生物质发电气化过程建模及优化研究
发布时间：2021-03-29 04:28
开发“绿色能源”已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。以煤为主的能源结构是造成环境污染严重的主要原因,化石燃料的不可再生性和使用带来的环境污染,使生物质能在可再生能源结构中占据了重要地位。生物质气化发电技术是生物质能利用的一种重要形式,其中生物质气化过程又是气化发电技术的关键,虽然目前国内外已有一些这方面的研究报道,但是针对有关生物质气化过程特性进行建模及优化的研究则非常缺乏。因此,对于生物质气化发电系统中气化过程的建模和优化研究,具有重要的理论意义和实用价值,以及环境、社会效益和经济效益。本文结合我国能源经济发展现状及生物质能特点,在对生物质发电热解气化过程机理分析基础上,对生物质气化过程建模和优化、焦油脱除过程建模和优化,以及生物质压缩成型过程建模和优化等作了做了系统的研究探讨。分别建立了气化过程的热化学平衡模型、最小二乘支持向量机模型、人工神经网络模型和循环流化床气化动力学模型,并依据实验数据对所建立的各模型做了仿真验证。结果表明,本文所建立的四种气化过程数学模型对实际生物质气化过程具有较好的模拟效果,能够有效地反映实际气化过程的特性。基于建立的模型,...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
生物质压缩成型过程支持向量机模型
17通风。图2-1 生物质燃料的燃烧过程[69]2.影响燃烧的主要因素1）水分含量。燃烧反应是放热反应，而水分的蒸发却要强烈低吸收热量。大多数生物质燃料自维持燃烧（self-supporting combustion）时要求燃料中的水分含量不超过65%，否则一般需要加入辅助燃料来助燃。2）空气供给量。生物质与氧燃烧过程中，燃料与空气供给决定着燃烧反应的进程。如果空气供给量太小，燃烧反应进行得不完全。而如果空气供给量太大，则过量空气吸收的热量增大，结果导致燃烧温度降低，使燃烧稳定性变差，因此要确定一个最佳的过量空气系数，保证燃烧稳定和完全地运行。3）颗粒尺寸。固体燃烧反应一般是在燃料颗粒的表明进行，颗粒表面积越大，就越有利于燃烧反应的进行。燃料颗粒尺寸决定着参与燃烧反应的颗粒总表面积
同时强烈的扰动，可使燃料表面灰层剥落，暴露新鲜碳层。2.1.3 生物质燃烧发电工艺过程1.生物质燃烧发电系统通常燃烧发电系统的构成包括生物质原料收集系统、预处理系统、储存系系统、燃烧系统、热利用系统和烟气处理系统。生物质燃烧发电流程如图 2-2 所示，生物质原料经预处理（破碎、分选、由原料输送装置将预处理后的生物质送人锅炉燃烧，通过锅炉换热，利用生物的热能把锅炉给水转换为蒸汽，为汽轮发电机组提供汽源进行发电。生物质燃渣落入出灰装置，由输灰机送到灰坑，进行灰渣处置。烟气经过烟气处理系统排放入大气中，其蒸汽发电部分与常规的燃煤电厂的蒸汽发电部分基本相同。2.生物质燃烧技术分类根据燃烧系统的不同，生物质燃烧技术可将分为层燃、流化床和悬浮燃烧技术。其中层燃方式，依据燃料与烟气流动方向不同，可分为三类：顺流、逆流。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质气化过程最小二乘支持向量机建模探讨[J]. 韩璞,李大中,王臻. 节能技术. 2008(01)
[2]生物质能源转化技术与应用（Ⅱ）——生物质压缩成型燃料生产技术和设备[J]. 刘石彩,蒋剑春. 生物质化学工程. 2007(04)
[3]生物质发电气化过程的机理建模分析[J]. 李大中,张瑞祥,包立公. 可再生能源. 2007(03)
[4]稻壳、锯末成型燃料低温热解特性试验研究[J]. 蒋恩臣,何光设. 农业工程学报. 2007(01)
[5]中型流化床中的生物质气化实验研究[J]. 谢军,吴创之,陈平,阴秀丽,赵增立,王磊. 太阳能学报. 2007(01)
[6]生物质气化工艺技术应用与进展[J]. 陈蔚萍,陈迎伟,刘振峰. 河南大学学报(自然科学版). 2007(01)
[7]系统辨识中支持向量机核函数及其参数的研究[J]. 荣海娜,张葛祥,金炜东. 系统仿真学报. 2006(11)
[8]基于IMOPSO算法的多目标多聚焦图像融合[J]. 牛轶峰,沈林成. 电子学报. 2006(09)
[9]生物质颗粒燃料冷成型技术试验研究[J]. 何晓峰,雷廷宙,李在峰,朱金陵. 太阳能学报. 2006(09)
[10]生物质气化发电过程建模与优化[J]. 李大中,韩璞,张瑞祥. 节能技术. 2006(05)
博士论文
[1]基于神经网络的建模方法与控制策略研究[D]. 王俊国.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]生物质燃料致密成型参数的研究[D]. 李美华.北京林业大学 2005
