困難性。目前對變權方法的研究

    也只限于理論,應用實例還很缺乏,本文引入變權公式和閾值原則對變權方法的

    實際應用作一嘗試。
     
    式(2)中:β為判斷閾值;rj為第j種方案對各因素的不符合度向量。
      e)綜合評判向量
      B=W R. 。3)
      對B=(b1,b2,…,bn)的處理中再次應用閾值原則,引入閾值λ,b j>

    λ者皆為淘汰對象。bj≤λ者皆作為可選方案而保留,留待下一步作更精確的評

    選。對本模型中所得到的可選方案,不推薦利用不符合度的最小隸屬值來求取最

    佳方案。
    2 模型構造
      依據有關專家、文獻和廠家的建議〔3~5〕,確定出6項評判因素:環保因素

    、資源因素、經濟因素、場地條件、壽命因素和燃煤的含硫量。
      環保因素考慮到我國各地的環保要求不同,如地勢低、靠近大城市、人口密

    集的經濟發達地區環保要求相對較高,而地勢高、偏遠、人口稀少的地區環保要

    求相對較低,應根據電廠當地的環保要求考慮選擇效率合適的脫硫技術。資源因

    素考慮了脫硫技術所需要的吸收劑、水等資源在當地是否有穩定可靠的來源及其

    品質等能否滿足脫硫技術的需要。經濟因素考慮了電廠投資的寬裕度和脫硫技術

    對投資的需求度。場地條件考慮了電廠對于脫硫過程提供場地的能力和脫硫技術

    對場地的需求。壽命因素考慮了電廠的生命期和脫硫技術的使用壽命。
      電廠根據自己的條件對此6項指標取值,取值分類見表1。 
     
      對上述6項因素指標由多名專家按照二元對比層次分析法確定出固定權數集A

    ={0.25,0.16,0.19,0.16,0.18,0.06}。
      技術方案在6項指標中的取值可見表2。
      模型中各因素3類取值標準根據專家經驗和有關經濟技術分析文獻而定,應用

    中可由專家判斷取值,也可根據有關文獻對各種脫硫技術的技術經濟分析來取值

    。 
      在取定電廠、各技術方案的6項因素指標值后,分別在評價集U中取出各技術

    在單因素上對電廠的不符合度的隸屬值,最后得到各脫硫技術在各因素上對電廠

    的不符合度的隸屬值,建立U×X的模糊矩陣R 。R=(rij),rij表示第j種評判

    對象對于第i種因素的不符合度的隸屬值。
      為簡化上述隸屬度的求取過程,本文給出可供直接使用的不符合度隸屬度表

    ,見表3~表8。
      對于一些常見的脫硫技術,本文也根據專家們的技術經濟分析給出了6項評價

    指標的取值,見表9。 
     
      如果已知某一電廠的6項指標值,可根據上述諸表直接得出評價指標集U到評

    判對象集X的單因素模糊評判矩陣R;由式(1)、式(2)得到變權重向量W(j)

    ,計算中閾值β=0.8;再由式(3)得到綜合評判向量B=(b1,b2,…,bn)

    ,為避免丟失大量有價值信息,模糊算子對采用廣義模糊算子對M(.,⊕),對

    B的處理中選用閾值λ=0.5;最后對于取值大于0.5的bj對應的第j種技術方案

    予以淘汰。 
    3 模型檢驗和應用
      以湖南金竹山電廠為例〔6〕,該電廠是一個老廠,燃煤含硫量1.03%,屬

    于中、低水平,當地對脫硫效率要求不高,電廠可作脫硫的場地較小,而且要求

    投資較省,資源條件也一般。對照該電廠曾考慮過的幾種技術,即爐內噴鈣尾部

    增濕活化法、煙氣循環流化床法、石灰石法、電子束法、管道內噴鈣法、三相流

    化床法和簡易石灰石法,按上述模型得到模糊評判矩陣
     
    用bj>λ=0.5進行判斷,b2,b3,b 4和b7皆為淘汰對象,即煙氣循環流化床法

    、石灰石法、電子束法和簡易石灰石法都不適合該電廠。b 1,b4和b5對應的爐內

    噴鈣尾部增濕活化法、管道內噴鈣法和三相流化床法,要留待作進一步的考察論

    證,進行綜合評選。
      據文獻〔6〕介紹,該電廠在煙氣脫硫方案實際選用過程中,先后淘汰電子束

    法、石灰石法等技術,最后該電廠的3~5號機組選用了三相流化床法,6號機組考

    慮使用噴鈣增濕法或管道內噴鈣法。模型檢驗與實際情況比較吻合。
      另外,根據湖南株洲電廠、柳州電廠、云南小龍潭電廠等的資料〔6~8〕,

    對其脫硫方案的選擇過程進行模型驗證,結果都與實際情況比較吻合。
    4 結束語和討論
       本文采用模糊決策方法,建立模糊淘汰模型,能夠針對電廠的具體情況,簡

    便合理地判斷出哪些脫硫方案不適用于該電廠,并對一些電廠的煙氣脫硫方案選

    擇過程進行了驗證,與實際情況比較吻合。
      本模型中有關評價指標、固定權重、閾值的選取參考了有關專家和文獻的建

    議,在實際應用中,固定權重和閾值還可以根據實際情況做些修正。對于還在發

    展中的先進脫硫技術,在取得經驗數據后也可以填入本模型的數據表中,參與選

    擇過程。此外本模型對變權方法的實際應用進行了嘗試,關于變權函數的選取,

    還可作進一步的研究和改進,以期更加符合實際情況的需要。
      最優方案的評選需要有翔實、可靠的數據來進行詳細的計算和深入細致的評

    選,本模型卻可以在各種資料不是很詳盡的情況下,簡單合理地對盡可能多的技

    術進行初選,為后續的優選節省大量的人力、物力和時間。
      最后再強調一點,本模型只為淘汰不符合電廠要求的技術方案而設計,只是

    從淘汰不合適方案的角度出發,選取了6種評判因素指標,而且所采用的也是粗放

    式定性取值的方法,雖然能夠達到本文研究的初衷,但是由于在對電廠的脫硫方

    案進行評選決策的過程中,需要考慮的因素很多,所以本模型不適用于最佳方案

    的綜合評判,不能用本模型的最小不符合度來推薦最優方案。  http://www.dedeyhello.com/5/13/Index.htm

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