2016年深圳杯数学建模大赛B题论文

1、数学建模校内竞赛论文论文题目：对布袋除尘系统运行稳定性的研究组号：2705#成员：黄志宇谢智龙周俊选题：B题姓名学院年级专业学号联系电话数学分析岛等代数微积分高等数学线性代数概率统汁数学实验数学模型CETICHT6黄志宇汽不工程学院2015车辆工程/谢智龙汽车工程学院2015车辆工程/周俊城市建设与环境工程学院2015建筑环境与能源应用工程/对布袋除尘系统运行稳定性的研究摘要本文主要是收集资料，综合研究现行垃圾焚烧发电厂袋式除尘系统影响烟尘排放量的各项因素，构建数学模型，从而分析袋式除尘系统运行稳定性问题，以及其运行稳定性对周边环境烟尘排放总量的影响，并研究了新型超净除尘工艺相比袋式除尘系统稳

2、定性能提升。针对问题一中提出的问题，我们基于李雅普诺夫函数利用所学知识对系统稳定性进行分析，并进行相关模型建立。得出在其他条件一定的情况下，G与C2之间的差值必定由y=E区ikt决定，可以认为，单位时间内的差值大小（|。1一金1的值）越小，系统就越稳定。我们可以通过实验/i（XD%（X5）,计算出结果，烟尘排放总量式屋=X=oG/toSi7>2匕"。若给定隈代入上式，可知在其他条件不变的情况下，可以扩大匕须的值，扩大倍数为n=4限/（力也/S）,并利用模糊综合评价法对模型进行评价。根据现行生活垃圾焚烧污染控制标准，给定4犷50mg/nA根据模型可解出扩大倍数n=l.77。并据此

3、向政府提出环境保护综合监测建议方案。针对问题二中所提出的问题，采用一种能够完全稳定运行、且除尘效果超过布袋除尘工艺的新型超净除尘替代原工艺，我们需要衡量新工艺较之原工艺稳定性的提升量。现今控制系统中，多用李雅普诺夫法进行衡量与判定，此理论能同时适用于分析线性系统和非线性系统、定常系统和时变系统的稳定性。因此本文采用李雅普诺夫法对此问题进行判定和衡量。通过对原除尘工艺和新型除尘工艺二次型函数的计算，而后对二者稳定性结果进行做商，得出因而，若采用新型超净除尘替代工艺，除尘模型稳定性能提升将会提升1.52倍。最后对模型的优缺点进行分析。关键词机理分析单因子分析法模糊综合评价法李雅普诺夫函数一、问题重

4、述今天，以焚烧方法处理生活垃圾已是我国社会维持可持续发展的必由之路。然而，随着社会对垃圾焚烧技术了解的逐步深入，民众对垃圾焚烧排放污染问题的担忧与H俱增，甚至是最新版的污染排放国标都难以满足民众对二恶英剧毒物质排放的控制要求（例如国标允许焚烧炉每年有60小时的故障排放时间，而对于焚烧厂附近的居民来说这是难以接受的）。事实上，许多垃圾焚烧厂都存在“虽然排放达标，但却仍然扰民”的现象。国标控制排放量与民众环保诉求之间的落差，已成为阻碍新建垃圾焚烧厂选址落地的重要因素。而阻碍国标进一步提升的主要问题还是现行垃圾焚烧除尘工艺存在缺乏持续稳定性等重大缺陷。另外，在各地不得不建设大型焚烧厂集中处理垃圾的情

5、况下，采用现行除尘工艺的大型焚烧厂即便其排放浓度不超标，却仍然存在排放总量限额超标的问题，也会给当地的环境带来重大的恶化影响。总之，现行垃圾焚烧除尘工艺不能持续稳定运行的缺陷，是致使社会公众对垃圾焚烧产生危害疑虑的主要原因。因此，量化分析布袋除尘器运行稳定性问题,不仅能深入揭示现行垃圾焚烧烟气处理技术缺陷以期促进除尘技术进步，同时也能对优化焚烧工况控制及运行维护规程有所帮助。收集资料，综合研究现行垃圾焚烧发电厂袋式除尘系统影响烟尘排放量的各项因素，构建数学模型分析袋式除尘系统运行稳定性问题，并分析其运行稳定性对周边环境烟尘排放总量的影响。基丁模型回答下述问题：1、如果给定焚烧厂周边范围单位面积

