針對現行垃圾焚燒除塵工藝存在缺乏持續(xù)穩(wěn)定性等重大缺陷的問題,，使用層次分析、模糊綜合評價等方法,，分別構建多級模糊綜合評價,、參數模型等模型,，得到袋式除塵系統穩(wěn)定性等級并進行了量化分析，再通過曲線擬合得到穩(wěn)定性,，進而作出排放總量和時間相關的函數曲線,，運用參數模型得到垃圾焚燒廠擴建規(guī)模及檢測建議，最后對新型超凈除塵替代工藝進行對比分析求解出新工藝的穩(wěn)定性提高比例,。
隨著中國城市化的加速,，城市垃圾問題日益突出,，現行的大型垃圾焚燒廠存在著雖排放濃度達標但排放總量超標的問題，給當地的環(huán)境造成了重大的影響,。因此,，量化分析布袋除塵器運行穩(wěn)定性問題，不僅能深入揭示現行垃圾焚燒煙氣處理技術缺陷以促進除塵技術進步,，同時也能優(yōu)化控制焚燒工況,，對運行維護規(guī)程的設立有所幫助。
一,、布袋除塵系統穩(wěn)定性的量化
（一）研究思路。影響低壓噴吹脈沖袋式除塵器布袋式除塵系統穩(wěn)定性包括四個方面：煙氣超溫超壓,、除塵效率,、煙道和本體漏風以及-未知因素。為了將其穩(wěn)定性量化,，首先通過使用層次分析法得出影響除塵效率和穩(wěn)定性的各個指標的重要性程度,；再通過模糊綜合評價法算出影響除塵效率和穩(wěn)定性的各因素重要程度模糊集，通過權系數矩陣與評價矩陣的模糊變換得到模糊評判級,，這樣就能夠對穩(wěn)定性做出定量化表達,。
（二）實證分析。
１.建立層次分析模型,。本問題要求我們對穩(wěn)定性進行量化分析,，因此，我們需要構建穩(wěn)定性評價結構［３］,，而穩(wěn)定性評價包含了除塵效率,，除塵效率與六個因素有關，所以,，在建立二級模糊綜合評價之前,，首先應建立穩(wěn)定性的遞階層次結構。
由于我們無法對本問題直接給出權重,，所以通過使用兩兩比較法導出它們的權重,，綜合除塵系統制作工藝方面各個專家意見，我們可以分別得到穩(wěn)定性和除塵效率的比較判斷矩陣Ｐ＝（ｐｉｊ）４×４和Ｑ＝（ｑｉｊ）６×６,。
其中,，ｐｉｊ與ｑｉｊ也可以取上述各數的中值２，４,，６,，８及其倒數。
其次計算兩個判斷矩陣的最大特征根和特征向量,，將特征向量歸一化作為排序權重,，由于該模型沒有多層次結構,，單層排序權重即總排序權重，也即模糊評價重要性程度集,。求出影響穩(wěn)定性各項因素的權重向量Ａ＝（ａ１,，ａ２，ａ３,，ａ４）Ｔ和影響除塵效率各項因素的權重向量Ｂ＝（ｂ１,，ｂ２，ｂ３,，ｂ４,，ｂ５，ｂ６）Ｔ.最后,，分別令一致性指標ＣＩ１＝λ１－４４－１和ＣＩ２＝λ２－６６－１,，由于ｎ厶３，令ＣＲＫ＝ＣＩＫＲＩ（Ｋ＝１,，２）為一致性比例,。當ＣＲＫ弁０.１時，認為比較判斷矩陣的結果可以接受,，否則需要對比較判斷矩陣進行適當修正,。其中ＲＩ為平均隨機一致性指標。
２.建立多級模糊綜合評價模型,。首先作出穩(wěn)定性的一級結構及除塵效率的二級結構（除塵效率）,。
首先，確定因素集,。穩(wěn)定性評價除塵效率評價的因素集分別記為：
U1={u1,u2,u3,u4}
Y={y1,y2,y3,y4,y5,y6}
其次,，確定評語集。設機械回轉反吹扁袋除塵器除塵系統穩(wěn)定性和除塵效率的評價有極穩(wěn)定,、較穩(wěn)定,、一般、較不穩(wěn)定,、極不穩(wěn)定,。由這五種不同決斷構成的集合稱為評價集，穩(wěn)定性和除塵效率的評價級分別記為：
V={v1,v2,v3,v4,v5}
Z={z1,z2,z3,z4,z5}
然后,，確定各因素的權重,。由上述層次分析法可知，穩(wěn)定性和除塵效率各個因素的權重分別為：
A={a1,a2,a3,a4}T
B={b1,b2,b3,b4,b5,b6}T
