生物质气化过程机理分析与优化控制研究

发布时间：2020-10-30 17:29

　　 生物质能是可再生资源。生物质气化发电是将生物质能转变成电能的过程,具有技术灵活、清洁及经济效能好的特性。随着化石能源的枯竭,环境恶化,发掘生物质气化发电的潜力,已经成为一个世界性课题,受到人们的普遍关注。 但是生物质能的开发和利用过程中有很多亟待解决的难题,这主要由生物质气化反应过程的复杂性决定。其中一些关键性课题如气化燃气热值偏低,气化产率低,自动控制水平不高等影响了气化发电的推广及应用。 本文根据国内外生物质气化技术的研究现状,对生物质气化的基本反应原理、气化技术分类及气化设备进行阐述,在详细分析生物质气化过程机理的基础上,研究了物料特性、当量比、气化压力、催化剂及气化温度等因素在不同运行工况下对生物质气化过程的影响,并结合生物质气化电站在不同工况下的实验数据建立了LS-SVM气化过程模型,针对生物质气化过程的特性,分析控制参量间的关系,提出了相应的控制方案。在所建模型基础上,设计拟合了生物质气化过程主要运行控制参数T和CO/CO2与气体热值和氢气含量间的多目标优化目标函数,利用MOGA对目标函数进行寻优计算,得到气体热值最大和氢气含量最高时的最佳运行工况。最后,将优化的运行工况即气化标准作为给定值,仿真验证得到了较好的控制效果。
【学位单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：TK6
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 生物质能概述
        1.2.1 生物质能
        1.2.2 生物质资源
    1.3 生物质发电技术
        1.3.1 直接燃烧发电
        1.3.2 气化发电
        1.3.3 混合燃烧发电
    1.4 国内外生物质气化研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 我国研究现状
    1.5 本文研究的主要内容
第2章 生物质气化过程机理分析
    2.1 生物质气化过程
        2.1.1 气化反应基本原理
        2.1.2 气化技术分类
        2.1.3 气体设备
    2.2 气化过程指标及影响因素
        2.2.1 气化过程指标
        2.2.2 气化过程影响因素
    2.3 生物质气化过程主要问题
    2.4 本章小结
第3章 生物质气化过程建模与优化
    3.1 气化过程建模
        3.1.1 气化过程模型结构与参量的确立
        3.1.2 SVM建模方法
        3.1.3 模型建立
    3.2 模型验证分析
    3.3 气化过程优化
        3.3.1 气化过程优化设计目的和意义
        3.3.2 多目标优化方法
        3.3.3 确立优化目标函数
        3.3.4 优化计算验证
    3.4 优化结果分析
    3.5 本章小结
第4章 生物质气化过程控制方案设计与仿真
    4.1 气化过程控制方案分析
        4.1.1 气化过程控制目标的确立
        4.1.2 影响因素关联性分析
        4.1.3 控制方案的划分
    4.2 气化过程控制方案设计
        4.2.1 控制方案确立
        4.2.2 控制器设计
    4.3 优化控制仿真及结果分析
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 存在问题及改进构想
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢

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本文编号：2862790