6、排放总量限额（地区总量/地区面积），在考虑除尘系统稳定性因素的前提下，试分析讨论焚烧厂扩建规模的环境允许上限是多少？并基于分析结果，向政府提出环境保护综合监测建议方案；2、如果采用一种能够完全稳定运行、且除尘效果超过布袋除尘工艺的新型超净除尘替代工艺，你的除尘模型稳定性能提升多少？二、问题分析针对问题一，首先我们查阅相关资料，收集对布袋除尘系统稳定性影响较大的因素，最终确定为堵塞因素、气流撕裂因素、腐蚀氧化因素、高温破坏因素、机械摩擦因素然后根据单因子分析法，确定每个因素的函数表达式，采用matlab软件进行模糊综合评价，按照经验与数据给出影响因素权重，最后综合分析与求解。针对问题二中所提出的

7、问题，采用一种能够完全稳定运行、且除尘效果超过布袋除尘工艺的新型超净除尘替代原工艺，我们需要衡量新工艺较之原工艺稳定性的提升量。现今控制系统中，多用李雅普诺夫法进行衡量与判定，李雅普诺夫稳定性理论能同时适用于分析线性系统和非线性系统、定常系统和时变系统的稳定性，是更为一般的稳定性分析方法。因此本文采用李雅普诺夫法8对此问题进行判定和衡量。三、模型假设1 .约定当Y=0的时候，系统正常工作；当丫=1的时候，系统遭到破坏，不能正常工作；2 .约定Xs的影响使得y值足够大，即超出限定浓度范围，认为系统受到破坏；3 .对系统Y,假定其他一切条件不变；4 .假设在一段时间，对系统的输入信号不变的情况下，

8、研究系统输出的变化为常数；5 .假设所使用的数据均真实有效。I、符号说明符号含义X1堵塞因素X2气流撕裂因素X3腐蚀氧化因素X4高温破坏因素X5机械摩擦因素C(t)净化气流浓度t系统的不稳定时间w系统稳定性Ki-C2|单位时间内浓度的差值fwxn表示影响因素治在单位时间内对ICi-GI的影响一个布袋对排放总量的影响4我整个气体受到的影响五、建模过程及模型求解5.1 问题一的分析和模型建立5.1.1 问题一模型的建立根据题目要求，我们综合各项因素，分析稳定性问题的模型建立如下:首先定义Y的数学式子为：Y=X1+&+X3+乂+X5用+来表示逻辑函数的“或”，X1起的取值为。或1,Y的取值为

9、。或1规定当Y=0的时候，系统正常工作；当丫=1的时候，系统遭到破坏，不能正常工作。根据式子可知，当打治中存在一个为1的时候，系统遭到破坏。具体条件为：Xi=1浓度C（t）在"后明显出现快速下降的情况X?X,=1浓度C在门后明显出现快速下降的情况现在我们来分析系统的稳定性：令4为系统输入，y为系统输出，则y=Xi+X2+X3+X4+X5当七起的影响使得y值足够大，即超出限定浓度范围，我们认为系统受到破坏。那么，我们利用等效系统的思想，将原来系统等效为具有等效功能的简单系统，示意图如下:图四由上图可以明显地看出，所有的工艺问题最终可以简化成“烟尘气流”通过“布袋”，气流能否稳定产生“净

10、化气流”的问题。由此，我们间隔时间门，取两次浓度QC2（当然，我们假设输入X5的初始值一直没有太大变化，但却一直在对布袋造成影响）此时，y=町+X2t+X3t+X4t+知当ya,句时，认为系统处于稳定状态，由此可以看出，系统的稳定性取决于影响X5的大小，作用的时间t。在其他条件一定的情况下，Q与C2之间的差值必定由y=X区iXt决定。可以认为，单位时间内的差值大小（|。1-01的值）越小，系统就越稳定。y=kCi-C2+CCEafb取合适单位，使k值为1,则：y=16。21+。=£3%亡因此可以得出结论：1）单位时间内，ICi-Cl值的大小表示系统的稳定性与否2）X1tX5t是影响稳

11、定性的主要因素3）设系统的不稳定时间为3则IG-C2忖是向周边环境的多于烟尘排放量又由ICi-C2/=x3xE可知，不稳定的系统将对环境排放更多的烟尘。最后，我们对模型做进一步的细化具体研究（这里的简化分析首先从正常工作的情况下开始）：表示：对系统Y,我们假定其他一切条件不变，增大布袋的堵塞性X1（即逐步增加烟尘浓度）得到,CiC2IXi的函数关系：IG.C2I1=/i（XD%（>2）表示：对系统Y,我们假定其他一切条件不变，增大气流流速X2得到,CiC2I丫2的函数关系：|Cj-C2I2=k（2）,3（X3）表示:对系统Y,我们假定其他一切条件不变，增大腐蚀氧气气流浓度七得到,CiC2

