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山东大学硕士学位论文生物质直燃锅炉运行与控制的研究姓名:王焱申请学位级别:硕士专业:控制工程指导教师:曹玉强;石明20090401生物质直燃锅炉运行与控制的研究作者:王焱学位授予单位:山东大学相似文献(10条)1.期刊论文龙恩深.黄鹭红.蒋琳.陈金华.LONGEn-shen.HUANGLu-hong.JIANGLin.CHENJin-hua生物质热解液化料粒参数的优选方法-土木建筑与环境工程2009,31(2)要使生物质料粒在流化床热解液化工艺装置中充分热解,必需保证物料在床中充足的停留时间以使料粒达到或超过热解温度;即必要条件是停留时间必须大于或等于热解时间.但停留时间由工艺的流化速度及流化床参数决定,热解时间则由生物质料粒在流化床中的传热过程控制,而它们均与生物质料粒参数密切相关.论文分析了生物质在热解反应塔中的传热过程,建立了气固两相流的传热简化模型,研究了热解时间和停留时间随生物质粒径的变化规律,找到了确保生物质物料充分热解的料粒参数选取的理论方法.2.期刊论文陈海翔.刘乃安.范维澄.CHENHai-Xiang.LIUNai-An.FANWei-Cheng基于差示扫描量热技术的生物质热解两步连续反应模型研究-物理化学学报2006,22(7)采用差示扫描量热分析仪对我国的一种生物质试样在空气气氛中进行了实验,发现试样从常温到923K高温的低速升温过程中,经历了两步明显的放热过程.对放热机理的分析表明,第一步主要是由半纤维素和纤维素的有氧热解过程控制,第二步放热过程则受木质素热解和炭的氧化反应的共同作用.采用等转化率方法和优化计算方法,对热解过程的动力学模型进行了研究,结果表明,两步连续反应机理可用于描述生物质在空气气氛中热解的放热动力学.3.期刊论文张晓东.许敏.孙荣峰.孙立.ZHANGXiao-dong.XUMin.SUNRong-feng.SUNLi玉米秸热解动力学研究-燃料化学学报2006,34(1)生物质能具有低硫和二氧化碳零排放的特点,其在能源结构中的地位越来越重要.作为一种高效生物质能转化途径,热化学转化可获得气、液和固态多种能源产物[1,2].其中,热解是热化学转化中最为基本的过程,是气化、液化及燃烧过程的初始和伴生反应,对热解的分析有助于热化学转化过程控制及高效转化工艺的开发[3].热解动力学是表征热解过程中反应过程参数对原料转化率影响的重要手段[4],通过动力学分析可深入了解反应过程和机理,预测反应速率及难易程度,为生物质热化学转化工艺的研究开发提供重要的基础数据.国外对纤维素热解动力学已进行了一些研究[5,6],但生物质作为纤维素、半纤维素、木质素等的复杂聚合物,其热解行为与单纯纤维素差别较大[6,7].因此本文的热解研究集中在玉米秸这种常见的软质秸秆类生物质原料.4.学位论文葛爱冬软测量技术在青霉素发酵过程中的应用2004随着生物技术的发展,发酵过程在国民经济中的地位越来越重要,但由于发酵过程具有高度的非线性、时变性和模型不确定性,关键变量如生物质浓度和产物浓度难以在线测量,离线分析又导致测量滞后,使发酵过程控制问题变得十分复杂,难以获得令人满意的控制性能.青霉素发酵过程又是生化反应过程中比较典型的生产过程,因此对青霉素发酵过程进行建模研究有实际应用价值.因此,该文基于神经网络理论,对发酵过程的建模问题进行了深入的研究.第一,概括总结了发酵过程的建模方法,总结了目前发酵过程建模国内外的研究现状和存在的问题,对最新进展进行了总结和评述,介绍了软测量技术及其在发酵过程中的应用.第二,研究了一种新型的前向神经网络-FLAT神经网络的应用,详细介绍了它的结构,在FLAT神经网络的学习算法中,总结了FLAT神经网络的一步更新学习算法,推导了FLAT神经网络的梯度下降算法和最小二乘算法.通过仿真实验说明了与BP网络相比FLAT网络所具有的优点:收敛速度快、不存在局部极小点、隐层节点的数目容易确定.仿真实验结果还表明FLAT神经网络辨识精度高、学习速度快、泛化能力强.