接著,，確定模糊綜合判斷矩陣,。
（1）確定穩(wěn)定性模糊綜合判斷矩陣。對指標Ui來說,，對各個評語的隸屬度為V的模糊子集,。這里我們選擇100名除塵系統制作工藝方面的專家給影響穩(wěn)定性的四個因素評價,。對指標ui的評判記為：
Ti=[tj1,tj2,tj3,tj4,tj5]
各指標的模糊綜合評價矩陣其中T矩陣的第二行除塵效率的評判由除塵效率的綜合評判結果得出。
（2）確定除塵效率模糊綜合判斷矩陣,。
對Vj來說,，對各個評語的隸屬度為V的模糊子集。這里我們選擇100名除塵系統制作工藝方面的專家給影響除塵效率的六個因素評價,。最后,，進行綜合評判。設除塵系統除塵效率和穩(wěn)定性的綜合評判結果分別為：
M=BTR,，N=ATT
綜合后的評判可分別看作是和上的模糊向量,，分別記為：
M=[m1，m2,，m3,，m4，m5],，N=[n1，n2,，n3,，n4，n5]
根據最大隸屬度原則,，可判斷這個垃圾焚燒發(fā)電廠除塵系統的穩(wěn)定性等級,。
（三）結果分析。
由于除塵系統的穩(wěn)定性與煙塵排放濃度成反比,，煙塵排放時間與煙塵排放濃度成正比[10],，在此，我們首先建立了一個煙塵排放濃度隨時間變化的一元二次函數：
f(t)=e11-st2+C
（1）其中,f：煙塵排放濃度,；s：除塵系統的穩(wěn)定性（0＜s＜1）,；t：時間（單位：天）；C：常數,。其次,，我們通過定期對某焚燒廠周圍煙塵排放濃度的測定，用MATLAB擬合得出該除塵系統的穩(wěn)定性與常數C,。
為了得到具有普遍適用性的穩(wěn)定性量化公式,，我們需要將“穩(wěn)定性極好”與“穩(wěn)定性較好”分別賦予參數α、1-α,，則除塵系統穩(wěn)定性量化后的表達式為：
s=αn1+（1-α）n2
因此,，針對任意一個焚燒發(fā)電廠的布袋式除塵系統，只要知道其穩(wěn)定性的綜合評判結果,，便能得出其穩(wěn)定性量化后的數字,。
二,、焚燒廠擴建規(guī)模的確定
（一）研究思路。
為了將除塵系統穩(wěn)定性量化后的表達式與焚燒廠擴建規(guī)模的環(huán)境允許上限相聯系,，首先建立一個煙塵排放濃度隨時間變化并與穩(wěn)定性相關的函數,，其次將煙塵排放總量與煙塵最大允許排放量對比，得出焚燒廠擴建規(guī)模的環(huán)境允許上限并基于分析結果提出環(huán)境保護綜合監(jiān)測建議方案,。
（二）實證分析,。
由公式（1）可知，除塵系統穩(wěn)定性s越大,，煙塵排放濃度f(t)的上升就越慢,。而在實際生活中，煙塵排放濃度隨著時間的增加而變大,，但煙塵排放總量不能超標,，因此，焚燒廠必須在一定時間內對高爐煤氣干法脈沖袋式除塵器進行修復,，此時,，煙塵排放濃度會降到最低，所以,，煙塵排放濃度隨時間變化的實際函數應為一個周期性,。
由于給定焚燒廠周邊范圍單位面積排放總量限額，因此,，假設規(guī)定該焚燒廠固定面積下在時間t內煙塵最大總排放量為D,，實際煙塵排放總量為D0,焚燒廠原規(guī)模等效為煙氣排放總量為G0，煙塵排放濃度為C=f(t),擴建規(guī)模系數為k,。
已知煙塵排放濃度和擴建后煙氣排放總量分別為：
C=D0G0G1=kG0
由于焚燒廠在t時間內的煙塵排放總量不能超標,，所以首先利用微積分方法找出煙塵排放濃度隨時間變化的實際函數F(t)在t時間內積分的最大值，為：
乙F(t)dt（t2-t1=t）
可得：焚燒廠t時間內煙氣最大排放量為：
D0=G021乙F(t)dt
由于煙氣總排放總量不能超過規(guī)定的限額,，所以得出焚燒廠的擴建規(guī)模為：
k=DD0=DG021乙F(t)dt
（三）結果分析及政策建議,。