12、I>3的函数关系：IQ-=%（乂3）启（X。表示：对系统Y,我们假定其他一切条件不变，升高布袋所处环境温度X4得到，|CjC2I心的函数关系:IQC2I4=（XQ月（X5）表示：对系统Y,我们假定其他一切条件不变，增加摩擦次数七得到,|。1一。21总的函数关系:1。1一。2卜=%（乂5）现将整个除尘系统变换为五个输入与一个输出模型，即y=f（Xi+左+X3+X4+Xs）对这些信号，为简化问题，我们假定在一段时间内她们都是常数，即对系统的输入信号不变的情况下，研究系统输出的变化，皆对单位面积单位时间而言。由实验结果得出：对应（堵塞）：堵塞可能与露风、露水结块有关，但总体来说，为了拟出函数，

13、我们认为堵塞主要来自长期烟尘过滤，逐渐使布袋堵塞到无法有效过滤的情况，有f（Xi）=-Ge"即烟尘堵塞在以指数形式递减，Cl为第一次测量浓度，。与为与烟尘初始浓度C相关的系数。对为（气流撕裂）式均）=6+C（出-捺"为撕裂纤维所要平均能量,K为系数，T为温度,C为烟尘原始浓度，V，1为气流速度。时X3（腐蚀氧化）f（X3）=G+CQ%Q为腐蚀气体浓度对X4（高温破坏）f（X4）=Cl+为初始温度对检（机械摩擦）f（x5）=G+为与机械摩擦相关的函数对上述五个式子进行整理分析，令系统稳定性为W,九0儿表示影响因素人在单位时间内对IG的影响.定义W=l|Ci-C2l/CiIG_

14、QI=S=iKi-c2i=%则对于稳定性，推理如下：首先考虑到在微观条件下两类原理：1）大颗粒由于直接碰撞而被拦截2）小颗粒由于气体分子碰撞改变运动方向与纤维碰撞而被拦截若要从XiX5的微观层考虑，可能很难清楚地分析得到，但是我们只需要通过实验71（X1）/'5（X5），便可计算出结果，或者由下述阐述也可得出：考虑到布袋有损坏，t的数值也将于毁坏数相关。对于烧坏布袋，由于其占总比较大，且烧坏后若能及时更换，所以我们认为几乎每一个布袋都经历W由。100%的过程。于是，在环境中的稳定性的影响,随着时间的推移，布袋过滤的能力逐步降低。因为布袋过滤能力降低而引起IG-Czl，乘以布袋总工作时间

15、，便是向大气多排放的烟尘量，也就是对排放总量的影响。则有：一个布袋对排放总量的影响（在一个周期内）为:%=羽=0«3。-Co）其中Co为初始稳定性，即当系统在不受71（X1）%（丫2）影响时的取值：T为布袋一次周期内工作时间的长短：t为布袋一次周期内的工作时间，to为采样间隔，当t/toWZ*时取一次。则对几1个周期，几2个布袋而言，4曰=X=O（G/to-。0）（几17）"2上式便是稳定性对排放总量的影响，当赖只是针对单位体积而测出的浓度，再考虑整个气体：4总=EF=o（Q/to-Co）（niT）n2Vt/to综上所述，我们可得出结论：1）稳定性在烟尘气流比较稳定的情况下

16、，取适当的时长做时间间隔，取适当次数，取多组（GCo）为样本。如取i组，则有i个（&一。）的数据，则稳定性W=l-Si（G-C0）/nC02）影响因素利用/1（XD/5（X5）这五个实验，我们可以准确得出烟尘排放量与系统因素之间的数学关系（当然与周期，喷嘴清理气流也有关系）得到如下式子：羽=11。1一。211=邓=/。1&）10QD=11。1-。212=（&小）%（协Er=iKi-c2|3=sr=if（tn）t003）X；=llCl-C2|4=Slf（X4,tn）to。4）E?=ilCic2k=XNif（X5,G）toQ5）3）对总排放量的影响利用4总=£乙）

17、（句£。一。）（匕7>2匕,。将其变为排放总量式A总=ELoG/£。n2Vt/t05.1.2 对模型的模糊评价（一）评价目的确定有限评价指标集合U=ui、%、Unjm=l.2,5unim=1.2.5分别表示布袋的堵塞性Xi，气流流速均，腐蚀氧气气流浓度均，布袋所处环境温度治，摩擦次数总（二）给出评价等级集合V=V1、V2、4其中”分别表示很好，较好，一般，较差，很差（三）确定各评价指标的权重A=（0.35,0.25,0.15,0.1,0.15）（四）单指标评价向量=（0.2,0.3,0.1,0.2,0.2）R2=（0.1,0.3,0.2,0.2,0.2）R3=（0.0

