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生物质气化系统与燃煤循环流化床锅炉系统集成模拟

作　者: 董智慧
导　师: 董长青；杨勇平
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 热能工程
关键词: 循环流化床气化再燃系统模拟
分类号: TK6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

我国化石燃料日益短缺及其开发利用造成的环境问题已经引起人们的广泛关注,采用新能源逐渐代替化石燃料发电,已经成为能源领域研究热点之一,生物质气化气与煤混燃,是生物质能与常规化石能源互补利用的有效方式。本文在Aspen Plus平台分别对生物质气化系统和300MW循环流化床锅炉系统进行建模,采用生物质气化气代替部分煤在流化床锅炉内燃烧,形成生物质气再燃循环流化床集成系统。文中对循环流化床锅炉系统进行变煤种和变工况模拟,得出受热面进出口工质温度和烟气温度、烟气容积和锅炉效率的设计值和计算值的误差精度,结果表明：各参数误差较小,最大值不超过9%,这证实了所选模型和方法较为合理,可以较好地反应锅炉的实际工作过程。气化过程采用稻壳空气气化,重点研究不同气化当量比、气化剂预热温度、未转化碳热量损失率对产气组分、产气热值和气化效率的影响,得出优化气化结果：产气温度为597.988℃,热值为5401.32kJ/Nm3,气化效率为72.25%,将该条件下的气化气通入锅炉,研究锅炉额定负荷下,改变气化气热量占锅炉额定负荷输入热量的比例,对锅炉燃烧系统整体性能的影响。研究表明再燃比例的增加,燃烧理论空气量减少、理论烟气量增加、炉内燃烧温度和排烟温度均升高,导致锅炉效率降低,可采用增加尾部受热面的方式降低排烟温度,以提高锅炉效率。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题背景及意义  9-11
  1.2 生物质气化发电技术  11-14
    1.2.1 国外研究现状  11-13
    1.2.2 国内研究现状  13-14
  1.3 生物质与煤混燃技术  14-17
    1.3.1 直接混燃国外研究现状  15
    1.3.2 直接混燃国内研究现状  15-16
    1.3.3 间接混燃国外研究现状  16-17
    1.3.4 间接混燃国内研究现状  17
  1.4 本文研究目的和研究内容  17-19
第2章循环流化床系统模拟研究  19-32
  2.1 引言  19
  2.2 300MW循环流化床流程概述  19-20
  2.3 Aspen Plus模型及计算  20-24
    2.3.1 模型说明  20-22
    2.3.2 模型假设  22
    2.3.3 参数设置及指标  22-24
  2.4 系统性能分析  24-31
    2.4.1 变煤种模拟  24-27
    2.4.2 变工况模拟  27-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章生物质气化系统模拟研究  32-46
  3.1 引言  32
  3.2 生物质气化系统概述  32
  3.3 Aspen Plus模型及计算  32-37
    3.3.1 模型说明  32-33
    3.3.2 模型假设  33-34
    3.3.3 参数设置及指标  34-37
    3.3.4 模拟结果  37
  3.4 系统性能分析  37-45
    3.4.1 气化当量比对气化过程的影响  37-40
    3.4.2 空气预热温度对气化过程的影响  40-41
    3.4.3 未转化碳率对气化过程的影响  41-44
    3.4.4 气化系统参数确定  44-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章生物质气循环流化床再燃集成系统模拟研究  46-52
  4.1 引言  46
  4.2 再燃系统概述  46-47
  4.3 再燃比例对系统的影响  47-50
    4.3.1 参数设置  47-48
    4.3.2 模拟分析结果  48-50
  4.4 本章小结  50-52
第5章结论与展望  52-54
  5.1 结论  52-53
  5.2 展望  53-54
参考文献  54-58
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  58-59
致谢  59

生物质气化系统与燃煤循环流化床锅炉系统集成模拟

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