布袋除尘数学模型

布袋除尘系统运行稳定性分析
专业：电气工程及其自动化（3 班） 作者：郝宏远 3014203232
胡兆阳 3014203234 孔玮琦 3014203237
content
布袋除尘系统运行稳定性分析.................................................................................... 1 摘要........................................................................................................................ 1
对于问题二，我们考虑从论文和附件中所提供的和我们构建的数学表达式中 分析出的影响因素与新型超净除尘工艺进行对比以得出稳定性的变化。对于使用 固体滤料，虽然风速有所降低，但是没有布袋损毁，受温度因素影响很小， 因 此可以通过我们所得到的模型的关系式进行简单定性的推导分析出改进工艺之 后的关系式。从而分析其稳定性和寿命。
针对此项问题我们小组通过本题所给的附件以及查阅论文总结归纳出与布 袋除尘器除尘率相关的影响因素，并用层次分析法分析其所占权重。我们总结分 析出我们分析题目中问题所需要的模型(三次函数数学模型)，然后确定每个系数 所表达的含义，之后选择最小二乘法来得到我们最终确定的关系式（除尘率η和 时间 t 的关系）的方式并对某垃圾焚烧厂的稳定性进行量化分析评估，并进一步 分析其运行稳定性对周边环境烟尘排放总量的影响。
（一）问题背景.................................................................................................... 2 （二）问题分析.................................................................................................... 3 三、模型假设与符号约定............................................................................................ 3 （一）模型假设.................................................................................................... 3 （二）符号说明.................................................................................................... 4 四、模型建立................................................................................................................ 4 （一）量纲分析法分析各因素重要性................................................................ 4 （二）层次分析法分析各因素的权重................................................................ 5 （三）建立基本模型............................................................................................ 7 （四）用最小二乘法确定数学模型表达式........................................................ 8 五、进一步讨论............................................................................................................ 9 六、模型检验.............................................................................................................. 10 七、模型优缺点.......................................................................................................... 14 （一）优点.......................................................................................................... 14 （二）缺点.......................................................................................................... 14 八、参考文献.............................................................................................................. 14 九、附录...................................................................................................................... 15 （一）布袋式除尘器简介.................................................................................. 15 （二）相关程序.................................................................................................. 16
我们小组认为首先从布袋式除尘器的结构和原理入手，通过阅读附件和查阅 相关论文，对布袋式除尘器有一个初步大体的了解。然后通过分析在布袋除尘器 工作过程中可能会影响稳定性的因素，并采取相应合理的方法判断这些因素的重 要性，构建相关的数学模型表达式以解决所给问题。
对于问题一，如果该厂排放小于对当地规定的排放限额，那么便可以扩建， 但是扩建时如果选择合适的地点和规模，便可以保证在一定程度上做到同时满足 排放要求和最大利益，这是我们所要追求的。
关键字： 布袋式除尘器 层次分析法 最小二乘法 除尘率 稳定性
1
一、问题重述
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。通过附件 1 可以看出，布袋除尘工艺环节对整个袋式烟气处理系统 的运行稳定性有决定性影响。布袋除尘工艺环节对整个袋式烟气处理系统的运行 稳定性有决定性影响。
一、问题重述................................................................................................................ 2 二、问题背景与问题分析............................................................................................ 2
对于问题二，采用新型工艺，应该要求我们与布袋式除尘系统相对比，以找 在影响因素上有哪些变化，以便合理定性的分析出除尘率所发生的变化。
2
（二）问题分析
针对本题所给出的问题，根本目标是布袋式除尘器的稳定性问题。在这里， 我们通过查阅资料认为设备的稳定性即在设备正常工作的前提下，其实际效率和 理想效率的差距。由于布袋式除尘器的工作效率是随时间变化的，因此其除尘率 一定随时间的变化在降低，从而无法长期处在理想的工作效率之下。如果量化分 析，我们认为其稳定性（我们用 s 表示）可以用相同的一段时间内实际的除尘量 和理想的除尘量的比值(或一段时间内平均除尘率的平均值η̅̅̅和理想除尘率η0 的比值)来量化表示。由此可以低。
对于问题一，如果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），在考虑除尘系统稳定性因素的前提下，即保证我们的系统能在我们所 构建的表达式关系下稳定运行，我们就可以根据每个炉子或大烟囱的排放量来分 析讨论焚烧厂扩建的规模。同时基于我们的分析结果，可以得出扩建规模，扩建 地点的安排，将扩建地点安排的相对分散，焚烧厂选在人口密度相对小的区域建 设，以保证人口密度较大的区域收到的影响最小。另外，垃圾焚烧厂所使用烟囱 的高度对环境也有一定的影响
对此问题要求如下：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。
并提出如下问题： 1、如果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）， 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？并基于你的分析结果，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？
现在我们所普遍使用的垃圾焚烧除尘工艺只要是通过布袋式除尘器来实现。 虽然通过这种工艺能在除尘率上保持较高水平，但是在其持续稳定性方面存在一 些因素以导致其寿命短，不稳定工作状态较频繁。现行垃圾焚烧除尘工艺的这些 缺陷，尤其是这些缺陷所造成的环境污染，是致使社会公众对垃圾焚烧产生危害 疑虑的主要原因。同时在除尘工艺的使用下，即便垃圾焚烧厂排放浓度不超标， 却仍然存在排放总量限额超标的问题，也会给当地的自然环境尤其是空气质量带 来及其严重的影响。（布袋式除尘器的工作原理和结构见附录）