18、Q.4,0.3,0.1,0.2）R4=（0.3,030.1,0.2,0.1）Rs=（0.1,0.2,0.3,020.1）（五）模糊综合评价结果归一化得C=（0.1818,0.2727,0.2306,0.1459,0.1690）按最大隶属原则，此系统稳定程度较好。5.1.3 对模型的求解根据上述分析得出的排放总量式A,=X?=oCt/to（niT）n2Vt/to,若给定A限代入上式，可知在其他条件不变的情况下，可以扩大又八。的值，扩大倍数为11=人限/（4总/5），此时为在允许上限内的最佳方案。根据生活垃圾焚烧污染控制标准（GB18485-2014）中规定的烟尘排放量上限50mg/mS,可规定A

19、限=50mg/m。再根据某地垃圾焚烧厂焚烧炉除尘器烟道出口废气检测结果5,可得出4,=28.19mg/mS,单位面积S=lmS,算出扩大倍数为n=1.77。5.1.4 环境保护综合监测建议方案在考虑除尘系统稳定性因素的前提下，给定焚烧厂周边范围单位面积排放总量限额（地区总量/地区面积），我们分析讨论出了焚烧厂扩建规模的环境允许上限，现向政府提出环境保护综合监测建议方案：以上是根据系统的运行状况给出的建议，下面就环境保护方面提出合理化建议：1 .建议政府对焚烧厂采用环保综合监控系统来进行监测。其主要是对垃圾焚烧厂的废气、废水的排放情况、环境安全参数（温度、压力、气体浓度、液位等）、环境污染参数（

20、二嗯英等大气排放物浓度）进行实时检测和监控，一旦发现所监控的污染源超标，能够采取一系列的报警联动机制，使得其周边环境状况得到最大程度的保障。2 .对工厂除尘系统进行评估，适当限制同一地区工厂的扩建。3 .由于布袋除尘器在某种程度上无法根本性地避免对大气的污染，在工作过程中必然会排出一些有害污染气体，为此，工厂应在排放时尽量将其回收利用。在自身能力范围内尽最大程度减少污染。4 .定期检查敦促除尘过程中工厂布袋的更换。45.2问题二的分析和模型建立5.2.1 问题二的模型建立针对问题二中所提出的问题，采用一种能够完全稳定运行、且除尘效果超过布袋除尘工艺的新型超净除尘替代原工艺，我们需要衡量新工艺较

21、之原工艺稳定性的提升量。现今控制系统中，多用李雅普诺夫法进行衡量与判定，李雅普诺夫稳定性理论能同时适用于分析线性系统和非线性系统、定常系统和时变系统的稳定性，是更为一般的稳定性分析方法。因此本文采用李雅普诺夫法9对此问题进行判定和衡量。利用李雅普诺夫判别法，构建非线性时变系统的状态方程如下文=f（x,t）（16）式中，x为n维状态向量；t为时间变量；为n维函数，其展开式为*=3走，网，°n假定方程的解为双七从），X0和to分别为初始状态向量和初始时刻，x（t”七,t。）二七。平衡状态如果对于所有3满足&=£（%J）=0（17）的状态Xe称为平衡状态（乂称为平衡点）。

22、平衡状态的各分量不再随时间变化。若己知状态方程，令文=°所求得的解X,便是平衡状态。对于线性定常系统文="，其平衡状态满足做;0,如果A非奇异，系统只有惟一的零解，即存在一个位于状态空间原点的平衡状态。至于非线性系统,£仪/）=0的解可能有多个，由系统状态方程决定。控制系统李雅普诺夫意义下的稳定性是关于平衡状态的稳定性，反映了系统在平衡状态附近的动态行为。鉴于实际线性系统只有一个平衡状态，平衡状态的稳定性能够表征整个系统的稳定性。对于具有多个平衡状态的非线性系统来说,由于各平衡状态的稳定性一般并不相同，故需逐个加以考虑，还需结合具体初始条件下的系统运动轨迹来考虑。

