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Shell煤气化配煤数学模型及专家系统的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:52:09
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Shell煤气化配煤数学模型及专家系统的研究【摘要】:Shell煤气化技术是目前世界上最先进的气化技术之一。长期运行实践表明,煤灰熔融性、灰渣粘温特性、可磨性、水分、灰分、元素含量

【摘要】:Shell煤气化技术是目前世界上最先进的气化技术之一。长期运行实践表明,煤灰熔融性、灰渣粘温特性、可磨性、水分、灰分、元素含量、发热量等煤质特性对Shell煤气化装置的稳定、经济运行存在不同程度的影响。虽然目前配煤广泛应用于煤气化生产,但是对配煤后煤质变化规律仍有认识不足之处,导致配煤煤质仍有波动,使得Shell气化装置难以实现长周期、稳定运行。因此,开展配煤后煤质的变化规律的研究很有必要。 本论文重点对可磨性指数(HGI)、煤灰流动温度(FT)和煤灰粘度三个煤质指标开展配煤实验研究,利用数学方法找出影响其变化的关键因素,总结变化规律,建立配煤数学模型,并开发一套适用于Shell煤气化工艺的配煤专家系统。本文研究结果如下: 1)配煤HGI随配比呈现出良好的线性关系,而与两煤种可磨性指数相差值AHGI关系不明显,两种煤变质程度接近时,配煤HGI遵循线性可加性原则; 2)通过修正酸碱比中各项的权重系数,建立了预测煤灰流动温度的新数学模型,经过模型验证,表明所建的FT新模型可用于单煤或配煤流动温度的准确预测;通过修正硅比中各项的权重系数,建立了预测煤灰粘度的新数学模型,经过模型验证,表明该模型能准确地对单煤或配煤的粘温特性进行预测,同时能有效地分辨出玻璃体渣和结晶渣的粘温特性曲线,并且可以较准确地预测出结晶渣的临界温度; 3)在满足现场生产要求的基础上,建立了配煤优化数学模型,利用VB、Access和MATLAB等编程语言设计开发了一套包含煤质数据库、配煤煤质预测和配煤优化三个模块的配煤专家系统软件;该软件操作简便,可为Shell粉煤气化装置找出最适宜的气化煤种及配煤比例提供理论指导。 【关键词】:Shell煤气化 配煤 数学模型 专家系统
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ533
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-12
  • 插图或附表清单12-21
  • 引言21-22
  • 1 文献综述22-32
  • 1.1 Shell气流床煤气化技术22-24
  • 1.1.1 Shell煤气化技术概述22-23
  • 1.1.2 Shell煤气化工艺对煤质的要求23-24
  • 1.1.3 Shell煤气化技术运行中存在的问题24
  • 1.2 配煤数学模型的研究现状24-29
  • 1.2.1 水分、灰分、挥发分、元素含量、发热量、灰成分等指标的配煤数学模型25-26
  • 1.2.2 可磨性指数的配煤数学模型26
  • 1.2.3 煤灰流动温度的配煤数学模型26-27
  • 1.2.4 煤灰粘度的配煤数学模型27-29
  • 1.3 配煤软件的研究现状29-31
  • 1.3.1 配煤优化数学模型的研究现状29-30
  • 1.3.2 配煤软件的研究进展30-31
  • 1.4 研究内容31-32
  • 2 实验部分32-38
  • 2.1 实验原料32-34
  • 2.2 配煤可磨性指数测试实验34-35
  • 2.2.1 制样方法34-35
  • 2.2.2 实验仪器及测试方法35
  • 2.3 煤灰熔融性实验35-36
  • 2.3.1 制样方法35-36
  • 2.3.2 实验仪器及测试方法36
  • 2.4 煤灰粘温特性测试实验36-38
  • 2.4.1 制样方法36
  • 2.4.2 实验仪器及测试方法36-38
  • 3 配煤可磨性指数数学模型的建立38-41
  • 3.1 配煤可磨性指数的实验结果38
  • 3.2 配煤对可磨性指数影响的讨论38-40
  • 小结40-41
  • 4 煤灰流动温度及粘度数学模型的建立41-80
  • 4.1 煤灰流动温度数学模型的建立41-59
  • 4.1.1 配煤对煤灰流动温度的影响41-48
  • 4.1.2 预测煤灰流动温度的经验公式48-49
  • 4.1.3 经验公式的适应性研究49-52
  • 4.1.4 煤灰流动温度新模型的建立52-56
  • 4.1.5 煤灰流动温度新模型的验证56-59
  • 4.2 煤灰粘度数学模型的建立59-78
  • 4.2.1 预测煤灰粘度的经验公式59-60
  • 4.2.2 经验公式的适应性研究60-64
  • 4.2.3 煤灰粘度新模型的建立64-77
  • 4.2.4 煤灰粘度新模型的验证77-78
  • 小结78-80
  • 5 配煤优化数学模型的建立80-82
  • 5.1 目标函数80
  • 5.2 约束方程80-81
  • 5.3 求解方法81
  • 小结81-82
  • 6 配煤专家系统的开发82-106
  • 6.1 软件设计方案82-83
  • 6.2 开发环境与编程工具83-84
  • 6.2.1 开发环境83
  • 6.2.2 编程工具83-84
  • 6.3 煤质数据库的开发84-90
  • 6.4 配煤煤质预测模块的开发90-95
  • 6.4.1 配煤流动温度预测子模块的设计91-92
  • 6.4.2 配煤粘度预测子模块的设计92-93
  • 6.4.3 配煤其他煤质指标预测子模块的设计93-95
  • 6.5 配煤优化模块的开发95-97
  • 6.6 软件的应用97-105
  • 6.6.1 软件的安装97-98
  • 6.6.2 软件使用方法98-103
  • 6.6.3 软件运行结果验证103-105
  • 小结105-106
  • 结论106-108
  • 参考文献108-112
  • 致谢112-113
  • 作者简介及读研期间主要科研成果113


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