第三,介绍了发酵过程中几种典型混合神经网络建模方法,并研究了广义混合神经网络模型,它可用神经网络描述发酵过程通用结构形式的模型.该模型由非线性神经网络和线性神经网络两部分组成,由于非线性神经网络采用结构具有线性形式的FLAT神经网络,使两个网络能够合并为同一表达式,并具有线性形,使得能够使用线性最小二乘法求解网络权值.仿真实验表明,该模型训练方式简单,并可方便地使用在线辨识算法.第四,介绍了青霉素发酵过程的特点,青霉素发酵过程工艺和参数,着重介绍了青霉素发酵过程的数学模型.第五,应用第三章提出的广义混合神经网络建模方法,根据青霉素发酵过程可在线测量过程参数二氧化碳生成率CER,实现青霉素发酵过程生物质浓度的测量.由仿真实验结果可以看出,该方法建模精度高、泛化能力强.5.期刊论文丁幼春.熊利荣.任奕林浅析DCS在发酵过程控制中的应用-湖北农机化2005,(1)发酵过程是涉及微生物细胞生长代谢的复杂过程,现已成为生物技术的一个重要分支,广泛应用于工农业生产和卫生保健行业.微生物发酵过程是一个动态过程,具有高度的非线性和时变性,关键变量如生物质浓度和产物质浓度不可在线测量,使发酵过程控制问题变得很复杂.准确、自动地控制发酵过程是在最适的状态减少生产成本、增加产量、提高产品质量.6.学位论文陈水渺生物质热解装置控制系统的研究和开发2008进入21世纪,地球环境问题,特别是二氧化碳排放所造成的全球化温室效应愈发严重。生物质能是独特的可再生能源,它贮存的太阳能,更是一种唯一的可再生碳源,可转化成固态、液态和气态燃料。我国石油资源不丰富,加之经济快速发展导致液体燃料需求持续增长,因此,开发生物质液体燃料技术在我国倍受关注。在众多生物质能液化技术中,快速热解液化技术最适合我国秸秆资源丰富的特点,具有很大的研究与推广价值。中国科学技术大学安徽省生物质洁净能源重点实验室自主研发了处理能力为120kg/h的自热式生物质热解装置。为了更好地控制生物质热解的反应条件,减轻操作人员负担,需要开发该装置的自动控制系统。本文分析了生物质热解液化装置的工艺控制要求和流程,把热解装置分为燃烧、热解和冷凝三个子系统,对三个子系统的结构功能和控制要求进行了详细的分析,并通过比较现今流行的工业过程控制技术,选用欧姆龙PLC和PT组合的方式来实现对生物质热解装置的现场控制。文章介绍了现场控制系统的硬件配置以及I/O分配,并详细给出控制系统的软件流程和触摸屏程序的开发。充分考虑热解装置的安全性和使用寿命,采取以燃烧系统温度控制为核心的控制策略,并对燃烧温度采取具有专家思想的分区域控制。采用CX-P编程软件实现了对程序的编辑和离线调试,并投入现场调试和运行,运行结果表明开发的现场控制系统能够实现热解装置稳定运行,热解温度控制在要求的范围,保证了生物油的产量和质量。7.会议论文徐亲民.陆旋.谷达青霉素反复补料分批发酵过程的模型化与智能优化2002在研究发酵过程反应计量学、代谢流分布和控制理论的基础上,结合专家知识、经验以及大量的实验和生产数据,以碳、氮、氧、磷、硫元素平衡和能量平衡的方法,对生产规模青霉互反复补料分批发酵(即半连续发酵)的全过程进行了数学模拟,建立了一组包含25个过程变量的改良机械模型.利用这一模型,预测了各种过程变量的变化对发酵产率和利润的影响,提出了在满足生物反应器可容许的最大生物质浓度、最大发酵液体积等约束条件下,使生物质浓度和发酵液体积随过程时间变化的两条曲线下面积最大化的优化原则.为此,应用多元逐步回归和多项式回归方法,根据发酵过程中通入空气的温度和湿度、发酵温度、各种补料培养基浓度等环境条件的变化,初始生物质浓度、初始发酵液体积、基础培养基中营养基质的加入量等初始条件的变化,以及生物反应器的最大搅拌功率输入、最大通气率、菌株的最大比生长速率和最大比生产速率、工艺要求的临界最低比生长速率等约束条件的变化,智能化地自动调整生物质生长动力学模型中的参数和各种补料培养基中的水活性(对应于溶解的营养基质浓度),实现上述两个最大化,使发酵产率和(或)利润趋向最大.8.