太阳能加热的三级恒温沼气生产系统运行策略优化研究
发布时间：2021-12-10 07:21
太阳能和生物质能是农村可广泛获取的可再生能源，它们的高效低成本利用对改善农村人居环境、生态环境和满足农村多层次的能源需求有重要作用。基于太阳能经济性集热温度与生物质高效恒温厌氧发酵温度相匹配的特点，本团队前期提出了太阳能加热的三级恒温沼气生产系统,并对太阳能加热的单个沼气发酵装置和基于三级恒温沼气生产系统的热电联供或冷热电联供系统进行了研究。在此基础上，为了高效低成本地实现沼气恒温生产，本课题对太阳能加热的三级恒温沼气生产系统的运行策略进行了优化研究。主要研究内容和结果如下：（1）基于在兰州皋兰县阳洼窑实验基地建立的太阳能加热的三级恒温沼气生产系统，建立了系统运行策略的优化模型，分别以沼气产气量最大化和沼气单位成本最小化为目标函数，系统能量输入与输出的差值为正为约束条件。（2）建立了系统的能量输入和输出模型，其中系统能量输入的模型包括每日进料带入系统的热量,太阳能集热器吸收的太阳辐射能和3台循环泵（排污泵）和两台循环泵所消耗的电能的模型。输出模型包括每日出料带走的热量，干沼气及其带走的水蒸气所带走的热量，发酵罐的散热损失和储热水箱的散热损失的模型。（3）基于兰州地区建筑气象数据，计算了...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：155 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 本课题的研究背景
1.2 国内外研究及发展现状
1.2.1 国内研究及发展现状
1.2.2 国外研究及发展现状
1.3 国内外研究发展现状总结及对本课题的启示
1.3.1 国内外研究及发展现状总结
1.3.2 本课题的启示
1.4 本课题研究的目标、内容和意义
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究意义
1.5 本章小结
第2章 系统运行策略优化模型的建立及系统介绍
2.1 优化方法简述
2.1.1 最优化方法和数学规划
2.1.2 主要因素和优化设计方法
2.2 系统优化数学模型
2.3 系统介绍
2.3.1 沼气发酵罐结构
2.3.2 储热水箱结构
2.3.3 太阳能集热子系统结构
2.4 本章小结
第3章 系统运行策略优化模型的求解及经济性分析
3.1 运行策略
3.2 系统的热平衡分析
3.2.1 系统能量输入
3.2.2 系统能量输出
3.3 最优运行策略的选择
3.3.1 发酵原料为8%的鲜牛粪
3.3.2 发酵原料为8%的牛粪与莲花菜混合原料(VS质量取3)
3.4 经济性分析
3.5 本章小结
结论与展望
结论
创新性
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
附录B 攻读学位期间获奖情况及个人简介
附录C 物理量名称及符号表
附录D 程序编程
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能加热沼气发酵系统数值方法的研究[J]. 苏媛,田瑞,杨晓宏,李嵩. 可再生能源. 2012(02)
[2]太阳能联合电加热沼气控制器的设计与应用[J]. 李丽丽,施伟. 湖北农业科学. 2011(19)
[3]太阳能沼气互补发电系统[J]. 程远东,王刚,曾宝国,尹存涛,杨金鹏. 价值工程. 2011(21)
[4]寒区太阳能和沼气锅炉联合增温系统及试验研究[J]. 王思莹,谭羽非. 节能技术. 2011(04)
[5]太阳能辅助加热户用沼气池系统设计[J]. 陈志浦,蒙国睿. 节能技术. 2011(03)
[6]太阳能双级增温沼气发酵系统的增温效果[J]. 邱凌,梁勇,邓媛方,罗涛. 农业工程学报. 2011(S1)
[7]户用太阳能辅助加热沼气池动态传热仿真[J]. 郭甲生,秦朝葵,魏晓峰,唐继旭. 计算机仿真. 2011(01)
[8]新型太阳能软体沼气池的设计及性能试验[J]. 刘熙翠,白继伟,叶进,高立洪. 农机化研究. 2010(06)
[9]利用太阳能热水器加热沼气池的实验研究[J]. 谢列先. 广西林业科学. 2010(01)
[10]沼气工程太阳能双效增温系统热平衡分析[J]. 王飞. 农机化研究. 2010(02)
硕士论文
[1]基于智能鸡舍的太阳能沼气工程的技术研究[D]. 赵梅娟.河北农业大学 2011
[2]太阳能加热的恒温沼气池产气性能实验研究[D]. 柏建华.兰州理工大学 2011
[3]三级恒温沼气冷热电联供系统的构建与优化研究[D]. 冯永强.兰州理工大学 2011
[4]太阳能沼气工程无线监测系统设计[D]. 薄军.西南大学 2010