23、本文主要对平衡状态位于状态空间原点（即零状态）进行衡量，因为任何非零状态均可以通过坐标变换平移到坐标原点，而坐标变换乂不会改变系统的稳定性。（a）李雅普诺夫意义卜的稳定性（b）渐近稳定性（c）不稳定性如果对于任意小的（0,均存在一个3（£4）0,当初始状态满足区-xj«5时，系统运动轨迹满足1%区（t；44）-Xe|4£,则称该平衡状态xe是李雅普诺夫意义下稳定的，简称是稳定的。该定义的平面几何表示见图1，|%-Xe|表示状态空间中均点至Xe点之间的距离，其数学表达式为J（XlO-Xk）2+（/o-%）2（18）设系统初始状态沏位于平衡状态e为球心、半径为5的闭球

24、域S0）内，如果系统稳定，则状态方程的解批%,）在tf6的过程中，都位于以Xe为球心，半径为£的闭球域SQ）内。（2） 一致稳定性：通常5与力都有关。如果5与%无关，则称平衡状态是一致稳定的。定常系统的b与to无关，因此定常系统如果稳定，则一定是一致稳定的。（3）渐近稳定性：系统的平衡状态不仅具有李雅普诺夫意义下的稳定性,且有(19)liml|x(t;x,t0)-xll->0称此平衡状态是渐近稳定的。这时，从S9）出发的轨迹不仅不会超出s（&）,且当tfS时收敛于Xe或其附近。（4）大范围稳定性当初始条件扩展至整个状态空间，且具有稳定性时，称此平衡状态是大范围稳定的，或

25、全局稳定的。此时，6-8,S0）T8,女一8。对于线性系统，如果它是渐近稳定的，必定具有大范围稳定性，因为线性系统稳定性与初始条件无关。非线性系统的稳定性一般与初始条件的大小密切相关，通常只能在小范围内稳定。（5）不稳定性不论b取得多么小，只要在S"）内有一条从xO出发的轨迹跨出SS）,则称此平衡状态是不稳定的。5.2.2问题二的模型求解根据物理学原理，若系统贮存的能量（含动能与位能）随时间推移而衰减,系统迟早会到达平衡状态。实际系统的能量函数表达式相当难找，因此李雅普诺夫引入了广义能量函数，称之为李雅普诺夫函数。它与天，4及i有关，是一个标量函数，记以V（x,t）：若不显含t,则记

26、V（x）。考虑到能量总大于零，故为正定函数，能量衰减特性用V（'t）表示。对于大多数系统，可先尝试用二次型函数x'Px作为李雅普诺夫函数。二次型函数是一类重要的标量函数，记P11（20）其定号性由赛尔维V(x)=xTPx=xA:Pnl其中，P为对称矩阵，有以二P-显然满足V（x）=°斯特准则判定。当P的各顺序主子行列式均大于零时，即P11>0,PllP21P12P22>0,PllPmPin；>0p皿(21)P为正定矩阵，则V（x）正定。当P的各顺序主子行列式负、正相间时，即PllP12P21P22>0,，(-i)nPxdPinPxxn>0

27、(22)P为负定矩阵，则V（x）负定。若主子行列式含有等于零的情况，则V（x）为正半定或负半定。不属以上所有情况的V（x）不定。设除尘系统的状态方程为丈=其平衡状态满足f（O,t）=O,不失一般性,把状态空间原点作为平衡状态，并设系统在原点邻域存在VED对x的连续的一阶偏导数。由问题一可知，影响除尘系统稳定性的主要因素有：1 .堵塞因素2 .气流撕裂因素3 .腐蚀氧化因素4 .高温破坏因素5 .机械摩擦因素。对于原有除尘系统：01010113013013013088204%Y（x）=xtPx=x1餐|16153.61412.617；533455卜0.90.90.850.70.850.85新型除

28、尘系统较之于原有除尘方式具有高稳定性，采用固体滤料，具有更高的排放标准，并且成本更低，新技术比布袋除尘工艺运行成本降低50%。对了新型除尘系统:V2(x)=xTPx=qxj113072.50.9113081.50.911302.51.50.85113010.520.71886.32.50.852048.72.50.85H=i.52Y因而，若采用一种能够完全稳定运行、且除尘效果超过布袋除尘工艺的新型超净除尘替代工艺，除尘模型稳定性能提升了L52倍。六、模型分析1、模型一构建时采用了单因子分析法，思路清晰，并运用模糊综合评价确定了模型具有较好的稳定性。2、模型一中影响因素的函数式中参数应进行实验确