期刊论文生物燃油——可持续发展的能源-广东电力2001,14(1)将生物转换成生物燃油,是将体积大、能量密度低的生物质转换为易运输、易贮存、高热值的商品液体燃料。具体转换方法有高压溶媒法和闪爆式液化法。高压溶媒法需将生物质和溶媒混合,在高温高压下经数十分时间的热分解处理,最后得到燃油和其它产物。闪爆式液化法是在大气压条件下,生物质经550℃左右加热约1s,使生物质在瞬间几乎全部气化,然后快速凝结成液体得到生物燃油。闪爆式液化法的工艺过程控制比较困难,控制不好将严重影响生物燃油的收率,但此法投资和生产成本均较低。高压溶媒法比较容易实施,所需设备即一般化工设备,所产生的生物燃油的热值明显高于闪爆式液化法。 生物燃油将在21世纪发挥重要作用。首先是原料丰富,我国农产品秸秆年产量达560Mt以上,薪柴110Mt以上,经过分拣的城镇垃圾也可作为生物燃油的原料。其次,可大大提高生物质的利用效率,据估计,生物燃油的能源利用效率约为直接燃烧生物质(如垃圾焚烧炉)的4倍。第三,生物燃油在价格上与石油产品具有竞争力。目前,工业化国家生物燃油的价格约为石油产品价格的1.39倍。随着生物燃油生产技术的提高,这一倍率将会逐步降低。我国生物质原料丰富,人工费又低于工业发达国家,将来生物燃油的价格,有可能达到汽油的价格或略低。此外,生物燃油的辛烷值较高,故生物燃油还是一种很好的汽油添加剂。目前,美国Georgin技术研究所的生物燃油的收率已达70.6%(含水15%),生产规模达日产200t。加拿大Castlecapital公司的成套生物燃油加工设备已投放市场。 建议中国及早研制生物燃油,并建议政府给生产单位一定的优惠条件,因为它不仅是一种新能源,还能消纳部分城市垃圾,有利环保。 (中国电力信息中心 赵旺初)9.学位论文何朝峰基于模糊神经网络的发酵过程建模与控制2003发酵工业在国民生活和国民经济中的作用越来越重要,这一工业领域的操作管理和自动化控制成为很重要的课题.但由于发酵过程动态是高度的非线性和时变性、模型不确定性、关键变量如生物质浓度和产物浓度又不可在线测量,使发酵过程控制问题变得十分复杂,应用常规的控制策略得不到满意的控制性能.随着智能控制理论的发展,其在发酵过程的应用得到越来越多人的关注.该文基于智能控制中的模糊神经控制理论,对这一复杂过程的建模和控制问题进行了研究.第一,回顾了非线性系统辨识和非线性系统控制的研究方法,分析了各种方法的特点及它们的应用范围,论述了智能控制理论在非线性系统建模和控制中的作用和应用前景,最后,总结了目前发酵过程建模和控制方面,国内外的研究现状和存在的问题.第二,将模糊C均值聚类和模糊神经网络建模方法结合起来.模糊C均值聚类用于对输入变量空间进行划分,生成初始的模糊规则库.所选用ANFIS自适应模糊神经网络建模方法运用最小二乘估计与BP算法相结合.与普通的模糊神经网络相比,这种模糊神经网络收敛速度快,建模精度高.第三,混合模糊神经网络建模.针对目前发酵过程应用的混合神经网络模型做了比较,串连型和串并联型混合神经网络训练复杂,许多成熟的训练方法不能采用.并联混合神经网络训练方法简单,但泛化能力不强,因此,该文采用ANFIS的混合模糊神经网络模型,与并联的混合神经网络相比,其泛化能力和建模精度都有了提高.第四,将智能控制理论中的模糊神经网络控制方法引入发酵过程控制,为了满足实时控制的要求,引入了补偿模糊算子,从而大大提高了收敛速度.将该补偿模糊神经网络用于发酵过程的控制.仿真实验表明,该控制方法具有输出响应超调量小、响应速度快的特点,并且对于参数的时变性,具有较强的鲁椿性.最后,对该文工作进行了总结和对研究前景进行了展望.10.期刊论文钱原吉.吴占松.QIANYuan-ji.WUZhan-song部分固体废物的批量高温热解试验研究-热力发电2008,37(1)为了研究固体废物批量热解特性,在试
本文标题:生物质直燃锅炉运行与控制的研究
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