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研究生: 簡全易
論文名稱: 模擬汽電共生鍋爐操作之最佳化-有關熱效率與氮氧化物控制
指導教授: 鄭西顯
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2001
畢業學年度: 89
語文別: 中文
論文頁數: 51
中文關鍵詞: 類神經網路鍋爐最佳化氮氧化物熱效率訊息理論汽電共生
外文關鍵詞: ANN, Boiler, optimization, NOx, heat efficiency, infomation theory, cogeneration
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  • 摘 要
    本論文主要在研究汽電共生模擬系統中,針對兩隻燃燒器(burner)的進料量與過剩氧的調整,期望讓(1)氮氧化物(NOX)的生成量最低、(2)燃燒效率最佳,即一氧化碳的生成量最低、(3)燃燒的熱效率最高。

    本研究中,以直交表(L18)做初始實驗點的安排,再以類神經網路(Artificial Neural Network)來建立模擬系統的模型,最後使用訊息理論(Information Theory)的預測模式找出系統的最佳化條件。經由兩個理論所結合的最佳化架構,可以在最少的實驗次數上得到系統的最佳操作條件,因此節省大量做實驗的成本與時間。


    目 錄 第一章、緒論………………………………………………………………..1 1.1前言………………………………………………………………………..1 1.2研究動機與目的 …………………………3 1.3文獻回顧……………………………………………………..4 第二章、汽電共生系統……………………………………………………..6 2.1簡介……………………………………………………………………..6 2.2氮氧化物形成及控制……………………………………………………..9 2.2.1氮氧化物形成……………………………………………………….9 2.2.2氮氧化物控制………………………………………………………...10 2.3熱效率計算………………………………………………………………12 第三章、汽電共生鍋爐模擬…………………………………………………13 3.1CHEMKIN軟體介紹……………………………………………………….13 3.2系統設定……………………………………………………………...15 3.2.1燃燒室………………………………………………………………..15 3.2.2進料組成……………………………………………………………..16 3.2.2.1燃料…………………………………………………………..16 3.2.2.2空氣…………………………………………………………..16 3.3操作變數………………………………………………………………...18 3.4模擬燃燒的流程………………………………………………………...20 3.4.1第一燃燒室的模擬燃燒……………………………………………..21 3.4.2第二燃燒室的模擬燃燒……………………………………………..23 第四章、最佳化方法………………………………………………………25 4.1類神經網路……………………………………………………………...25 4.1.1遞回式類神經網路…………………………………………………..26 4.2訊息理論………………………………………………………………...28 4.2.1訊息熵………………………………………………………………..28 4.2.2訊息能量……………………………………………………………..29 4.2.3訊息自由能…………………………………………………………..30 4.3 Intermediate Empirical Model Constrained Optimization(IEMCO)32 4.4 Kuhn-Tucker conditions……………………………………….33 第五章、結果與討論…………………………………………………………34 5.1不同進料量與不同過剩氧下,最大化熱效率、最小化氮氧化物與一氧化碳……………………………………………………………………………35 5.1.1乾廢氣………………………………………………………………..35 5.1.2熱效率………………………………………………………………..35 5.1.3目標函數……………………………………………………………..36 5.1.4結果…………………………………………………………………..37 5.2不同進料量與不同過剩氧下,最大化熱效率、限制氮氧化物與一氧化碳在一個合理範圍……………………………………………………………41 5.2.1目標函數……………………………………………………………..41 5.2.2結果…………………………………………………………………..42 第六章、總結與未來展望……………………………………………………45 第七章、參考資料……………………………………………………………47 附錄A………………………………………………………………………...50 附錄B……………………………………………………………………...51

    參考資料
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