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基于模糊差分进化算法的甲醇锅炉控制系统

济南大学学报（自然科学版） 2020年第6期34卷 582-587页

作者：康晓锐刘玉芝翟宽宽郭威李大伟石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043

为了解决锅炉温度控制系统控制精度低、调节时间长等问题,提出一种基于模糊差分进化算法的甲醇锅炉控制系统,先采用模糊控制对差分进化算法的变异算子和交叉概率算子2个影响因子进行优化,然后通过优化的差分进化算法对锅炉比例积分微分... 详细信息

为了解决锅炉温度控制系统控制精度低、调节时间长等问题,提出一种基于模糊差分进化算法的甲醇锅炉控制系统,先采用模糊控制对差分进化算法的变异算子和交叉概率算子2个影响因子进行优化,然后通过优化的差分进化算法对锅炉比例积分微分控制器的比例系数、积分时间常数、微分时间常数3个参数进行优化。仿真结果表明,模糊差分进化算法提高了甲醇锅炉系统的控制精度和响应速度。

关键词：甲醇锅炉模糊控制差分进化控制参数优化

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基于粒子群算法的甲醇锅炉燃烧控制系统

合肥工业大学学报（自然科学版） 2021年第5期44卷 607-611,631页

作者：刘玉芝康晓锐翟宽宽金格赵哲石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043

为解决锅炉热效率难以达到最优的现象以及解决因远离市区而供热资源不便获得等问题,文章设计了一种基于模拟退火粒子群优化(simulated annealing particle swarm optimization,SAPSO)算法且带有突变更新策略的甲醇锅炉过量空气系数控制... 详细信息

为解决锅炉热效率难以达到最优的现象以及解决因远离市区而供热资源不便获得等问题,文章设计了一种基于模拟退火粒子群优化(simulated annealing particle swarm optimization,SAPSO)算法且带有突变更新策略的甲醇锅炉过量空气系数控制系统。该设计首先利用反平衡法研究了甲醇锅炉热效率与过量空气系数的关系,并对标准粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)、变异粒子群优化(mutation particle swarm optimization,MPSO)与SAPSO算法进行比较,将结果更优化的SAPSO搜寻到的最佳过量空气系数作为输入,与甲醇锅炉控制系统中的燃料量相结合,共同调整进气量的大小。结果表明,带有突变更新策略的SAPSO算法不仅加快收敛速度,进一步缓解了锅炉大滞后的特点,而且在外界环境变化的情况下,依旧能保持在最佳燃烧状态。

关键词：反平衡法甲醇锅炉模拟退火粒子群优化(SAPSO) 最佳过量空气系数

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热泵与甲醇锅炉联合供暖系统研究

热泵与甲醇锅炉联合供暖系统研究

作者：孙晓婷河北科技大学

学位级别：硕士

传统小型燃煤锅炉对环境污染严重,是产生雾霾的主要原因之一。为了改善环境,以清洁燃料代替煤炭作为锅炉的新型燃料是主要措施之一。甲醇作为清洁燃烧的一种途径,它清洁环保的优势一直受到人们的青睐,然而甲醇锅炉排出的高温烟气存在余... 详细信息

传统小型燃煤锅炉对环境污染严重,是产生雾霾的主要原因之一。为了改善环境,以清洁燃料代替煤炭作为锅炉的新型燃料是主要措施之一。甲醇作为清洁燃烧的一种途径,它清洁环保的优势一直受到人们的青睐,然而甲醇锅炉排出的高温烟气存在余热浪费的现象。如果利用热泵技术回收烟气尾气的余热实现热泵与甲醇锅炉的联合供暖,可以在很大程度上提高清洁燃料的热利用率并且减少对环境的污染。因此,本文对热泵与甲醇锅炉的联合供暖系统进行了研究。本文首先对甲醇燃料的燃烧进行理论分析,得到燃料消耗量、空气消耗量、烟气量、喷嘴直径等参数,为数值模拟、锅炉结构设计及热泵配置提供了基础数据;其次,借助Chemkin软件对甲醇氧化反应进行敏感性分析,得到甲醇的详细氧化燃烧反应机理,将此机理作为甲醇锅炉数值模拟的燃烧反应机理;然后,利用Fluent软件对甲醇锅炉的燃烧过程进行数值模拟,研究了不同炉膛径长比对甲醇燃烧室的温度分布及甲醛污染物排放的影响,确定炉膛的最佳径长比;最后,对甲醇锅炉的燃烧特性进行实验研究并且通过甲醇的烟气余热回收量匹配了热泵装置。数值模拟结果表明炉膛最佳径长比为0.41时甲醇锅炉综合效果优;燃烧特性实验结果表明尾部带有烟气换热器的甲醇锅炉热效率可以提高11.55%;理论分析结果表明甲醇锅炉与热泵系统联合供暖后可以提高系统供暖能力17%左右。