29、定，以获得最佳的效果。在无法进行实验的情况下，用数据进行分析得出的结果是粗糙的。3、本模型所提出的结果分析，可对工厂的生产操作，政府的环保政策制定有一定的指导作用。4、模型二中所使用的李雅普诺夫法，使用时需要一定的技巧和经验，使用时需要根据一定的经验枳累。七、参考文献1.1 .毛清稀.更合混料袋式除尘器及其应用，通风除生996,(4),:24261.2 .王鸿合，张斌.布袋除尘器技术及其应用.吉林电力设计院.2004,103HJ20122012.垃圾焚烧袋式除尘工程技术规范S.4袋式除尘技术是燃煤电厂烟气达标排放的保障J.中国环保产业,2015.025吴锐.城市生活垃圾焚烧发电厂烟气主要成分分

30、析与研究.2009.116邱光君;刘振均;胡中杰;高炉环保除尘工艺J;钢铁;2005年11期7王晓轩，李光，龚世旺，周立波;某袋式除尘系统的自动控制J;工业安全与环保;1998年04期8丁莉芬;姜素霞;陈志武;杨学清；自动控制原理课程中闭环脉冲传递函数算法研究J；办公自动化;2012年06期9金晓明，荣冈，王骥程;基于李雅普诺夫稳定性的模糊关系模型辨识算法J;控制理论与应用;1997年02期八、附录附录一城市生活垃圾焚烧发电厂主要烟气成分及烟气参数监测统计结果附录I城市生活垃圾焚烧发电厂主要烟气成份及其烟气参数检测结果统计表（单位：mHn/及注明外）贸厂snentn二家化tt(SOai冕氧化a

31、恂fNOi）(Hen镉(Ph)a(Cdl聿一幺化w（m）施，合水耀，H度（X?）#1，平均谟速（mA）州，十坞无量焚烧厂11月1：日上午W.41457174NDIBISO.CO45i210124no下午11.834JI"S0038NDiU112612.22007#JIE8日上午16.844J83M0.010OWSNDj24.4120103口956下午门,934J04750.072Dg?0.MB232IWII.1W23J20004月oaR上午26sU926.601ID0312O.COAgs285in9.677S9.1下午1S.010112264NDrtnND410J12010IS365

32、7fl07B上午JS.D7125.0NDU3200.W21227A121nj5S5TJ下午24.3824.00.1IDU*J6ND325.j1237口】R英蝶厂2O07<IInun上午M.I7J5DJ530415DDH0.1)1J?167ISOIA5K8&J下午35.19Yll14.90117OMI0.004110ISJ145161S7IS62007*JI月is日上牛42.034)327.30J03083NDIS15J146153UMI下年41.03JJI24.30KN0W503”10H.M140IS、W5672WK04RiftR上午)6.0878JJ.90.021)DR6O.I

33、JO24626J116.22732下午27fimwcni2nrfti?4fli7asi2。“年04月1】E上午lt.471343130023IDI0MD4243UKUS79211下午J7.2833129.2NDNDND422513613.176351cKjgr2007#J2H上午45.6304J5J5.8006bNDND一13J16522DH25UI下午50.545436J5.8l)W9O.IXi>93157161235159161)23)7年12HO50上午482S4OOSSI3IXND614S145216!Ut59下午N.S1790017wnO.l»2210MJ146209

34、12X61200t<04中9日上午16.0156】790.0280J26NDS2se131ISj6；06%9下午JJ.0JO依9I&8O.OJbNDOgJU1226JH317.9AUE)200K4.(4H20B上午19.1)71261530032A220.1X141924MI4M167M67II5下午17.011716.00020NFND7275ISO172978vM注：1）我中“ND”表示未检出.柏.镉、汞的方法检出限分另为0.002me/m'、0.001we/ii0.8C5«/m:2）在统计平均值时，按检出限的一半计胤.附录I（续）城市生活垃圾焚烧发电厂烟气

35、主要成份检测结果统计表（单位：m助/及注明外）只修日期所收nw怖二氧化稼1SO,）真SI化合情(HCI)e(Pb(Cd)X(Hx)一切化在ICOI烟气含水a（<83a/tx：)*流盈(fn-s113、流量(wilh')D堂提厂年IIR.上午490102432410.)97086MD7IS99820JO110779下午44.525236233。二900.0710J00281030.i9s1931003522007年II力24日上午M212421560J7600)1MDI19597】“101210下午33.923262179OJ313ND0002212IS.19611.79999B2

36、1X104022B上午2143212I3j6OXIOS01400001241241102PJ96234不牛2?6BKSnruunnnnftnxi4Q224innit1QC4八2008年04月23日匕年Ml1252J716.10X1060094ND37Ml979403J下午23.63223315.S0JD040.094ooo»4027Q9S)7j095X90E货烧厂20071)11JOB匕牛%3153”UJ0X)13MDND，20JO11223.2IPJ90下午2231746115.30JJ37ND00026419Sns24.3110)22RO7ai2RDlB匕牛224D21923.1

