生物质成型燃料规模化生产及次级物流过程仿真

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1、天津大学硕士学位论文生物质成型燃料规模化生产及次级物流过程仿真BiomassMoldingFuelMassProductionandSecondaryLogisticsProcessSimulation一级学科：动力机械及工程热物理学科专业：工程热物理作者姓名：左鹏鹏指导教师：杨俊红副教授天津大学机械工程学院二零一五年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同

2、志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要生物质成型燃料的规模化生产和应用有利于农林废弃物资源的能源化利用，对于节能减排具有重要的意义。生物质成型

3、燃料的加工能耗与生产成本及物流成本一定程度上制约着其规模化生产及应用。生物质成型燃料规模化生产中，原料的粉碎粒度和干燥后的含水率是影响加工能耗和生产成本的重要因素。以陕西某年产2万吨的秸秆成型燃料加工为例，采用ExtendSim软件对成型燃料生产线进行仿真，以理论加工能耗为目标函数，研究了压块（边长25mm，长度100mm，0.8t/m³）和颗粒（直径10mm，长度40mm，1.2t/m³）成型燃料的粉碎粒度和干燥后含水率对成型燃料的生产率及整体比能耗的影响，得出理论能耗的最优参数组合并与调研的生产性试验结果比较发现：与原经验参数相比，压块燃料按参数（15%,20

4、-30mm)优化后理论节能11.64%，调研相关生产性试验节能10.36%；颗粒燃料按参数（10%,10mm)优化后理论节能5.58%，调研相关生产性试验节能6.36%。进一步考虑各环节能耗、人员管理、场地使用、设备折旧费用，估算得到颗粒燃料的加工成本191.67元/吨，压块为122.73元/吨。针对生物质成型燃料从加工中心到热源站的次级物流成本较高的问题，以拟建的2号生物质热源站一期10万吨燃料需求为例，拟定三个相同规模的成型加工中心，利用ExtendSim对次级物流过程进行建模。结合文献调研，对比了生物质电厂常采用的以热源站为起点，把车辆平均分配到加工中心独立

5、运输和每辆车依次运输三个加工中心的两种次级运输策略；并在最优策略下对三种型式燃料（打包0.4t/m³，压块0.8t/m³，颗粒1.2t/m³）所需车型（10-50吨）及数量进行优化，据此得到各自最优的次级物流成本。结果发现，把车辆平均分配到加工中心独立运输的策略较好，较合理车型为30-40吨之间；三种燃料中，优化后颗粒的次级物流成本最低，但加工成本最高。综合考虑加工及次级物流总成本发现，压块燃料为167.62元/吨，比颗粒低23.9%，比打包低16.08%。另外，文献报道指出，生物质中含有比较活泼的钾氯等无机杂质，燃烧过程经常出现积灰结焦问题。初步调研国内外文献，

6、考虑针对木本、草本及两者的混合燃料燃烧过程中不同的积灰结焦特性，利用硅铝系或含硫添加剂与生物质中的氯化钾反应可提高灰熔点的原理，给出了各自添加剂筛选的初步实验构思。关键词：生物质成型燃料；粒度和含水率；加工能耗；次级物流成本；复合添加剂IAbstractLarge-scaleproductionandapplicationofbiomassmoldingfuelforenergy-orientedusetowasteresourcesofagricultureandforestry,hasimportantmeaningforenergyconservationa

7、ndemissionsreduction.Biomassmoldingfuelprocessingandtheproductioncostandenergyconsumptioninthecostoflogisticstosomeextent,re-strictlyinfluencethelarge-scaleproductionandapplication.Biomassmoldingfuelinthelarge-scaleproduction,rawmaterialgranularityandthedriedmoisturecontentaretheimpor

8、tantf