Shell煤氣化配煤數(shù)學(xué)模型及專家系統(tǒng)的研究

【摘要】：Shell煤氣化技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的氣化技術(shù)之一。長期運(yùn)行實(shí)踐表明,煤灰熔融性、灰渣粘溫特性、可磨性、水分、灰分、元素含量、發(fā)熱量等煤質(zhì)特性對(duì)Shell煤氣化裝置的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行存在不同程度的影響。雖然目前配煤廣泛應(yīng)用于煤氣化生產(chǎn),但是對(duì)配煤后煤質(zhì)變化規(guī)律仍有認(rèn)識(shí)不足之處,導(dǎo)致配煤煤質(zhì)仍有波動(dòng),使得Shell氣化裝置難以實(shí)現(xiàn)長周期、穩(wěn)定運(yùn)行。因此,開展配煤后煤質(zhì)的變化規(guī)律的研究很有必要。 本論文重點(diǎn)對(duì)可磨性指數(shù)(HGI)、煤灰流動(dòng)溫度(FT)和煤灰粘度三個(gè)煤質(zhì)指標(biāo)開展配煤實(shí)驗(yàn)研究,利用數(shù)學(xué)方法找出影響其變化的關(guān)鍵因素,總結(jié)變化規(guī)律,建立配煤數(shù)學(xué)模型,并開發(fā)一套適用于Shell煤氣化工藝的配煤專家系統(tǒng)。本文研究結(jié)果如下： 1)配煤HGI隨配比呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,而與兩煤種可磨性指數(shù)相差值A(chǔ)HGI關(guān)系不明顯,兩種煤變質(zhì)程度接近時(shí),配煤HGI遵循線性可加性原則； 2)通過修正酸堿比中各項(xiàng)的權(quán)重系數(shù),建立了預(yù)測煤灰流動(dòng)溫度的新數(shù)學(xué)模型,經(jīng)過模型驗(yàn)證,表明所建的FT新模型可用于單煤或配煤流動(dòng)溫度的準(zhǔn)確預(yù)測；通過修正硅比中各項(xiàng)的權(quán)重系數(shù),建立了預(yù)測煤灰粘度的新數(shù)學(xué)模型,經(jīng)過模型驗(yàn)證,表明該模型能準(zhǔn)確地對(duì)單煤或配煤的粘溫特性進(jìn)行預(yù)測,同時(shí)能有效地分辨出玻璃體渣和結(jié)晶渣的粘溫特性曲線,并且可以較準(zhǔn)確地預(yù)測出結(jié)晶渣的臨界溫度； 3)在滿足現(xiàn)場生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上,建立了配煤優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,利用VB、Access和MATLAB等編程語言設(shè)計(jì)開發(fā)了一套包含煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫、配煤煤質(zhì)預(yù)測和配煤優(yōu)化三個(gè)模塊的配煤專家系統(tǒng)軟件；該軟件操作簡便,可為Shell粉煤氣化裝置找出最適宜的氣化煤種及配煤比例提供理論指導(dǎo)。 【關(guān)鍵詞】：Shell煤氣化 配煤 數(shù)學(xué)模型 專家系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TQ533
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 插圖或附表清單12-21
• 引言21-22
• 1 文獻(xiàn)綜述22-32
• 1.1 Shell氣流床煤氣化技術(shù)22-24
• 1.1.1 Shell煤氣化技術(shù)概述22-23
• 1.1.2 Shell煤氣化工藝對(duì)煤質(zhì)的要求23-24
• 1.1.3 Shell煤氣化技術(shù)運(yùn)行中存在的問題24
• 1.2 配煤數(shù)學(xué)模型的研究現(xiàn)狀24-29
• 1.2.1 水分、灰分、揮發(fā)分、元素含量、發(fā)熱量、灰成分等指標(biāo)的配煤數(shù)學(xué)模型25-26
• 1.2.2 可磨性指數(shù)的配煤數(shù)學(xué)模型26
• 1.2.3 煤灰流動(dòng)溫度的配煤數(shù)學(xué)模型26-27
• 1.2.4 煤灰粘度的配煤數(shù)學(xué)模型27-29
• 1.3 配煤軟件的研究現(xiàn)狀29-31
• 1.3.1 配煤優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的研究現(xiàn)狀29-30
• 1.3.2 配煤軟件的研究進(jìn)展30-31
• 1.4 研究內(nèi)容31-32
• 2 實(shí)驗(yàn)部分32-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料32-34
• 2.2 配煤可磨性指數(shù)測試實(shí)驗(yàn)34-35
• 2.2.1 制樣方法34-35
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及測試方法35
• 2.3 煤灰熔融性實(shí)驗(yàn)35-36
• 2.3.1 制樣方法35-36
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器及測試方法36
• 2.4 煤灰粘溫特性測試實(shí)驗(yàn)36-38
• 2.4.1 制樣方法36
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)儀器及測試方法36-38
• 3 配煤可磨性指數(shù)數(shù)學(xué)模型的建立38-41
• 3.1 配煤可磨性指數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果38
• 3.2 配煤對(duì)可磨性指數(shù)影響的討論38-40
• 小結(jié)40-41
• 4 煤灰流動(dòng)溫度及粘度數(shù)學(xué)模型的建立41-80
• 4.1 煤灰流動(dòng)溫度數(shù)學(xué)模型的建立41-59
• 4.1.1 配煤對(duì)煤灰流動(dòng)溫度的影響41-48
• 4.1.2 預(yù)測煤灰流動(dòng)溫度的經(jīng)驗(yàn)公式48-49
• 4.1.3 經(jīng)驗(yàn)公式的適應(yīng)性研究49-52
• 4.1.4 煤灰流動(dòng)溫度新模型的建立52-56
• 4.1.5 煤灰流動(dòng)溫度新模型的驗(yàn)證56-59
• 4.2 煤灰粘度數(shù)學(xué)模型的建立59-78
• 4.2.1 預(yù)測煤灰粘度的經(jīng)驗(yàn)公式59-60
• 4.2.2 經(jīng)驗(yàn)公式的適應(yīng)性研究60-64
• 4.2.3 煤灰粘度新模型的建立64-77
• 4.2.4 煤灰粘度新模型的驗(yàn)證77-78
• 小結(jié)78-80
• 5 配煤優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立80-82
• 5.1 目標(biāo)函數(shù)80
• 5.2 約束方程80-81
• 5.3 求解方法81
• 小結(jié)81-82
• 6 配煤專家系統(tǒng)的開發(fā)82-106
• 6.1 軟件設(shè)計(jì)方案82-83
• 6.2 開發(fā)環(huán)境與編程工具83-84
• 6.2.1 開發(fā)環(huán)境83
• 6.2.2 編程工具83-84
• 6.3 煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)84-90
• 6.4 配煤煤質(zhì)預(yù)測模塊的開發(fā)90-95
• 6.4.1 配煤流動(dòng)溫度預(yù)測子模塊的設(shè)計(jì)91-92
• 6.4.2 配煤粘度預(yù)測子模塊的設(shè)計(jì)92-93
• 6.4.3 配煤其他煤質(zhì)指標(biāo)預(yù)測子模塊的設(shè)計(jì)93-95
• 6.5 配煤優(yōu)化模塊的開發(fā)95-97
• 6.6 軟件的應(yīng)用97-105
• 6.6.1 軟件的安裝97-98
• 6.6.2 軟件使用方法98-103
• 6.6.3 軟件運(yùn)行結(jié)果驗(yàn)證103-105
• 小結(jié)105-106
• 結(jié)論106-108
• 參考文獻(xiàn)108-112
• 致謝112-113
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果113

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