37、NDO.OJ30006331”no243110312下午1912043925s0JJ250.02100071919JO1)322.8lots90。事处4R、nJt牛力.2321702610JD17oonND6)26399WQ9OT41下午30.7623：7ND0.0090005262SJ10120D961342iXiKftiM«Z?n上午30.332415264omx0.CXI6000456027JO10019，93131下午34.t4140226j60X)020010000335J24497Hj6S*14I注：I）表中“ND”表示未检出.铅、偏、汞的方法检出限分别为SO02rag/

38、m'、O.ODljng/m,0.COOSrg/m：2）在统计平均值时,按检出限的一半计算，附录二垃圾焚烧发电厂布袋除尘器可靠性情况介绍袋式除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器，它是利用多孔纤维材料制成的漉袋（简称布袋）将含尘气流中的粉尘捕集下来的一种干式高效除尘装置，是目前国内外现行垃圾焚烧发电厂采用的主要烟气处理技术。布袋除尘器具有除尘效率高、燃料适用性强、设备一次投资少和可在线维修等优点，其除尘效率可达999%。然而，布袋除尘器在实际使用过程中，时而出现烧袋、糊袋、气室出口提升阀突然关闭、气室压力波动大和电气误动等现象，这些现象行的会缩短布袋使用寿命，造成除尘效率的急剧下

39、降，行的会对除尘器及锅炉的安全构成严重威胁。虽然可靠性是布袋除尘器设计的注重要点，但由于其核心部件除尘布袋存在寿命周期、且该周期长短又与焚烧工况及运维条件密切相关，因此布袋除尘器在运行中无法实现长期恒定的除尘效果。1、布袋除尘器工作流程袋式除尘器由于其具有除尘效率高，尤其对微米及亚微米级粉尘颗粒具行较高的捕集效率，且不受粉尘比电阻的影响：运行稳定，对气体流量及含尘浓度适应性强：处理流量大,性能可靠等优点，用于捕集非粘结性、非纤维性的工业粉尘。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截,细微的尘粒（粒径为Hun或更小）则受气体分子冲击（布朗运动）不断改变着运动方向，由于纤维间

40、的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。它的优点是除尘效率高且稳定，对于以上的粉尘，其效率可达999%以匕且造价较低，管理简单、维修方便。布袋除尘器工作原理见图1。图1布袋除尘器工作原理图W过滤状态清灰状态随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧所积附的粉尘不断增加，从而导致布袋除尘器本体的阻力逐渐升高。当阻力达到设定值或过滤时间达到设定值时，清灰控制器发出清灰信号,首先令一个袋室的提升阀关闭以切断该室的过滤气流，然后依次打开各电磁脉冲阀，逐行喷吹，压缩空气由气源顺次经气包、脉冲阀、喷吹管上的喷嘴以极短的时间向灌袋喷射。压缩空气在袋内高速膨胀，使滤袋产生高频振动变形，使

41、滤袋外侧所附尘饼变形脱落。在充分考虑了粉尘的沉降时间后，提升阀打开，此袋室滤袋恢复到过滤状态，而下一袋室则进入清灰状态，直到最后一袋室清灰完毕为1个周期，某某垃圾发电厂（以卜.也简称某某厂）除尘器基本运行状况布袋规格165*6000168*6000布袋数量10561056进口烟温220220200至225c之间波动，极限在230C以下出口烟温195195180至200区间波动，近期低值160C（可能和环境因素有关）布袋差压KPa13501650出口负压2900Pa3000Pa布袋气源压力KPa320KPaSlOKPa表2：某某厂2014年底至2016年初布袋厂家及相关参数厂家参数盛、广州华滤厦

42、门三维丝备注纤维100%PTFE（聚四机乙烯）100%PTFE（聚四械乙烯）基布PTFE基布(100%)PTFE基布(100%)化学处理方式PTFE覆膜PTFE覆膜连续运行温度250C240C瞬时耐受温度2704C260c化学抗酸性优优化学抗碱性优优化学抗水解性优完全不水解化学抗氧化性优完全不氧化化学抗磨损性优优喷吹压力035.04MPa强制吹灰压力04-0.54MPa表3：2014年底至2016年初某某厂布袋更换统计:更换时间更换数量及炉号备注1#炉2#炉2014年11月27日2101#炉6U积灰，烧坏布袋21条2015年1月23日00一2015年1月27日302015年1月12日05201