关键词：甲醇锅炉热泵联合供暖数值模拟径长比热效率

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基于STM32的甲醇锅炉控制系统的设计

基于STM32的甲醇锅炉控制系统的设计

作者：康晓锐石家庄铁道大学

学位级别：硕士

近年来以煤炭为首的锅炉在工业与生活中得到大量应用,但随之带来了严重的环境问题,因此国家出台一系列整改政策以发掘新兴清洁能源来代替煤炭。其中在城市供暖问题中天燃气锅炉虽已扮演重要角色,但偏远郊区却因传输等问题对其望而却步... 详细信息

近年来以煤炭为首的锅炉在工业与生活中得到大量应用,但随之带来了严重的环境问题,因此国家出台一系列整改政策以发掘新兴清洁能源来代替煤炭。其中在城市供暖问题中天燃气锅炉虽已扮演重要角色,但偏远郊区却因传输等问题对其望而却步。作为清洁型锅炉代表的甲醇锅炉以它独特的优越性逐渐走入人类视线。本文以甲醇锅炉控制系统为研究对象,以提高控制精度和锅炉热效率为研究目的进行了深入研究,主要内容如下:首先,对甲醇锅炉的独特性进行研究,包括燃料独特性与工艺独特性两方面,并分析了甲醇锅炉的优势,另外对甲醇锅炉控制系统的核心模块进行分析与设计。先对控制系统进行整体设计,再对阀门开度、风机频率、远程监控等核心部分进行分析与设计。由于控制器的参数设置影响控制精度,燃料量与送风量的比值直接决定锅炉的热效率值,因此对该部分的控制是本文的重点。其次,在确定了研究重点后,先对影响控制精度的参数进行动态优化。该优化主要针对PID控制器中的参数,先是根据甲醇锅炉的控制结构搭建了仿真模型,然后将差分进化算法(DE)与模糊差分进化算法(FDE)加入PID中,最后对比分析了PID、DE-PID和FDE-PID三种算法对系统的影响,结果表明:FDE-PID在系统各指标上都明显优于其它两种算法。然后,为了进一步实现节能减排,提高锅炉热效率,对燃料量与送风量的比值进行自动在线调整。首先对甲醇锅炉能量收支进行整体分析,引出过量空气系数的概念,并提出利用基于模糊自寻优算法的两步法和粒子群算法(PSO)对过量空气系数进行动态寻优,研究表明基于粒子群算法的甲醇锅炉控制系统显现出更加优越的性能。为了进一步优化,又对比分析了粒子群算法、基于变异策略的粒子群算法(MPSO)和基于模拟退火的粒子群算法(SAPSO),最后得出SAPSO更适用于甲醇锅炉控制系统。最后,在研究与仿真的基础上,设计了以STM32为核心,电源、时钟、调试、报警、远程监控等电路为外围电路的锅炉燃烧控制器,并以Altium Designer Release10为开发平台完成了硬件原理图以及PCB板。另外,根据硬件的设计,制作了各个模块的软件流程图,并完成程序编写,且在μC/OS-II嵌入式实时操作系统上进行软件开发,还分别在μC/GUI和Lab VIEW平台上设计了LCD显示屏界面和PC端界面。最后对该系统进行了调试,实验结果表明该系统达到了预期的检测效果,具有可应用的价值。

关键词：甲醇锅炉锅炉热效率过量空气系数模糊差分进化算法粒子群算法

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一种智能温室中甲醇锅炉供热控制器的设计

山东工业技术 2019年第20期 121-122页

作者：刘泽楠韩雁明石家庄铁道大学电气与电子工程学院

本文设计研发一种甲醇锅炉智能控制器,用于农业智能温室中自动供热的实现。实现对炉内燃料物位、锅炉回水温度、锅炉出水温度、锅炉炉膛温度等实时检测,确保锅炉安全稳定的运行,并配以报警系统,实现水温的安全监测。并设计人机交互界面... 详细信息

本文设计研发一种甲醇锅炉智能控制器,用于农业智能温室中自动供热的实现。实现对炉内燃料物位、锅炉回水温度、锅炉出水温度、锅炉炉膛温度等实时检测,确保锅炉安全稳定的运行,并配以报警系统,实现水温的安全监测。并设计人机交互界面,操作人员可实现温度、液位控制和检测。同时通过WIFI模块将炉内温度和液位数据上传至中移动OneNET云平台,方便工作人员对数据进行实时监测和后期处理。

关键词：甲醇锅炉自动控制监测云平台

晋中市人民政府关于印发晋中市支持甲醇锅炉及相关产业做大做强实施方案的通知

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晋中市人民政府关于印发晋中市支持甲醇锅炉及相关产业做大做强实...

各县（区、市）人民政府，开发区管委会，市直有关单位：《晋中市支持甲醇锅炉及相关产业做大做强实施方案》于2019年1月7日经市政府第1次常务会议研究同意，现印发你们，请认真贯彻执行。 $R晋中市人民政府 2019年1月11日$E 晋中市支... 详细信息

标准号: 市政发3号

各县（区、市）人民政府，开发区管委会，市直有关单位：《晋中市支持甲醇锅炉及相关产业做大做强实施方案》于2019年1月7日经市政府第1次常务会议研究同意，现印发你们，请认真贯彻执行。 $R晋中市人民政府 2019年1月11日$E 晋中市支持甲醇锅炉及相关产业做大做?

