TOP31水煤浆气化装置配煤与气化炉操作优化系统开发项目投资立项申报材料.doc文档免费在线阅读

采用专家系统的方法，对优化的操作工况模式进行及时的采集特征提取等，建立专家数据库和知识库。

对气化炉生产过程进行操作优化。

气化炉气化过程具有非线性各参数耦合性强时滞等特点，在分析装置运行特点和各指标变化规律的基础上，结合气化炉工艺特点和过程控制方法，设计可行的气化炉操作优化方案。

优化系统的设计开发在与现场应用人员广泛交流的基础上，进行系统设计开发，提供友好的人机界面和完善的功能，满足工业应用的需要。

具体如下功能模块的程序设计通过与应用人员进行沟通交流，进行优化系统的需求分析与系统设计，并在此基础上进行系统功能模块设计。

应用工业组态软件等工具进行系统开发与实现。

数据库的设计设计数据库，存储配煤工况操作规则生产效益出发，考虑较长生产周期内的气化效率关键部件的使用寿命和维护费用以及关联效益等多个目标，以综合效益最大化为优化目标，提供气化炉操作优化模型。

气化炉智能优化操作控制方案的设计根据建立的气化炉操行整体效益之间的关系模型。

在此基础上，以转化率能耗装置损耗等长期整体效益作为目标，构建以综合优化为目标的气化炉操作优化模型。

所建立的模型不仅仅考虑短时间内，如个班次的优化稳定运行，而是从中长期气化过程模型研发的基础上，进步定量定性分析水煤浆品质气化炉运行状况主要指标参数与气化炉重要部件耐火砖喷嘴的使用寿命和维护费用，以及黑水处理成本之间的相关性，获得气化炉运行状况与气化炉长期稳定运压力等变量建立气化炉转化率预测模型。

炉膛温度动态预测炉膛温度是关键操作参数，对于气化过程十分关键。

通过建模方法，建立炉膛温度动态预测模型，为控制操作优化提供支持。

气化炉操作优化模型的研发在气化炉分析神经网络专家系统等人工智能的方法，建立气化炉气化过程数学模型。

气化炉转化率预测本项目结合机理分析，采用辨识建模技术，根据入炉氧气压力水煤浆浓度原料煤品质氧煤比煤浆流量气化炉工作合工艺机理经验辨识技术，建立气化炉气化过程模型。

针对气化炉反应机理复杂影响因素多存在不确定性等特点，采用机理分析和数据分析相结合的方法，在深入了解气化炉反应机理的基础上，综合采用机理分析统计模型的研发以氧煤比入炉氧气压力水煤浆浓度水煤浆品质包括有效成分含量等指标，通过分析原料煤灰分含固体碳量等品质确定水煤浆流量气化炉工作压力关键参数作为输入，以炉温碳转化率等作为输出，结调节配煤比的合理性有效性提供判断依据。

优化配煤软件的设计与开发开发煤种品质数据库开发配煤专家系统开发配煤品质计算模型和水煤浆特性计算模型开发配比优化算法。

气化炉操作优化系统气化炉气化过程的线性或非线性测算模型，为配煤品质的预测和配煤比的优化提供依据。

水煤浆品质特性的预测模型通过机理分析和数据分析建模技术，辨识煤种性质配比以及制浆过程参数与水煤浆品质浓度流变特性的关系模型，为煤专家规则库根据积累的配煤经验操作规则，并分析历史生产数据和实验数据，建立配煤专家规则库。

建立配煤品质的计算模型针对各煤种的品质和配煤品质指标的实验和生产数据，通过数据统计分析和处理，构建配煤品质量本项目结合机理分析，采用辨识建模技术，根据入炉氧气压力水煤浆浓度原料煤品质氧煤比煤浆流量气化炉工作压力等变量建立气化炉转化率软测量模型，为物料平衡计算提供支持。

配煤优化专家系统建立配软测量水煤浆品质特性软测量针对水煤浆特性难以在线检测的特点，通过机理分析统计分析和建模，根据配煤磨煤气化炉运行状况，对水煤浆品质进行实时估计，为调整配煤和气化炉操作提供依据。

气化炉转化率软测建立操作参数优化专家规则，选择合理的操作参数，方面平稳装置运行提高转化效率另方面，从煤耗能耗设备损耗及维护费用等方面，从长期整体角度实现综合优化。

主要研究如下水煤浆气化装置关键指标的以及流变特性的范围，开发配煤优化与磨煤操作优化专家系统，通过合理设置配煤比例和制浆过程操作，保证水煤浆品质。

图配煤优化算法流程图二根据水煤浆的品质特性，通过分析气化炉反应过程的机理和历史生产数据，过优化计算确定最优化的各煤种用量。

配煤操作提高生产效率，降低能耗。

二研究开发内容本项目开展以下两方面的研究根据气化炉等气化装置的设计和运行要求，确定合理的水煤浆浓度有效成分含量和灰熔点等品质特性关系模型计算水煤浆品质特性水煤浆品质特性是否合格根据规则调整配煤品质根据配煤品质要求和专家规则确定煤种配比方案配煤品质是否合格根据规则调整配煤比根据配比计算各煤种配合用量。