43、5年2月27日15伸炉6D、6U积灰，烧坏19条2015年3月25日732015年3月27日402015年4月19口433122口烟气检测附检查，更换1#炉1U玻纤布袋2015年4月28日128烟气检测不合格后更换2015年4月29日012015年5月2日042015年5月28日302015年6月1日082015年7月17日02015年7月3日0：92015年8月27日442015年10月9日10452015年10月2日10212015年11月“日182015年11月18日372015年11月19日262016年1月18日410合计138239两炉合计：377表4：布袋更换前后烟尘含我的对比更

44、换时间更换数量及炉号更换前后含尘量而比mg/«P的2种更换前3天更换后3天2014年11月27日2101#炉1”炉2*炉2*炉2015年1月23日021#炉“炉2,炉2f炉2015年1月27rl30“炉”炉2,炉21炉200年2月12日051#炉44211*炉8.910.9824炉2*炉2015年2月27EI一151#炉22.619.21*炉1116.223炉2*炉2015年3月25日73“炉24.61*炉2,炉2#炉20。年3月27040的M,115.32种2做、2015年4月19日4331的165115232的渐物2015年4月28日128时142165158的9710州炉然炉2

45、015年4月2901M'1的的2015年5月2H04的的10410812.12种的1盼的2015年5月28H30然炉谢2015年6月1口08的的121171392*炉14.927.22点炉2015年7月170221#炉11.11*炉12.310.823炉26.312.3132改炉2015年7月3日019“炉11.712.51341*炉2*炉2”炉119.1112.12015年8月27日441#炉9.48.1831#炉15.2S2#炉25.216.92*炉11.111124200年10月9日1045“炉1*炉28炉2炉2015年10月2日10211#炉87.7721*炉72,炉672*炉

46、8.82015年11月11181#炉1*炉2$炉10.79.1952*炉2015年。月18日371*炉1*炉2*炉2*炉2015年11月19261#炉1*炉6.45.72*炉2#10.21412016年1月18日410“炉1071*炉8.36.523炉1082炉8.2备注1:1.2#炉合并部分为大烟囱测量数据2：空格为没有测量数据3：连续处理布袋的记录开始处理前和处理结束后的实际，处理时间段留空4:数据显示布袋更换前后含尘量有明显的变化11除尘效率逐渐下降的原因及对策某某厂除尘器运行参数见表1。统计数据显示，某某厂在1年左右的周期内共使用2家公司的布袋，布袋参数见表2,所选布袋完全满足某某厂除

47、尘器工况要求。周期内共更换总数为377条,详细的更换数量见表3。其中2#炉的更换数量是1什炉的2倍左右。布袋是保证除尘器在使用周期内除尘效率达标、工作可靠性的重要指标之一。布袋除尘器在运行初期殷都能保持较高的除尘效率，但随着使用时间的增长，很多除尘器的除尘效率会逐步下降，在布袋使用寿命的中后期，布袋破损已比较严重，除尘效率已不能满足环保要求。且不同布袋厂家的布袋的使用效果基本相同造成布袋磨损的主要原因如下:（1）烟气分布不均，在气室局部过滤风速过高，致使粉尘加剧冲击、磨损布袋。从运行经险情况石某某厂两台除尘器均在2012年3月和7月分别对券和1#进行了升级改造，由于两炉除尘器是两家公司进行改造

48、施工，从设计和布风装置的计算存在差异，导致2#炉布袋损坏率高于1期3运行中1#炉差压在1300Pa左右，2#炉差压在1650Pa左右，H体的分布差异原因目前尚未完全弄清楚，但差压大意味着布袋运行中承受的阻力更大，是导致布袋的损坏加剧的原因之一。（2）布袋间的距离过小造成布袋间碰揄磨损或是笼骨弯曲、笼骨与布袋底部间隙过小等造成的布袋与笼骨间的碰撞磨损；某某厂原除尘器布袋直径为120mm.改造后在原腔室截面积不变情况卜，将布袋直径改为165mm，增大了有效过浓面积。但缩小了布袋之间的距离.也是布袋损坏率高的原因（3）喷吹管喷喷与布袋II的中心偏差，使喷吹管喷出气流直接冲刷布袋.卜.段而产生磨损：（4）布袋清洗太频繁或喷吹压力过高亦会加速布袋的磨损。（5）在运营中，由于输灰系统故障的原因，导致除尘器飞灰清理不及时，局部腔室飞灰在布袋底部堆积，高温飞灰导致布袋损毁