[5]基于三级恒温沼气生产的热电联供系统性能分析[D]. 岳华.兰州理工大学 2010
[6]沼气化学能快速高效储存太阳热能的初步研究[D]. 马涛.兰州理工大学 2010
[7]太阳能加热的户用沼气发酵装置的设计与实验研究[D]. 武磊.兰州理工大学 2009
[8]太阳能沼气池的试验研究[D]. 李小骥.昆明理工大学 2008
[9]太阳能联合沼气锅炉加热沼气池模拟研究[D]. 尹海文.哈尔滨工业大学 2007
[10]呼和浩特地区太阳能集热器光热性能实验研究[D]. 后尚.内蒙古工业大学 2007
本文编号：3532147
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：155 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 本课题的研究背景
1.2 国内外研究及发展现状
1.2.1 国内研究及发展现状
1.2.2 国外研究及发展现状
1.3 国内外研究发展现状总结及对本课题的启示
1.3.1 国内外研究及发展现状总结
1.3.2 本课题的启示
1.4 本课题研究的目标、内容和意义
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究意义
1.5 本章小结
第2章 系统运行策略优化模型的建立及系统介绍
2.1 优化方法简述
2.1.1 最优化方法和数学规划
2.1.2 主要因素和优化设计方法
2.2 系统优化数学模型
2.3 系统介绍
2.3.1 沼气发酵罐结构
2.3.2 储热水箱结构
2.3.3 太阳能集热子系统结构
2.4 本章小结
第3章 系统运行策略优化模型的求解及经济性分析
3.1 运行策略
3.2 系统的热平衡分析
3.2.1 系统能量输入
3.2.2 系统能量输出
3.3 最优运行策略的选择
3.3.1 发酵原料为8%的鲜牛粪
3.3.2 发酵原料为8%的牛粪与莲花菜混合原料(VS质量取3)
3.4 经济性分析
3.5 本章小结
结论与展望
结论
创新性
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
附录B 攻读学位期间获奖情况及个人简介
附录C 物理量名称及符号表
附录D 程序编程
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能加热沼气发酵系统数值方法的研究[J]. 苏媛,田瑞,杨晓宏,李嵩. 可再生能源. 2012(02)
[2]太阳能联合电加热沼气控制器的设计与应用[J]. 李丽丽,施伟. 湖北农业科学. 2011(19)
[3]太阳能沼气互补发电系统[J]. 程远东,王刚,曾宝国,尹存涛,杨金鹏. 价值工程. 2011(21)
[4]寒区太阳能和沼气锅炉联合增温系统及试验研究[J]. 王思莹,谭羽非. 节能技术. 2011(04)
[5]太阳能辅助加热户用沼气池系统设计[J]. 陈志浦,蒙国睿. 节能技术. 2011(03)
[6]太阳能双级增温沼气发酵系统的增温效果[J]. 邱凌,梁勇,邓媛方,罗涛. 农业工程学报. 2011(S1)
[7]户用太阳能辅助加热沼气池动态传热仿真[J]. 郭甲生,秦朝葵,魏晓峰,唐继旭. 计算机仿真. 2011(01)
[8]新型太阳能软体沼气池的设计及性能试验[J]. 刘熙翠,白继伟,叶进,高立洪. 农机化研究. 2010(06)
[9]利用太阳能热水器加热沼气池的实验研究[J]. 谢列先. 广西林业科学. 2010(01)
[10]沼气工程太阳能双效增温系统热平衡分析[J]. 王飞. 农机化研究. 2010(02)
硕士论文
[1]基于智能鸡舍的太阳能沼气工程的技术研究[D]. 赵梅娟.河北农业大学 2011
[2]太阳能加热的恒温沼气池产气性能实验研究[D]. 柏建华.兰州理工大学 2011
[3]三级恒温沼气冷热电联供系统的构建与优化研究[D]. 冯永强.兰州理工大学 2011
[4]太阳能沼气工程无线监测系统设计[D]. 薄军.西南大学 2010
[5]基于三级恒温沼气生产的热电联供系统性能分析[D]. 岳华.兰州理工大学 2010
[6]沼气化学能快速高效储存太阳热能的初步研究[D]. 马涛.兰州理工大学 2010
[7]太阳能加热的户用沼气发酵装置的设计与实验研究[D]. 武磊.兰州理工大学 2009
[8]太阳能沼气池的试验研究[D]. 李小骥.昆明理工大学 2008
[9]太阳能联合沼气锅炉加热沼气池模拟研究[D]. 尹海文.哈尔滨工业大学 2007
[10]呼和浩特地区太阳能集热器光热性能实验研究[D]. 后尚.内蒙古工业大学 2007
本文编号：3532147
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