whut2017数学建模第二题
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2017-04-23
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垃圾焚烧厂布袋式除尘系统运行稳定性分析
【摘要】
目前我国垃圾焚烧厂主要采用袋式除尘系统，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。
本文针对现行垃圾焚烧除尘工艺不能持续稳定运行的缺陷，基于现有数据及
相关研究，分别从系统的整体和局部两部分出发，建立了三个除尘系统的稳定性
评价模型。首先，我们利用层次分析法，考虑外界影响因素——滤袋寿命、过滤
效率、袋内压强以及布袋规格等，建立了系统稳定性全要素评价模型，并进行了
定性分析。接着，通过局部分析，建立了模糊层次分析模型，经过定量计算，得
出整个布袋除尘器运行状态较为稳定的结论。然后，基于数据包络分析法，对 1
号炉和 2 号炉建立了相对稳定性评价模型，并通过 Lingo 软件计算，得出结论
——1 号炉比 2 号炉稳定。
针对问题一，我们在考虑了除尘系统稳定的前提下，先统计并处理了附表 3
中提供的布袋更换前后含尘量变化的数据，并通过灰色关联分析，找出与袋式除
尘系统排放量关联最强的因素为累加天数，然后通过最小二乘法，并利用 Matlab
软件，拟合出布袋含尘量随累加天数变化的曲线，最后，通过积分运算得出一年
之内布袋式除尘器排放烟尘总量，并据此推算出焚烧厂扩建规模上限为 4 倍。同
时，我们还提出了四点环境保护综合检测的方案。
针对问题二，利用新型超净除尘工艺具有高稳定性、采用固体滤料的特点，
去除掉附表 3 中的部分数据，同样再用最小二乘法，计算并导出了采用新型超净
除尘工艺模型的除尘效率，最后与布袋除尘模型的除尘效率相比较，算出系统稳
定性的提升量为 32%。
关键字：布袋除尘器；模糊层次分析；数据包络分析；灰色关联分析；最小二乘
法
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