关键词：甲醇锅炉

来源： cnki法规评论

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浅谈甲醇锅炉系统方案

科技创新与应用 2015年第21期5卷 107-107页

作者：王欣然能立冯鹏娟郑州锅炉股份有限公司河南郑州450001

文章阐述了甲醇锅炉的结构形式、特点。

关键词：甲醇锅炉结构特点

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甲醇燃料应用于锅炉的可行性及发展路径研究

甲醇燃料应用于锅炉的可行性及发展路径研究

作者：吴杨太原理工大学

学位级别：硕士

甲醇具有清洁高效、储运方便、能源自给率高等优势,且原料来源广泛,可通过绿氢与煤、二氧化碳加氢制取,与新能源电力联系密切,在环保要求严格、碳中和背景下,发展甲醇锅炉燃料,有利于我国煤炭资源清洁高效利用、环境保护、保障能源安全... 详细信息

甲醇具有清洁高效、储运方便、能源自给率高等优势,且原料来源广泛,可通过绿氢与煤、二氧化碳加氢制取,与新能源电力联系密切,在环保要求严格、碳中和背景下,发展甲醇锅炉燃料,有利于我国煤炭资源清洁高效利用、环境保护、保障能源安全、促进新能源电力发展、助力碳中和目标实现。然而目前甲醇燃料供应能力,甲醇锅炉的技术经济性、综合性能以及发展路径等方面不够明确,导致人们对甲醇锅炉的认识不足,甲醇燃料锅炉推广力度有限、发展缓慢。因此,本文通过对甲醇制备、储运、产业现状以及甲醇锅炉应用及技术经济性现状等进行文献调研,依此进行数据计算、模拟分析,对甲醇锅炉进行多角度单项指标的可行性分析;通过建立综合评价模型,对甲醇锅炉进行综合可行性性评价;最后基于甲醇燃料特性提出了两条锅炉甲醇燃料的发展路径。主要研究方法及结论如下:(1)甲醇燃料制取路径方面,通过Aspen Plus软件模拟了煤制甲醇(CTM)、煤耦合绿氢制甲醇(GH-CTM)、二氧化碳加氢制甲醇(GH-CDTM)三种工艺路径,结果表明:三种路径的碳元素利用率分别为43.03%、91.73%、97.23%,工艺碳排放强度分别为1.82、0.12、-1.36 t/t,单位质量绿氢的甲醇产量方面,GH-CTM为9.89 t/t ,GH-CDTM为5.21 t/t;原料成本方面,在2020年绿氢价格4.2美元/kg下,原料成本CTM《GH-CTM甲醇CTM,利用过剩新能源电力电解水制绿氢、再通过GH-CTM或GH-CDTM工艺制甲醇燃料也较为经济和可行;(2)甲醇锅炉综合可行性方面,建立了甲醇与传统锅炉燃料的综合评价体系,进行以下研究:1)运用熵权法(EWM)对比分析了甲醇与煤、柴油、天然气的节能性、环保性、经济性社会效益的差异,结果表明:甲醇的节能性、环保性评价值略优于天然气,远优于煤和柴油;经济性方面,煤的评价值是其他燃料的2.24～3.41倍,甲醇评价值(0.1900)略低于天然气(0.2079)、优于柴油(0.1364);社会因素方面甲醇仅次于煤,是柴油的3.2倍、天然气的2.2倍。其中,社会因素指标中的燃料安全性量化方面,采取GB/T 16856-2015方法得到燃料的综合风险值:煤(9.75)甲醇(11.50)锅炉燃料进行了综合性评价,通过燃料的综合评价值高低,明确每种燃料综合使用效果的同时,发掘更适合发展甲醇锅炉燃料的情景;(3)甲醇锅炉发展路径方面,通过Aspen Plus软件对甲醇燃料在锅炉的两种应用路径——中小型锅炉甲醇部分裂解掺烧、大型燃煤电站锅炉低负荷掺烧甲醇进行了燃烧和排放性能模拟,结果表明:1)对于中小型甲醇锅炉,通过甲醇部分裂解燃烧方式,能有效提高燃烧温度,在裂解比例为0.53、过量空气系数为1.05时,燃烧温度提高了217.90℃,掺烧裂解气后仍能满足超低排放标准,烟气不需要进行处理即可直接排放。且通过烟气余热利用,锅炉热效率提高了1.62%;2)对于大型燃煤电站锅炉,掺烧甲醇能够起到较好的稳燃作用,掺烧后烟气中水蒸气的增幅最大、硫氧化物降幅最大、NOx基本不变,炉膛热功率最大增加1.33%,稳燃效果明显;在按热值掺烧比例为20%时,烟气中水蒸气的质量流量增加了51.10%。

关键词：甲醇燃料甲醇锅炉技术经济性分析 AHP-EWM综合性评价甲醇掺烧