為了增加對焚燒廠煙塵排放監(jiān)測的公平性，我們向政府建議選取若干名專家,、環(huán)監(jiān)局專業(yè)人員,，并從各個焚燒廠抽取一定人數組成團隊，對該地區(qū)的各個焚燒廠煙塵排放進行系統性專業(yè)監(jiān)測,，并讓企業(yè)自行監(jiān)測發(fā)布污染信息以作參考,，建立質量保證程序和措施。對于監(jiān)測指標,，我們建議從以下兩個方面來考慮：
首先是從煙氣排放總量來考察,，根據煙氣排放流速的公式：
v=It
(I為t時間內的煙氣排放量)
（2）
由公式（2）可知，煙氣排放的流速決定煙氣排放總量,，由于煙氣排放總量很難測定,，因此,，為了方便監(jiān)測人員的測量，我們建議專家團隊不定期檢測焚燒廠的煙氣排放流速是否合乎標準,，從而可以判斷該焚燒廠的煙氣排放總量是否超標,。
其次是從煙塵排放濃度來考察，由于焚燒廠煙塵排放濃度隨時間呈周期性變化,，因此,，我們需要各焚燒廠提供除系統定期修復的時間，建議政府部門在焚燒廠定期修復之前測定該廠煙塵排放的濃度,，從而判斷該焚燒廠的煙氣排放濃度是否超標,。
煙塵排放的控制與各焚燒發(fā)電廠自身除塵系統的改進與提高穩(wěn)定-息相關，同時也離不開政府強有力的監(jiān)控,，因此,，政府應采取科學的方法加大對焚燒發(fā)電廠煙塵排放的監(jiān)測以實現可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
三,、改進后的除塵系統穩(wěn)定性提升率的確定
（一）研究思路,。
由于新工藝對除塵系統穩(wěn)定性的改進主要是對其影響因素的完善，所以分析改進后的新型超凈除塵替代工藝的穩(wěn)定性與前面的思路基本一致,，數據的處理方法也是一致的,，還是運用層次分析法和多級模糊綜合評價法來求出穩(wěn)定性數值。但是在比較兩種除塵工藝穩(wěn)定性性能是否有顯著性差異時,，我們給出了穩(wěn)定性性能提升率的數學方程式,，最后我們得出改進的除塵系統的穩(wěn)定性提升率的精確值,。
（二）實證分析,。
首先確定穩(wěn)定性一級模糊綜合評價結果，即除塵效率的模糊綜合評價結果,，再在一級模糊綜合評價結果基礎上對改進后的除塵系統進行二級模糊綜合評價,。我們知道新型超凈除塵系統采用了固體濾料，克服了老式布袋除塵系統布袋容易破損的弊端,，所以改進后的超凈除塵系統只是改變了除塵系統的除塵效率,，進而影響除塵系統的穩(wěn)定性。將改進后的超凈除塵系統的綜合評判結果記為：
F=[f1f2f3f4f5]
同理,，我們需要對改進后的除塵系統的穩(wěn)定性進行量化,，根據穩(wěn)定性量化模型，我們可以得出改進后的除塵系統的穩(wěn)定性為：
s2=αf1+（1-α）f2
（三）結果分析,。
根據數學知識,，我們建立了新除塵工藝穩(wěn)定性提高率的數學關系式，記為
η=s2-s1s1×100%
因此,，只要知道不同除塵系統穩(wěn)定性量化后的數值,，便可求出除塵工藝穩(wěn)定性提高率,。
四、結語
本文基于現行垃圾焚燒除塵工藝存在缺乏持續(xù)穩(wěn)定性等重大缺陷的問題,，構建多級模糊綜合評價等模型得到袋式除塵系統穩(wěn)定性性能的量化,，作出排放總量和時間的相關函數曲線，得到垃圾焚燒廠擴建規(guī)模并給出環(huán)境保護綜合監(jiān)測建議方案,，最后對新型超凈除塵替代工藝進行對比分析求解出新工藝的穩(wěn)定性提高比率,。同時為垃圾焚燒廠規(guī)模的確立提供了新思路，并為煙塵排放濃度的檢測給出了建議,，得到了對未來環(huán)保發(fā)展的有益啟示,。
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