[2]生物质气化中焦油的催化转化[D]. 王炎昌.郑州大学 2005
[3]一种气化数学模型及木屑的高温气化试验[D]. 林竹.中南大学 2005
[4]典型城市生活垃圾组分流化床热解气化特性及反应机理研究[D]. 张加权.浙江大学 2005
[5]生物质焦油催化裂解实验及中热值气化技术应用研究[D]. 刘亚军.浙江大学 2004
[6]生物质气化技术及BIGCC系统性能的研究[D]. 宋鸿伟.华北电力大学（北京） 2004
本文编号：3106900
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
生物质压缩成型过程支持向量机模型
17通风。图2-1 生物质燃料的燃烧过程[69]2.影响燃烧的主要因素1）水分含量。燃烧反应是放热反应，而水分的蒸发却要强烈低吸收热量。大多数生物质燃料自维持燃烧（self-supporting combustion）时要求燃料中的水分含量不超过65%，否则一般需要加入辅助燃料来助燃。2）空气供给量。生物质与氧燃烧过程中，燃料与空气供给决定着燃烧反应的进程。如果空气供给量太小，燃烧反应进行得不完全。而如果空气供给量太大，则过量空气吸收的热量增大，结果导致燃烧温度降低，使燃烧稳定性变差，因此要确定一个最佳的过量空气系数，保证燃烧稳定和完全地运行。3）颗粒尺寸。固体燃烧反应一般是在燃料颗粒的表明进行，颗粒表面积越大，就越有利于燃烧反应的进行。燃料颗粒尺寸决定着参与燃烧反应的颗粒总表面积
同时强烈的扰动，可使燃料表面灰层剥落，暴露新鲜碳层。2.1.3 生物质燃烧发电工艺过程1.生物质燃烧发电系统通常燃烧发电系统的构成包括生物质原料收集系统、预处理系统、储存系系统、燃烧系统、热利用系统和烟气处理系统。生物质燃烧发电流程如图 2-2 所示，生物质原料经预处理（破碎、分选、由原料输送装置将预处理后的生物质送人锅炉燃烧，通过锅炉换热，利用生物的热能把锅炉给水转换为蒸汽，为汽轮发电机组提供汽源进行发电。生物质燃渣落入出灰装置，由输灰机送到灰坑，进行灰渣处置。烟气经过烟气处理系统排放入大气中，其蒸汽发电部分与常规的燃煤电厂的蒸汽发电部分基本相同。2.生物质燃烧技术分类根据燃烧系统的不同，生物质燃烧技术可将分为层燃、流化床和悬浮燃烧技术。其中层燃方式，依据燃料与烟气流动方向不同，可分为三类：顺流、逆流。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质气化过程最小二乘支持向量机建模探讨[J]. 韩璞,李大中,王臻. 节能技术. 2008(01)
[2]生物质能源转化技术与应用（Ⅱ）——生物质压缩成型燃料生产技术和设备[J]. 刘石彩,蒋剑春. 生物质化学工程. 2007(04)
[3]生物质发电气化过程的机理建模分析[J]. 李大中,张瑞祥,包立公. 可再生能源. 2007(03)
[4]稻壳、锯末成型燃料低温热解特性试验研究[J]. 蒋恩臣,何光设. 农业工程学报. 2007(01)
[5]中型流化床中的生物质气化实验研究[J]. 谢军,吴创之,陈平,阴秀丽,赵增立,王磊. 太阳能学报. 2007(01)
[6]生物质气化工艺技术应用与进展[J]. 陈蔚萍,陈迎伟,刘振峰. 河南大学学报(自然科学版). 2007(01)
[7]系统辨识中支持向量机核函数及其参数的研究[J]. 荣海娜,张葛祥,金炜东. 系统仿真学报. 2006(11)
[8]基于IMOPSO算法的多目标多聚焦图像融合[J]. 牛轶峰,沈林成. 电子学报. 2006(09)
[9]生物质颗粒燃料冷成型技术试验研究[J]. 何晓峰,雷廷宙,李在峰,朱金陵. 太阳能学报. 2006(09)
[10]生物质气化发电过程建模与优化[J]. 李大中,韩璞,张瑞祥. 节能技术. 2006(05)
博士论文
[1]基于神经网络的建模方法与控制策略研究[D]. 王俊国.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]生物质燃料致密成型参数的研究[D]. 李美华.北京林业大学 2005
[2]生物质气化中焦油的催化转化[D]. 王炎昌.郑州大学 2005
[3]一种气化数学模型及木屑的高温气化试验[D]. 林竹.中南大学 2005
[4]典型城市生活垃圾组分流化床热解气化特性及反应机理研究[D]. 张加权.浙江大学 2005
[5]生物质焦油催化裂解实验及中热值气化技术应用研究[D]. 刘亚军.浙江大学 2004
[6]生物质气化技术及BIGCC系统性能的研究[D]. 宋鸿伟.华北电力大学（北京） 2004
本文编号：3106900
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