如有多种配比方案，通理相结合，将控制优化技术应用于生产，根据气化工艺确定水煤浆品质灰分灰熔点等特性粒度等范围根据专家规则确定配煤品质要求根据配比和配煤品质计算模型计算配煤品质根据配煤品质与水煤浆品质流变特理相结合，将控制优化技术应用于生产，根据气化工艺确定水煤浆品质灰分灰熔点等特性粒度等范围根据专家规则确定配煤品质要求根据配比和配煤品质计算模型计算配煤品质根据配煤品质与水煤浆品质流变特性关系模型计算水煤浆品质特性水煤浆品质特性是否合格根据规则调整配煤品质根据配煤品质要求和专家规则确定煤种配比方案配煤品质是否合格根据规则调整配煤比根据配比计算各煤种配合用量。

如有多种配比方案，通过优化计算确定最优化的各煤种用量。

配煤操作提高生产效率，降低能耗。

二研究开发内容本项目开展以下两方面的研究根据气化炉等气化装置的设计和运行要求，确定合理的水煤浆浓度有效成分含量和灰熔点等品质以及流变特性的范围，开发配煤优化与磨煤操作优化专家系统，通过合理设置配煤比例和制浆过程操作，保证水煤浆品质。

图配煤优化算法流程图二根据水煤浆的品质特性，通过分析气化炉反应过程的机理和历史生产数据，建立操作参数优化专家规则，选择合理的操作参数，方面平稳装置运行提高转化效率另方面，从煤耗能耗设备损耗及维护费用等方面，从长期整体角度实现综合优化。

主要研究如下水煤浆气化装置关键指标的软测量水煤浆品质特性软测量针对水煤浆特性难以在线检测的特点，通过机理分析统计分析和建模，根据配煤磨煤气化炉运行状况，对水煤浆品质进行实时估计，为调整配煤和气化炉操作提供依据。

气化炉转化率软测量本项目结合机理分析，采用辨识建模技术，根据入炉氧气压力水煤浆浓度原料煤品质氧煤比煤浆流量气化炉工作压力等变量建立气化炉转化率软测量模型，为物料平衡计算提供支持。

配煤优化专家系统建立配煤专家规则库根据积累的配煤经验操作规则，并分析历史生产数据和实验数据，建立配煤专家规则库。

建立配煤品质的计算模型针对各煤种的品质和配煤品质指标的实验和生产数据，通过数据统计分析和处理，构建配煤品质的线性或非线性测算模型，为配煤品质的预测和配煤比的优化提供依据。

水煤浆品质特性的预测模型通过机理分析和数据分析建模技术，辨识煤种性质配比以及制浆过程参数与水煤浆品质浓度流变特性的关系模型，为调节配煤比的合理性有效性提供判断依据。

优化配煤软件的设计与开发开发煤种品质数据库开发配煤专家系统开发配煤品质计算模型和水煤浆特性计算模型开发配比优化算法。

气化炉操作优化系统气化炉气化过程模型的研发以氧煤比入炉氧气压力水煤浆浓度水煤浆品质包括有效成分含量等指标，通过分析原料煤灰分含固体碳量等品质确定水煤浆流量气化炉工作压力关键参数作为输入，以炉温碳转化率等作为输出，结合工艺机理经验辨识技术，建立气化炉气化过程模型。

针对气化炉反应机理复杂影响因素多存在不确定性等特点，采用机理分析和数据分析相结合的方法，在深入了解气化炉反应机理的基础上，综合采用机理分析统计分析神经网络专家系统等人工智能的方法，建立气化炉气化过程数学模型。

气化炉转化率预测本项目结合机理分析，采用辨识建模技术，根据入炉氧气压力水煤浆浓度原料煤品质氧煤比煤浆流量气化炉工作压力等变量建立气化炉转化率预测模型。

炉膛温度动态预测炉膛温度是关键操作参数，对于气化过程十分关键。

通过建模方法，建立炉膛温度动态预测模型，为控制操作优化提供支持。

气化炉操作优化模型的研发在气化炉气化过程模型研发的基础上，进步定量定性分析水煤浆品质气化炉运行状况主要指标参数与气化炉重要部件耐火砖喷嘴的使用寿命和维护费用，以及黑水处理成本之间的相关性，获得气化炉运行状况与气化炉长期稳定运行整体效益之间的关系模型。

在此基础上，以转化率能耗装置损耗等长期整体效益作为目标，构建以综合优化为目标的气化炉操作优化模型。

所建立的模型不仅仅考虑短时间内，如个班次的优化稳定运行，而是从中长期生产效益出发，考虑较长生产周期内的气化效率关键部件的使用寿命和维护费用以及关联效益等多个目标，以综合效益最大化为优化目标，提供气化炉操作优化模型。

气化炉智能优化操作控制方案的设计根据建立的气化炉操作优化模型，综合利用专家系统人工智能和数学方法，通过综合协调与优化计算，确定合理的水煤浆品质特性要求气化炉关键操作参数范围，保证气化炉长期稳定运行的综合效益。

在此基础上，根据气化炉实时动态变化情况，选择最有利于气化反应进行的操作条件，实现优化控制操作，保证气化炉稳定性，提高气化炉有效气含量碳转化率，降低煤耗能耗。

由于气化炉各种因素关联复杂，许多情况下难以用准确数学模型表示的特点，采用基于算法的优化控制与基于规则的专家系统和模糊控制相结合的控制策略，实现气化炉智能操作优化和控制。

采用专家系统模糊控制和基于数学算法的控制相结合的方法，可以有效利用操作人员的经验知识，并通过算法提高控制方案的效果。

气化炉操作优化系统的设计开发针对气化炉，开发操作优化软件，实现软件与系统的连接，开发具有友好操作界面和较完善功能的应用软件。

建立生产信息和操作规则数据库提供生产操作优化模块实现操作优化系统与系统的可靠联接。

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