湿法烟气脱硫系统中烟气换热器的灰色综合评价
(1.合肥工业大学,安徽合肥 230000; 2.大唐淮北发电厂,安徽淮北 235000)
摘要:将灰色综合评价分析法引入湿法脱硫系统的烟气换热器综合评价,从技术和经济两个方面探讨了综合评价， 优选烟气换热器的方法和过程,并以3种典型的烟气换热器技术为例进行了实际计算,给出了评价结果。
关键词:湿法烟气脱硫;烟气换热器;灰色综合评价
引言
烟气换热器是湿法烟气脱硫系统中的重要设备,其作用:一是降低来自电除尘器的烟气温度,防止高温烟气进入脱硫塔,对设备及防腐层造成破坏; 同时,可以使脱硫塔内烟气达到利于SO2吸收的温度。二是提高脱硫后清洁烟气的温度,以增强烟气中污染物的扩散能力,降低排烟的可见度及避免脱 硫塔下游设备的蚀腐。
湿法烟气脱硫系统中的烟气换热器有蓄热式和非蓄热式两种形式,目前应用较多的是蓄热式烟气换热器。蓄热式换热器是通过原烟气与净烟气之间的热量传递来达到对烟气升温和降温的目的,目前应用较多的类型有回转式，热管式和水媒式。
本文以灰色系统理论为基础,探讨了应用灰色 关联分析法综合评价和优选湿法烟气脱硫系统中烟气换热器的方法,研究结果可为燃煤电厂选用经济上实用，技术上可行的烟气换热器型式提供参考。
1 灰色综合评价方法的理论及步骤
灰色综合评价方法是在灰色系统理论基础上发 展起来的一种新的分析方法,根据需要可以进行单 层次或多层次分析评价。即运用层次分析法 (AHP)具有的有效综合定性判断和定量计算的优 势,利用灰色关联度为测度,来比较各方案的优劣程 度,其计算方法简单,综合评价误差小。
1. 1 单层次分析评价
(1)确定评价指标。评价指标是评价对象的属 性或性能,是对评价对象进行评价的依据。
(2)确定参考数列。从各评价对象的同一指标 中选出最优的一个所组成的数集,它是各评价对象 比较的基准,记为{x0(k)}, (k =1,2,…,n)。
(3)数据的无量纲化处理。常用的方法是对数 据进行均值化处理。设有m个待评的烟气脱硫技术 方案,有n个评价指标,则:
式中x'i(k),xi(k)分别为第i种技术方案的第k个参 评指标的原始数据和无量纲化处理后的数据。 (4)确定评价矩阵。将无量纲化处理后的数据 代入式(2),可以得到第i种评价指标数列与参考数 列相比较时,第k个指标的灰色关联系数:
（2）
式中ρ为分辩系数,是介于0与1之间的数,一般取 值为0.5; i =1,2,…,m; k =1,2,…,n。
最后,根据最大关联度原则对各技术方案进行 评价,即与di中最大者相对应的为最佳方案。
1. 2 多层次分析评价
当评价对象各指标之间为不同的层次结构时, 就必须进行多层次分析评价,其主要思路是多次运 用单层次综合评价,第二层评价结果组成第一层的 评价矩阵,由式(4)计算出第一层评价结果。
2 湿法烟气脱硫系统中烟气换热器的灰色 综合评价
根据我国的实际情况,并参考文献[10],本文 选取3种烟气换热器进行评价,分别为: S1—回转式 换热器; S2—热管式换热器; S3—水媒式换热器。3 种烟气换热器的各项评价指标见表1。
2. 1 确定评价指标体系
本文采取多层次灰色综合评价法,分2个层次 进行评价,第1层为技术性能和经济性能。
技术性能评价主要反映烟气换热器技术的综合 性能,包括适用机组，烟气泄漏程度，维修频率和换 热元件的使用寿命;经济性能评价主要包括烟气换 热器占脱硫总投资的比例，占地面积，运行电耗和冲 洗水耗。
2. 2 评价指标的量化
从表1可以看出,烟气脱硫技术评价指标既有 定性的,也有定量的(定量的指标多给出了数据范 围)。在灰色综合技术评价中,需要分别对这些评 价指标进行量化。
对于定性指标的量化,可由专家评议确定。将定性指标分成5个等级,分别为优，良，中，南阳日报电子版差，劣,因 素指标所对应的评定值分别为0. 9，0. 7，0. 5，南阳日报电子版0. 3， 0. 1。当因素指标介于两个等级之间时,评定值取这两个等级评定值之间的值。
对于给出了数据范围的定量指标的量化,可以 按照如下方法进行:
(1)数据范围为x ~y时,取( x+y) /2;
(2)数据范围小于x时,取x;
(3)数据范围大于y时,取y。
按上述定性，定量指标的量化方式进行处理,给 出的各评价指标因素值如表2所示。
依据参考文献[10],权重取值如下:
2. 5 评价结果及分析
(1)由上述计算结果,并根据最大关联度原则 对3种型式的烟气换热器进行评价可知:仅从技术 性能评价结果D21来看,水媒式换热器是最佳的;仅 从经济性能评价结果D22来看,热管式换热器是最 佳的。由此可知,从不同方面评价会得到不同的结 果,故在优选烟气换热器方案时需要全面衡量，综合 考虑各方面因素。由总的评价结果D11可以看出, 3 种型式烟气换热器的综合评价数值从大到小顺序 为:热管式换热器，回转式换热器，水媒式换热器。 此顺序即为换热器型式的优，劣次序,因此,热管式 烟气换热器应当作为首选。
(2)文献[10]用模糊综合评判法对湿法烟气脱 硫系统中的烟气换热器进行了评判,本文的分析结 果与之基本一致,但仍然有小的差异。存在出入的 原因可能与各自评价指标的因素值以及权重分配的 差异有关。总的来说,模糊综合评价和灰色关联评 价都是评价和优选湿法烟气脱硫系统中烟气换热器 的不错选择。
(3)本文的评价结果是在相应的指标和权重基 础上取得的,在对具体的湿法烟气脱硫系统中的烟 气换热器进行综合评价时,应根据实际情况来确定 这些指标和权重值,从而得到特定环境下的准确评 价结果。
3 结语
本文旨在为湿法烟气脱硫系统中烟气换热器的综合评价引入一种新的研究方法,该方法原理简单，思路清晰，算法简捷，评价结果客观可靠,有很强的实用性。虽然在实际的方案决策中,会有各种影响因素左右着方案的选择,但利用此方法进行方案决策具有其合理性和科学性。
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